डीज़ल इंजन

लेख सूचना
डीज़ल इंजन
पुस्तक नाम	हिन्दी विश्वकोश खण्ड 5
पृष्ठ संख्या	249
भाषा	हिन्दी देवनागरी
संपादक	राम प्रसाद त्रिपाठी
प्रकाशक	नागरी प्रचारणी सभा वाराणसी
मुद्रक	नागरी मुद्रण वाराणसी
संस्करण	सन्‌ 1965 ईसवी
उपलब्ध	भारतडिस्कवरी पुस्तकालय
कॉपीराइट सूचना	नागरी प्रचारणी सभा वाराणसी
लेख सम्पादक	विरेंद्रकुमार लरोया

डीज़ल इंजन सन्‌ 1892 में रुडोल्फ डीज़ल (Rudolf Diesel) ने आंतरिक दहन इंजन का पेटेंट कराया और इन्हीं के नाम पर इसका नाम डीज़ल इंजन पड़ा, यद्यपि प्रथम वास्तविक इंजन का निर्माण 1895 ई० में हुआ। इस इंजन का स्वतंत्र परीक्षण शोज़ोटर (Schozoter) ने 1896 ई० में ऑगवर्ग में किया और डीज़ल इंजनों का आम प्रदर्शन म्युनिख प्रदर्शनी में 1898 ई० में हुआ।

इतिहास

सन्‌ 1900 में डीज़ल ने पैरिस कांग्रेस के संमुख यह घोषणा की कि काफी प्रयोग के बाद परिचालन चक्र का जो अंतिम रूप उसने ग्रहण किया, वह चार स्ट्रोक के किस्म का एक ही आघात के अनुक्रम से चूषण, दबाव, विस्तार और विकासवाला था। पहले के डीज़ल इंजन वायु-अंत:क्षेप इंजन थे और इंजन के सिलिंडर में ईधंन देने के लिए बहुत ही ऊँचा दबाव प्रयोग में लाया जाता था। सन्‌ 1910 में जेम्स मैक्केचनिक (James Mckechnic) ने ठोस इंजेक्शन प्रणाली का विकास किया, जिसमें सरल, ऊँचे दबाववाला ईधंन-तेल पंप इंजेक्शन के काम में प्रयुक्त हुआ।

डीज़ल इंजन के आवश्यक लक्षण

ईधंन व्यवस्था का विचार न किया जाए तो डीज़ल चक्र का अनिवार्य लक्षण वायुमंडलीय हवा को 500 पाउंड प्रति वर्ग इंच के दबाव तक पहुँचा देना होता है, जिससे हवा का ताप 5380 सें० तक चढ़ जाता है। इस प्रकार अति संपीड़ित, अति तप्त हवा में करणीभूत तेल की सीमित मात्रा अंत:क्षिप्त की जाती है। यह तेल को तुरंत सुलगाती, जलाती तथा फैलाती है।

डीज़ल इंजन की परिभाषा

डीज़ल इंजन ऐसा अंतर्दह इंजन है, जिसमें दहन के लिए भरी हुई हवा इंजन के सिलिंडर में इतनी संपीड़ित की जाती है कि उसका ताप दिए हुए ईधंन को तुरंत सुलगा देता है।

डीज़ल और गैसोलिन इंजन में भेद

स्फुलिंग-प्रज्वलन-गैसोलिन (Spark ignition gasoline) और संपीडन-प्रज्वलन-तेल (Compression ignition oil) इंजनों में अंतर ईधंन की प्रकृति में है। स्फुलिंग प्रज्वलन इंजन के कार्बूरेटर (Carburettor) में गैसोलिन और हवा बिल्कुल मिला दी जाती है और इंजन के सिलिंडर में, यह समरूप मिश्रण, भार चाहे जितना हो, दिए हुए अनुपात से पहुँचाया जाता है। हवा का ईधंन से अनुपात, जो वायु-ईधंन-अनुपात कहलाता है, गैसोलिन इंजन में 14.5 : 1 स्थिर रहता है। चूँकि डीज़ल में हवा और ईधंनवाले तेल के मिलाने का कोई अतिरिक्त कक्ष नहीं होता, इसलिए मिलाने का काम सिलिंडर में ही पूरा करना पड़ता है। डीज़ल सदैव हवा की निश्चित मात्रा को ही संपीड़ित करता है, पर बोझ के अनुसार अंत:क्षिप्त ईधंन की मात्रा में अंतर रह सकता है। यदि बोझ पूरा है तो वायुईधंन का अनुपात 22 : 1 रहता है। यदि इंजन कोई काम नहीं करता तो अनुपात 85 : 1 रहता है। डीज़ल इंजन को गैसोलिन इंजन की तुलना में अधिक मात्रा में हवा की आवश्यकता होती है। वायु-ईधंन-अनुपात के तथा संपीड़न के ऊँचा रहने से डीज़ल इंजन में कम ईधंन खर्च होता है। जितने ईधंन से गैसोलिन मोटर गाड़ी कोई काम करती है, उतने ही ईधंन में डीज़ल मोटर गाड़ी दुगुना काम करेगी। डीज़ल इंजन में एक अन्य लाभ यह है कि इसमें सस्ता ईधंन जल सकता है और ईधंन में आग लगने की संभावना कम रहती है।

