آٹوموٹو انجنوں میں بنیادی دہن کے نظام
دہن کا نظام آٹوموٹو انجن کے آپریشن کا "دل" ہے، خاص طور پر اندرونی دہن انجنوں میں۔ دہن کے ذریعے، ایندھن کی کیمیائی توانائی حرارت کی توانائی میں، پھر مکینیکل توانائی میں بدل جاتی ہے جو پسٹن، کرینک شافٹ اور بالآخر گاڑی کے پہیوں کو حرکت دے سکتی ہے۔ دہن کے نظام کی بنیادی باتوں کو سمجھنے سے ہمیں یہ سمجھنے میں مدد ملتی ہے کہ انجن کیوں طاقتور ہیں، ایندھن کی کھپت فضول یا کم خرچ کیوں ہو سکتی ہے، اور اخراج صاف یا ضرورت سے زیادہ کیوں ہو سکتا ہے۔ یہ مضمون دہن کے بنیادی تصورات، معاون اجزاء، عمل کے مراحل، اور آٹوموٹو انجنوں میں کارکردگی اور اخراج کو متاثر کرنے والے عوامل پر بحث کرتا ہے۔
1. آٹوموٹو انجنوں میں دہن کو سمجھنا
دہن ایندھن اور آکسیجن کے درمیان ایک تیز کیمیائی عمل ہے جو گرمی پیدا کرتا ہے۔ آٹوموٹو انجنوں میں، یہ حرارت دہن کے چیمبر میں گیس کے دباؤ کو بڑھانے کے لیے استعمال کی جاتی ہے، جس سے پسٹن کو حرکت ملتی ہے۔ عام طور پر، "اچھا" دہن وہ دہن ہے جو:
1. صحیح وقت پر ہوا،
2. مستحکم اور یکساں طور پر ہوتا ہے،
3. زیادہ سے زیادہ طاقت پیدا کرتا ہے،
4. نقصان دہ اخراج کو کم کریں،
5. غیر معمولی علامات کا سبب نہیں بنتا جیسے دستک (دھماکہ) یا غلط فائر (جلنے میں ناکامی)۔
عملی طور پر، دہن صرف "شعلوں کے جلنے" کے بارے میں نہیں ہے، بلکہ اس کا تعلق ایندھن کے ایٹمائزیشن/اسپرے، ہوا میں ایندھن کے اختلاط، کمپریشن، اگنیشن یا اگنیشن سسٹم، اور کمبشن چیمبر کے ڈیزائن سے بھی ہے۔
2. انجنوں کی اقسام اور دہن کے طریقے
جدید گاڑیوں میں، اندرونی دہن کے انجن کی دو اہم اقسام ہیں:
a) پٹرول انجن (اسپارک اگنیشن/SI)
پٹرول انجن چنگاری پیدا کرنے کے لیے اسپارک پلگ استعمال کرتے ہیں۔ ہوا کے ایندھن کے مرکب کو سلنڈر میں کمپریس کیا جاتا ہے، اور ایندھن کو بھڑکانے کے لیے اسپارک پلگ عین وقت (وقت پر) جلتا ہے۔ اس نظام کو چنگاری اگنیشن کہا جاتا ہے کیونکہ اگنیشن چنگاری سے شروع ہوتی ہے۔
ب) ڈیزل انجن (کمپریشن اگنیشن/CI)
ڈیزل انجن اسپارک پلگ استعمال نہیں کرتے ہیں (جیسا کہ عام ہے)۔ ہوا کو ایک اعلی کمپریشن تناسب پر کمپریس کیا جاتا ہے، ہوا کا درجہ حرارت بڑھتا ہے۔ اس کے بعد ڈیزل ایندھن کو کمبشن چیمبر میں داخل کیا جاتا ہے۔ کیونکہ ہوا کا درجہ حرارت پہلے ہی بہت زیادہ ہے، ایندھن خود بخود جل جاتا ہے۔ اس عمل کو کمپریشن اگنیشن کہا جاتا ہے۔
دونوں کا مقصد پسٹن کو دبانے کے لیے گیس کا دباؤ پیدا کرنا ہے، لیکن دہن کی خصوصیات، معاون اجزاء، اور مرکب کو کنٹرول کرنے کا طریقہ مختلف ہے۔
