डीजल इंजनों की संरचनात्मक संरचना और घटक कार्यों का संक्षेप में वर्णन करें

सार: डीजल इंजन ऑपरेशन के दौरान बिजली का उत्पादन कर सकते हैं।दहन कक्ष और क्रैंक कनेक्टिंग रॉड तंत्र के अलावा जो सीधे ईंधन की तापीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, उनके संचालन को सुनिश्चित करने के लिए उनके पास संबंधित तंत्र और प्रणालियां भी होनी चाहिए, और ये तंत्र और प्रणालियां आपस में जुड़ी हुई और समन्वित हैं।विभिन्न प्रकार और उपयोग वाले डीजल इंजनों में तंत्र और प्रणालियों के विभिन्न रूप होते हैं, लेकिन उनके कार्य मूल रूप से समान होते हैं।डीजल इंजन मुख्य रूप से बॉडी घटकों और क्रैंक कनेक्टिंग रॉड तंत्र, वाल्व वितरण तंत्र और सेवन और निकास प्रणाली, ईंधन आपूर्ति और गति नियंत्रण प्रणाली, स्नेहन प्रणाली, शीतलन प्रणाली, शुरुआती डिवाइस और अन्य तंत्र और प्रणालियों से बना है।

1、 डीजल इंजन की संरचना और घटक कार्य

डीजल इंजन एक प्रकार का आंतरिक दहन इंजन है, जो एक ऊर्जा रूपांतरण उपकरण है जो ईंधन के दहन से निकलने वाली ऊष्मा ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है।डीजल इंजन जनरेटर सेट का पावर हिस्सा है, जो आम तौर पर क्रैंकशाफ्ट कनेक्टिंग रॉड तंत्र और बॉडी घटकों, वाल्व वितरण तंत्र और सेवन और निकास प्रणाली, डीजल आपूर्ति प्रणाली, स्नेहन प्रणाली, शीतलन प्रणाली और विद्युत प्रणाली से बना होता है।

1. क्रैंकशाफ्ट कनेक्टिंग रॉड तंत्र

प्राप्त तापीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए इसे क्रैंकशाफ्ट कनेक्टिंग रॉड तंत्र के माध्यम से पूरा करना आवश्यक है।यह तंत्र मुख्य रूप से पिस्टन, पिस्टन पिन, कनेक्टिंग रॉड, क्रैंकशाफ्ट और फ्लाईव्हील जैसे घटकों से बना है।जब दहन कक्ष में ईंधन प्रज्वलित और जलता है, तो गैस का विस्तार पिस्टन के शीर्ष पर दबाव उत्पन्न करता है, जिससे पिस्टन एक सीधी रेखा में आगे और पीछे जाने के लिए प्रेरित होता है।कनेक्टिंग रॉड की मदद से, क्रैंकशाफ्ट काम करने वाली मशीनरी (लोड) को चलाने के लिए घूमता है।

2. शारीरिक समूह

शरीर के घटकों में मुख्य रूप से सिलेंडर ब्लॉक, सिलेंडर हेड और क्रैंककेस शामिल हैं।यह डीजल इंजनों में विभिन्न यांत्रिक प्रणालियों का असेंबली मैट्रिक्स है, और इसके कई हिस्से डीजल इंजन क्रैंक और कनेक्टिंग रॉड तंत्र, वाल्व वितरण तंत्र और सेवन और निकास प्रणाली, ईंधन आपूर्ति और गति नियंत्रण प्रणाली, स्नेहन प्रणाली और शीतलन के घटक हैं। सिस्टम.उदाहरण के लिए, सिलेंडर हेड और पिस्टन क्राउन मिलकर एक दहन कक्ष स्थान बनाते हैं, और कई हिस्से, सेवन और निकास नलिकाएं, और तेल मार्ग भी इस पर व्यवस्थित होते हैं।

3. वाल्व वितरण तंत्र

थर्मल ऊर्जा को लगातार यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए एक उपकरण के लिए, ताजी हवा के नियमित सेवन और दहन अपशिष्ट गैस के निर्वहन को सुनिश्चित करने के लिए वायु वितरण तंत्र के एक सेट से भी सुसज्जित होना चाहिए।