3. اہم اجزاء جو دہن کو سپورٹ کرتے ہیں۔
دہن کا نظام اکیلا کھڑا نہیں ہوتا۔ اس میں کئی اہم ذیلی نظام شامل ہیں:
1. ایئر انٹیک سسٹم: فلٹر، تھروٹل باڈی (پیٹرول پر) اور انٹیک کئی گنا کے ذریعے صاف ہوا فراہم کرتا ہے۔
2. ایندھن کا نظام: کاربوریٹر (پرانی گاڑیوں) یا انجیکشن (EFI/GDI/CRDI) کے ذریعے ایندھن کی فراہمی کرتا ہے۔
3. کمبشن چیمبر اور کمپریشن میکانزم: سلنڈر، پسٹن، پسٹن کی انگوٹھی، سلنڈر ہیڈ، اور کمبشن چیمبر ڈیزائن پر مشتمل ہے۔
4. اگنیشن سسٹم (پیٹرول انجن): اس میں ECU/igniter، coil، اسپارک پلگ، سینسرز (CKP/CMP)، اور اگنیشن ٹائمنگ سیٹنگز شامل ہیں۔
5. ایگزاسٹ سسٹم: اخراج کنٹرول فیڈ بیک کے لیے ایگزاسٹ کئی گنا، کیٹلیٹک کنورٹر، مفلر، اور O2/AFR سینسر کے ذریعے ایگزاسٹ گیسوں کو ہٹاتا ہے۔
اگر پرزہ جات میں سے ایک بہترین طریقے سے کام نہیں کر رہا ہے (مثال کے طور پر، کمزور اسپارک پلگ، گندے انجیکٹر، لیک ہونے والی کمپریشن، یا بلاک شدہ انٹیک ہوا)، دہن کا معیار کم ہو جائے گا۔
4. کام کے چکر کے مطابق دہن کے عمل کے مراحل
4 اسٹروک انجن میں (سب سے زیادہ عام)، دہن درج ذیل مراحل میں ہوتا ہے:
1. انٹیک اسٹروک: پسٹن نیچے کی طرف جاتا ہے، انٹیک والو کھلتا ہے، ہوا (اور بعض نظاموں میں ایندھن) سلنڈر میں داخل ہوتی ہے۔
2. کمپریشن اسٹروک: پسٹن بڑھتا ہے، انٹیک اور ایگزاسٹ والوز بند ہوجاتے ہیں۔ مرکب (پٹرول انجن) یا اکیلے ہوا (ڈیزل انجن) کو دبایا جاتا ہے، جس سے دباؤ اور درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے۔
3. طاقت کے مراحل:
- پٹرول انجن: کمپریشن کے اختتام پر اسپارک پلگ چنگاریاں، شعلے کا پھیلاؤ، دباؤ بڑھتا ہے، پسٹن کو نیچے دھکیل دیا جاتا ہے۔
- ڈیزل انجن: انجیکٹر ایندھن کا چھڑکاؤ کرتا ہے، اگنیشن میں تھوڑی دیر ہوتی ہے، پھر دہن ہوتا ہے اور پسٹن کو دھکیل دیتا ہے۔
4. ایگزاسٹ اسٹروک: پسٹن دوبارہ اٹھتا ہے، ایگزاسٹ والو کھل جاتا ہے، باقی دہن گیسیں خارج ہوتی ہیں۔
یہ وہ جگہ ہے جہاں وقت اہم ہے: جب چنگاری پلگ فائر ہوتا ہے یا جب انجیکٹر اسپرے طاقت، کارکردگی اور اخراج کا تعین کرتا ہے۔
5. ایئر ایندھن کے مرکب کا تناسب (AFR)
سب سے اہم تصورات میں سے ایک ایئر ایندھن کا تناسب (AFR) ہے۔
- پٹرول کے انجنوں میں، مثالی کیمیکل (سٹوچیومیٹرک) مرکب عام طور پر 14,7:1 (ہوا: پٹرول) بڑے پیمانے پر ہوتا ہے۔ یہ مرکب کیٹلیٹک کنورٹر کو مؤثر طریقے سے CO، HC، اور NOx کے اخراج کو کم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
- ایک مرکب جو بہت زیادہ (زیادہ ایندھن) ہے بعض حالات میں زیادہ طاقت پیدا کرتا ہے، لیکن بیکار ہے اور CO/HC کے اخراج میں اضافہ ہوتا ہے۔
- ایک مرکب جو بہت دبلا ہو (زیادہ ہوا) بعض حالات میں زیادہ کفایتی ہو سکتا ہے، لیکن طاقت کو کم کرنے، زیادہ دہن کے درجہ حرارت (NOx میں اضافہ) کا سبب بنتا ہے، اور اگر یہ بہت زیادہ ہو تو غلط آگ لگنے کے امکانات کو بڑھاتا ہے۔
ڈیزل انجنوں میں، عام طور پر ایندھن کی مقدار کے ذریعے کنٹرول زیادہ ہوتا ہے، جبکہ ہوا نسبتاً زیادہ ہوتی ہے (دبلی پتلی)۔ اس کی وجہ سے، ڈیزل اپنی کارکردگی کے لیے جانا جاتا ہے، لیکن NOx اور ذرات (کاجل) کو کنٹرول کرنا ایک چیلنج ہے۔
6. نارمل دہن بمقابلہ غیر معمولی دہن
گیسولین انجن میں عام دہن اس وقت ہوتا ہے جب ایک کنٹرول شدہ شعلہ اسپارک پلگ پوائنٹ سے پورے مرکب میں پھیلتا ہے۔ تاہم، غیر معمولی حالات ہیں، جیسے:
1. دستک (دھماکہ): اس وقت ہوتا ہے جب عام شعلہ سائیکل مکمل ہونے سے پہلے مرکب بے ساختہ کسی اور جگہ پر بھڑک اٹھتا ہے۔ یہ "کلک" کی آواز، درجہ حرارت اور دباؤ میں اچانک اضافے کا سبب بنتا ہے، اور طویل عرصے میں پسٹن یا حلقوں کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔
2. پری اگنیشن: چنگاری پلگ کے جلنے سے پہلے مرکب جل جاتا ہے، عام طور پر گرم مقامات جیسے کاربن کے ذخائر، زیادہ گرم چنگاری پلگ، یا زیادہ گرم اجزاء کی وجہ سے۔
3. Misfire: دہن ناکام ہو جاتا ہے یا نامکمل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے انجن غلط ہو جاتا ہے، بجلی گر جاتی ہے، کھپت بڑھ جاتی ہے، اور HC کے اخراج میں اضافہ ہوتا ہے۔
ڈیزل انجنوں میں، عام مسائل میں تاخیر سے اگنیشن، ڈیزل کا دستک (لانگ اگنیشن میں تاخیر کی وجہ سے دستک)، ضرورت سے زیادہ دھواں (سیاہ/سفید)، اور وائبریشن شامل ہیں۔
7. دہن کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے عوامل
کئی اہم عوامل جو اس بات کا تعین کرتے ہیں کہ آیا جلنا اچھا ہے یا برا ان میں شامل ہیں:
- کمپریشن تناسب: تھرمل کارکردگی کا امکان جتنا زیادہ ہے، لیکن پٹرول میں یہ دستک کے خطرے سے محدود ہے۔
– ایندھن کی ایٹمائزیشن کا معیار: ایک اچھا انجیکٹر باریک بوندیں پیدا کرتا ہے جو آسانی سے مل جاتے ہیں اور بالکل جل جاتے ہیں۔
– ہنگامہ خیزی اور دہن کے چیمبر کا ڈیزائن: ہوا کی حرکت (گھومنا/ٹمبل) اختلاط میں مدد کرتا ہے اور دہن کو تیز کرتا ہے۔