वाल्व ट्रेन एक वाल्व समूह (सेवन वाल्व, निकास वाल्व, वाल्व गाइड, वाल्व सीट, और वाल्व स्प्रिंग, आदि) और एक ट्रांसमिशन समूह (टैपेट, टैपेट, रॉकर आर्म, रॉकर आर्म शाफ्ट, कैंषफ़्ट, और टाइमिंग गियर) से बनी होती है। , वगैरह।)।वाल्व ट्रेन का कार्य कुछ आवश्यकताओं के अनुसार सेवन और निकास वाल्व को समय पर खोलना और बंद करना है, सिलेंडर में निकास गैस को बाहर निकालना और ताजी हवा को अंदर लेना है, जिससे डीजल इंजन वेंटिलेशन की सुचारू प्रक्रिया सुनिश्चित होती है।

4. ईंधन प्रणाली

थर्मल ऊर्जा को एक निश्चित मात्रा में ईंधन प्रदान करना चाहिए, जिसे दहन कक्ष में भेजा जाता है और गर्मी उत्पन्न करने के लिए पूरी तरह से हवा के साथ मिलाया जाता है।अतः ईंधन व्यवस्था अवश्य होनी चाहिए।

डीजल इंजन ईंधन आपूर्ति प्रणाली का कार्य एक निश्चित अवधि के भीतर एक निश्चित दबाव पर दहन कक्ष में एक निश्चित मात्रा में डीजल इंजेक्ट करना और दहन कार्य करने के लिए इसे हवा के साथ मिलाना है।इसमें मुख्य रूप से एक डीजल टैंक, ईंधन ट्रांसफर पंप, डीजल फिल्टर, ईंधन इंजेक्शन पंप (उच्च दबाव तेल पंप), ईंधन इंजेक्टर, गति नियंत्रक आदि शामिल हैं।

5. शीतलन प्रणाली

डीजल इंजन के घर्षण हानि को कम करने और विभिन्न घटकों के सामान्य तापमान को सुनिश्चित करने के लिए, डीजल इंजन में शीतलन प्रणाली होनी चाहिए।शीतलन प्रणाली में पानी पंप, रेडिएटर, थर्मोस्टेट, पंखा और वॉटर जैकेट जैसे घटक शामिल होने चाहिए।

6. स्नेहन प्रणाली

स्नेहन प्रणाली का कार्य डीजल इंजन के विभिन्न गतिशील भागों की घर्षण सतहों पर चिकनाई वाला तेल पहुंचाना है, जो घर्षण को कम करने, ठंडा करने, शुद्ध करने, सील करने और जंग की रोकथाम, घर्षण प्रतिरोध और घिसाव को कम करने और लेने में भूमिका निभाता है। घर्षण से उत्पन्न गर्मी को दूर करें, जिससे डीजल इंजन का सामान्य संचालन सुनिश्चित हो सके।इसमें मुख्य रूप से एक तेल पंप, तेल फिल्टर, तेल रेडिएटर, विभिन्न वाल्व और चिकनाई वाले तेल मार्ग शामिल हैं।

7. सिस्टम प्रारंभ करें

डीजल इंजन को जल्दी चालू करने के लिए डीजल इंजन के स्टार्ट को नियंत्रित करने के लिए एक स्टार्टिंग डिवाइस की भी आवश्यकता होती है।विभिन्न शुरुआती तरीकों के अनुसार, शुरुआती डिवाइस से सुसज्जित घटकों को आमतौर पर इलेक्ट्रिक मोटर या वायवीय मोटर द्वारा शुरू किया जाता है।उच्च-शक्ति जनरेटर सेट के लिए, शुरू करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग किया जाता है।

2、 चार स्ट्रोक डीजल इंजन का कार्य सिद्धांत

थर्मल प्रक्रिया में, केवल कार्यशील द्रव की विस्तार प्रक्रिया ही कार्य करने की क्षमता रखती है, और हमें इंजन को लगातार यांत्रिक कार्य उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है, इसलिए हमें कार्यशील द्रव का बार-बार विस्तार करना चाहिए।इसलिए, विस्तार करने से पहले कार्यशील द्रव को उसकी प्रारंभिक अवस्था में बहाल करने का प्रयास करना आवश्यक है।इसलिए, एक डीजल इंजन को अपनी प्रारंभिक स्थिति में लौटने से पहले चार थर्मल प्रक्रियाओं से गुजरना होगा: सेवन, संपीड़न, विस्तार और निकास, जिससे डीजल इंजन लगातार यांत्रिक कार्य उत्पन्न कर सके।इसलिए, उपरोक्त चार तापीय प्रक्रियाओं को कार्य चक्र कहा जाता है।यदि डीजल इंजन का पिस्टन चार स्ट्रोक पूरा करता है और एक कार्य चक्र पूरा करता है, तो इंजन को चार स्ट्रोक डीजल इंजन कहा जाता है।