- اگنیشن/انجیکشن کا وقت: بہت زیادہ ترقی یافتہ یا بہت پسماندہ طاقت کو کم کر سکتا ہے اور اخراج کو بڑھا سکتا ہے۔
- اسپارک پلگ کی حالت (پیٹرول انجن): الیکٹروڈ گیپ، ڈپازٹس اور اسپارک پلگ کی حرارت کی سطح چنگاری کے معیار کو متاثر کرتی ہے۔
- سینسرز اور ECU کنٹرول: جدید انجن O2/AFR، MAP/MAF، درجہ حرارت، دستک سینسر، اور بہت کچھ استعمال کرتے ہیں تاکہ مرکب اور وقت کو درست طریقے سے منظم کیا جا سکے۔
8. ایگزاسٹ گیس کا اخراج اور ان کا دہن سے تعلق
مثالی دہن کی اہم مصنوعات CO2 اور H2O ہیں۔ تاہم، ایک حقیقی انجن میں دہن دیگر اخراج پیدا کرتا ہے:
- CO (کاربن مونو آکسائیڈ): اس وقت بڑھتا ہے جب مرکب بہت زیادہ ہو یا دہن نامکمل ہو۔
– HC (ہائیڈرو کاربن): جلے ہوئے ایندھن سے آتا ہے، اکثر غلط آگ یا خراب کاربوریشن کے دوران ظاہر ہوتا ہے۔
– NOx (نائٹروجن آکسائیڈز): زیادہ دہن والے درجہ حرارت پر بڑھتا ہے، جو اکثر دبلی پتلی مرکبات اور مخصوص اوقات سے منسلک ہوتا ہے۔
– ذرات (PM/soot): ڈیزل میں غالب ہے اور اگر کنٹرول زیادہ سے زیادہ نہ ہو تو براہ راست انجیکشن پٹرول (GDI) میں بھی ظاہر ہو سکتا ہے۔
اسی لیے جدید گاڑیاں کیٹلیٹک کنورٹرز، ای جی آر، او2 سینسر استعمال کرتی ہیں اور ڈیزل میں ڈی پی ایف اور ایس سی آر کو اخراج کو کم کرنے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔
نتیجہ اخذ کرنا
آٹوموٹو انجنوں میں بنیادی دہن کے نظام میں ایندھن کی توانائی کو کنٹرول شدہ دہن کے رد عمل کے ذریعے طاقت میں تبدیل کرنا شامل ہے۔ گیسولین انجن اسپارک پلگ کے ساتھ مرکب کو بھڑکاتے ہیں، جبکہ ڈیزل انجن انجکشن والے ایندھن کو بھڑکانے کے لیے کمپریشن کی گرمی کا استعمال کرتے ہیں۔ کامیاب دہن ہوا کے ایندھن کے مرکب کے معیار، کمپریشن تناسب، اگنیشن/انجیکشن ٹائمنگ، کمبشن چیمبر ڈیزائن، اور ECU الیکٹرانک کنٹرول سے متاثر ہوتا ہے۔ اچھا دہن زیادہ سے زیادہ طاقت، موثر ایندھن کی کھپت، اور کم اخراج پیدا کرتا ہے- جبکہ غیر معمولی دہن جیسے دستک اور غلط آگ کارکردگی کو نقصان پہنچا سکتی ہے اور انجن کے نقصان کو تیز کر سکتی ہے۔ بنیادی باتوں کو سمجھ کر، ہم زیادہ آسانی سے دیکھ بھال کر سکتے ہیں، مسائل کی تشخیص کر سکتے ہیں، اور ایندھن اور ڈرائیونگ کے انداز منتخب کر سکتے ہیں جو انجن کی کارکردگی کو سپورٹ کرتے ہیں۔
اگر آپ چاہیں تو، میں مزید تکنیکی ذیلی مضامین کے ساتھ جاری رکھ سکتا ہوں جیسے: O2 سینسر کا کردار اور کلوزڈ لوپ فیول کنٹرول، AFR کیلکولیشنز اور سٹوچیومیٹری، یا EFI بمقابلہ GDI بمقابلہ کاربوریٹر میں دہن میں فرق۔