1. सेवन स्ट्रोक

इनटेक स्ट्रोक का उद्देश्य ताजी हवा में सांस लेना और ईंधन दहन के लिए तैयार करना है।सेवन प्राप्त करने के लिए, सिलेंडर के अंदर और बाहर के बीच एक दबाव अंतर बनना चाहिए।इसलिए, इस स्ट्रोक के दौरान, निकास वाल्व बंद हो जाता है, सेवन वाल्व खुल जाता है, और पिस्टन शीर्ष मृत केंद्र से निचले मृत केंद्र की ओर चला जाता है।पिस्टन के ऊपर सिलेंडर में आयतन धीरे-धीरे बढ़ता है और दबाव कम हो जाता है।सिलेंडर में गैस का दबाव वायुमंडलीय दबाव से लगभग 68-93kPa कम है।वायुमंडलीय दबाव की कार्रवाई के तहत, ताजी हवा को सेवन वाल्व के माध्यम से सिलेंडर में चूसा जाता है।जब पिस्टन निचले मृत केंद्र पर पहुंचता है, तो इनटेक वाल्व बंद हो जाता है और इनटेक स्ट्रोक समाप्त हो जाता है।

2. संपीड़न स्ट्रोक

संपीड़न स्ट्रोक का उद्देश्य सिलेंडर के अंदर हवा के दबाव और तापमान को बढ़ाना है, जिससे ईंधन के दहन की स्थिति पैदा होती है।बंद सेवन और निकास वाल्व के कारण, सिलेंडर में हवा संपीड़ित होती है, और दबाव और तापमान भी तदनुसार बढ़ जाता है।वृद्धि की डिग्री संपीड़न की डिग्री पर निर्भर करती है, और विभिन्न डीजल इंजनों में थोड़ा अंतर हो सकता है।जब पिस्टन शीर्ष मृत केंद्र के पास पहुंचता है, तो सिलेंडर में हवा का दबाव (3000-5000) kPa तक पहुंच जाता है और तापमान 500-700 ℃ तक पहुंच जाता है, जो डीजल के स्व-प्रज्वलन तापमान से कहीं अधिक है।

3. विस्तार स्ट्रोक

जब पिस्टन समाप्त होने वाला होता है, तो ईंधन इंजेक्टर सिलेंडर में डीजल डालना शुरू कर देता है, इसे हवा के साथ मिलाकर एक दहनशील मिश्रण बनाता है, और तुरंत स्वयं प्रज्वलित हो जाता है।इस समय, सिलेंडर के अंदर दबाव तेजी से लगभग 6000-9000kPa तक बढ़ जाता है, और तापमान (1800-2200) ℃ तक पहुंच जाता है।उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली गैसों के दबाव के तहत, पिस्टन मृत केंद्र की ओर नीचे चला जाता है और क्रैंकशाफ्ट को घुमाने के लिए प्रेरित करता है, जिससे काम होता है।जैसे ही गैस विस्तार पिस्टन नीचे उतरता है, निकास वाल्व खुलने तक इसका दबाव धीरे-धीरे कम हो जाता है।

4. निकास स्ट्रोक

4. निकास स्ट्रोक

एग्जॉस्ट स्ट्रोक का उद्देश्य सिलेंडर से एग्जॉस्ट गैस को निकालना है।पावर स्ट्रोक पूरा होने के बाद, सिलेंडर में गैस निकास गैस बन जाती है, और इसका तापमान (800~900) ℃ तक गिर जाता है और दबाव (294~392) kPa तक गिर जाता है।इस बिंदु पर, निकास वाल्व खुलता है जबकि सेवन वाल्व बंद रहता है, और पिस्टन निचले मृत केंद्र से शीर्ष मृत केंद्र की ओर बढ़ता है।सिलेंडर में अवशिष्ट दबाव और पिस्टन जोर के तहत, निकास गैस को सिलेंडर के बाहर छुट्टी दे दी जाती है।जब पिस्टन फिर से शीर्ष मृत केंद्र पर पहुंचता है, तो निकास प्रक्रिया समाप्त हो जाती है।निकास प्रक्रिया पूरी होने के बाद, निकास वाल्व बंद हो जाता है और सेवन वाल्व फिर से खुल जाता है, अगले चक्र को दोहराता है और लगातार बाहरी रूप से काम करता है।

3、 डीजल इंजनों का वर्गीकरण एवं विशेषताएँ

डीजल इंजन एक आंतरिक दहन इंजन है जो ईंधन के रूप में डीजल का उपयोग करता है।डीजल इंजन संपीड़न इग्निशन इंजन से संबंधित हैं, जिन्हें अक्सर उनके मुख्य आविष्कारक, डीजल के बाद डीजल इंजन के रूप में जाना जाता है।जब एक डीजल इंजन काम कर रहा होता है, तो यह सिलेंडर से हवा खींचता है और पिस्टन की गति के कारण उच्च स्तर तक संपीड़ित होता है, जो 500-700 ℃ के उच्च तापमान तक पहुंच जाता है।फिर, ईंधन को धुंध के रूप में उच्च तापमान वाली हवा में छिड़का जाता है, उच्च तापमान वाली हवा के साथ मिलाकर एक दहनशील मिश्रण बनाया जाता है, जो स्वचालित रूप से प्रज्वलित होता है और जलता है।दहन के दौरान निकलने वाली ऊर्जा पिस्टन की ऊपरी सतह पर कार्य करती है, इसे धक्का देती है और इसे कनेक्टिंग रॉड और क्रैंकशाफ्ट के माध्यम से घूर्णन यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करती है।

1. डीजल इंजन का प्रकार

(1) कार्य चक्र के अनुसार इसे चार स्ट्रोक और दो स्ट्रोक डीजल इंजन में विभाजित किया जा सकता है।

(2) शीतलन विधि के अनुसार इसे वाटर-कूल्ड और एयर-कूल्ड डीजल इंजन में विभाजित किया जा सकता है।

(3) सेवन विधि के अनुसार, इसे टर्बोचार्ज्ड और गैर टर्बोचार्ज्ड (प्राकृतिक रूप से एस्पिरेटेड) डीजल इंजन में विभाजित किया जा सकता है।

(4) गति के अनुसार, डीजल इंजनों को उच्च गति (1000 आरपीएम से अधिक), मध्यम गति (300-1000 आरपीएम), और कम गति (300 आरपीएम से कम) में विभाजित किया जा सकता है।

(5) दहन कक्ष के अनुसार, डीजल इंजनों को प्रत्यक्ष इंजेक्शन, भंवर कक्ष और पूर्व कक्ष प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

(6) गैस दबाव क्रिया के तरीके के अनुसार, इसे एकल अभिनय, दोहरे अभिनय और विपरीत पिस्टन डीजल इंजन में विभाजित किया जा सकता है।

(7) सिलेंडर की संख्या के अनुसार इसे सिंगल सिलेंडर और मल्टी सिलेंडर डीजल इंजन में विभाजित किया जा सकता है।

(8) उनके उपयोग के अनुसार, उन्हें समुद्री डीजल इंजन, लोकोमोटिव डीजल इंजन, वाहन डीजल इंजन, कृषि मशीनरी डीजल इंजन, इंजीनियरिंग मशीनरी डीजल इंजन, बिजली उत्पादन डीजल इंजन और निश्चित बिजली डीजल इंजन में विभाजित किया जा सकता है।

(9) ईंधन आपूर्ति विधि के अनुसार, इसे यांत्रिक उच्च दबाव तेल पंप ईंधन आपूर्ति और उच्च दबाव आम रेल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इंजेक्शन ईंधन आपूर्ति में विभाजित किया जा सकता है।

(10) सिलेंडरों की व्यवस्था के अनुसार, इसे सीधे और वी-आकार की व्यवस्था, क्षैतिज रूप से विपरीत व्यवस्था, डब्ल्यू-आकार की व्यवस्था, स्टार आकार की व्यवस्था आदि में विभाजित किया जा सकता है।

(11) शक्ति स्तर के अनुसार, इसे छोटे (200KW), मध्यम (200-1000KW), बड़े (1000-3000KW), और बड़े (3000KW और ऊपर) में विभाजित किया जा सकता है।

2. विद्युत उत्पादन के लिए डीजल इंजन की विशेषताएँ

डीजल जनरेटर सेट डीजल इंजन द्वारा संचालित होते हैं।सामान्य बिजली उत्पादन उपकरणों जैसे कि थर्मल पावर जनरेटर, स्टीम टरबाइन जनरेटर, गैस टरबाइन जनरेटर, परमाणु ऊर्जा जनरेटर आदि की तुलना में, उनमें सरल संरचना, कॉम्पैक्टनेस, छोटे निवेश, छोटे पदचिह्न, उच्च थर्मल दक्षता, आसान शुरुआत की विशेषताएं हैं। लचीला नियंत्रण, सरल संचालन प्रक्रियाएं, सुविधाजनक रखरखाव और मरम्मत, असेंबली और बिजली उत्पादन की कम व्यापक लागत, और सुविधाजनक ईंधन आपूर्ति और भंडारण।बिजली उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश डीजल इंजन सामान्य-उद्देश्य या अन्य उद्देश्य वाले डीजल इंजन के प्रकार होते हैं, जिनमें निम्नलिखित विशेषताएं होती हैं:

(1) निश्चित आवृत्ति और गति

एसी पावर की आवृत्ति 50 हर्ट्ज और 60 हर्ट्ज पर तय की गई है, इसलिए जनरेटर सेट की गति केवल 1500 और 1800r/मिनट हो सकती है।चीन और पूर्व सोवियत बिजली उपभोग करने वाले देश मुख्य रूप से 1500r/मिनट का उपयोग करते हैं, जबकि यूरोपीय और अमेरिकी देश मुख्य रूप से 1800r/मिनट का उपयोग करते हैं।

(2) स्थिर वोल्टेज रेंज

चीन में उपयोग किए जाने वाले डीजल जनरेटर सेट का आउटपुट वोल्टेज 400/230V (बड़े जनरेटर सेट के लिए 6.3kV) है, जिसकी आवृत्ति 50Hz और पावर फैक्टर cos ф= 0.8 है।

(3) शक्ति भिन्नता की सीमा विस्तृत है।

बिजली उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले डीजल इंजन की शक्ति 0.5kW से 10000kW तक भिन्न हो सकती है।आम तौर पर, 12-1500kW की पावर रेंज वाले डीजल इंजनों का उपयोग मोबाइल पावर स्टेशन, बैकअप पावर स्रोत, आपातकालीन पावर स्रोत या आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले ग्रामीण पावर स्रोतों के रूप में किया जाता है।स्थिर या समुद्री बिजली स्टेशनों का उपयोग आमतौर पर बिजली स्रोतों के रूप में किया जाता है, जिनका बिजली उत्पादन हजारों किलोवाट होता है।

(4) एक निश्चित शक्ति आरक्षित है।

बिजली उत्पादन के लिए डीजल इंजन आम तौर पर उच्च भार दर के साथ स्थिर परिचालन स्थितियों के तहत काम करते हैं।आपातकालीन और बैकअप पावर स्रोतों को आम तौर पर 12h पावर पर रेट किया जाता है, जबकि आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पावर स्रोतों को निरंतर पावर पर रेट किया जाता है (जनरेटर सेट की मिलान शक्ति को मोटर की ट्रांसमिशन हानि और उत्तेजना शक्ति में कटौती करनी चाहिए, और एक निश्चित पावर रिजर्व छोड़ना चाहिए)।

(5) गति नियंत्रण उपकरण से सुसज्जित।

जनरेटर सेट के आउटपुट वोल्टेज आवृत्ति की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, आमतौर पर उच्च-प्रदर्शन गति नियंत्रण उपकरण स्थापित किए जाते हैं।समानांतर संचालन और ग्रिड से जुड़े जनरेटर सेट के लिए, गति समायोजन उपकरण स्थापित किए जाते हैं।

(6)इसमें सुरक्षा और स्वचालन कार्य हैं।

सारांश:

(7)बिजली उत्पादन के लिए डीजल इंजनों का मुख्य उपयोग बैकअप पावर स्रोतों, मोबाइल पावर स्रोतों और वैकल्पिक बिजली स्रोतों के रूप में होने के कारण, बाजार में साल दर साल मांग बढ़ रही है।राज्य ग्रिड के निर्माण ने बड़ी सफलता हासिल की है, और बिजली आपूर्ति ने मूल रूप से राष्ट्रव्यापी कवरेज हासिल की है।इस संदर्भ में, चीन के बाजार में बिजली उत्पादन के लिए डीजल इंजन का अनुप्रयोग अपेक्षाकृत सीमित है, लेकिन वे अभी भी राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के विकास के लिए अपरिहार्य हैं।दुनिया भर में विनिर्माण प्रौद्योगिकी, स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी, इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी और समग्र सामग्री विनिर्माण प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ।बिजली उत्पादन के लिए डीजल इंजन लघुकरण, उच्च शक्ति, कम ईंधन खपत, कम उत्सर्जन, कम शोर और बुद्धिमत्ता की दिशा में विकसित हो रहे हैं।संबंधित प्रौद्योगिकियों की निरंतर प्रगति और अद्यतन ने बिजली आपूर्ति गारंटी क्षमता और बिजली उत्पादन के लिए डीजल इंजनों के तकनीकी स्तर में सुधार किया है, जो विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक बिजली आपूर्ति गारंटी क्षमताओं की निरंतर वृद्धि को बढ़ावा देगा।

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