परिचालन चक्र

डीज़ल इंजन चार स्ट्रोक, या दो स्ट्रोक चक्र, पर परिचालित होते हैं। इसका आशय यह है कि चार स्ट्रोक चक्र इंजन में पिस्टन के पूरे

चित्र:50406-2.jpg

' क. वायु का प्रवेश, ख. प्रवेश वाल्व तथा ग. निकास वाल्व।

चार स्ट्रोक, या क्रैंक शाफ्ट के दो परिक्रमण, की आवश्यकता पड़ती है, जबकि दो स्ट्रोक चक्र इंजन में केवल दो स्ट्रोका, या क्रैंक शाफ्ट के केवल एक परिक्रमण, की आवश्यकता पड़ती है।

क. वायु का प्रवेश, ख. प्रवेश वाल्व तथा ग. निकास वाल्व।

चार स्ट्रोक चक्र इंजन

चार स्ट्रोक चक्र इंजन का स्ट्रोक चित्र 1. में दिखाया गया है। इसके निम्नलिखित कार्य हैं :

(१) अंतर्ग्रहण - प्रवेश वाला वाल्व खुलता है और अवरोही पिस्टन सिलिंडर में नई हवा खींचता है।

(२) संपीड़न - प्रवेशवाला वाल्व बंद होता है और आरोही पिस्टन सिलिंडर में ही हवा को 500 पाउंड प्रति वर्ग इंच के दबाव से दबाता है।

(३) शक्ति - संपीड़न के आघात के अंत में ईधंन का अंत:क्षेप होता है। यह तुरंत स्वत: प्रज्वलित हो जाता है और तब फैलता है। फैलने से शक्ति उत्पन्न होकर पिस्टन को फैंक देती है।

(४) निकास - अब निकास वाल्व खुल जाता है और आरोही पिस्टन जली हुई गैसों को सिलिंडर के बाहर निकाल देता है। यह चक्र बार बार चलता है।

दो चक्र मूका-संमार्जन (port-scavenged) इंजन के परिचालन का क्रम चित्र 2. में प्रदर्शित है। इसमें भी अंतर्ग्रहण, संपीड़न, शक्ति और निकास कार्य होते हैं। अवरोही पिस्टन

चित्र:50406-2.jpg

क. प्रवेशद्वार तथा ख. निकासद्वार।

प्रवेशद्वार और निकासमूकाओं (ports) को खोलता है। इससे अपमार्जक वायु प्रवेशमूका से सिलिंडर में प्रवेश करती है और सिलिंडर को प्रक्षालित (flushes) कर निकासमूका से निकल जाती है। आरोही पिस्टन प्रवेश और निकासमूकाओं को आच्छादित कर देता है, तथा सिलिंडर में वायु को संपीड़न कर, दबाव बढ़ाकर, लगभग 500 पाउंड प्रति वर्ग इंच कर देता है। अतितप्त वायु में अब ईधंन का अंत:क्षेप होता है। ईधंन स्वत: जल उठता और प्रसारित होता है, जिससे पिस्टन पर आघात पड़ता है और वह बलपूर्वक नीचे आ जाता है। अवरोही पिस्टन अब प्रवेश और निकासद्वारों को खोल देता है, जिससे अपमार्जक संपीड़ित वायु को प्रवेश द्वार से प्रवेश करती और जली हुई गैसों को सिलिंडर से निकासद्वार द्वारा निकाल देती है। इस प्रकार चक्र पूरा हो जाता है।

यदि दो चक्र इंजन आदर्श हो तो एक ही विस्तार और चाल के चार चक्र इंजन से दुगुनी शक्ति प्राप्त होगी, पर वास्तव में ऐसा आदर्श इंजन नहीं प्राप्त होता। सिलिंडर में ही द्वारा होने के कारण दो चक्र ईजंन के आघात (stroke) वस्तुत: कम प्रभावशाली होते हैं चार चक्र इंजन की तुलना में दो चक्र इंजन से लाभ यह है कि एक ही शक्ति उत्पादन के लिये दो चक्र इंजन हल्का होता है, इसमें पुर्जे कम होते है और बनावट अधिक सरल होती है। इसका परिणाम यह हुआ कि बड़े इंजन साधारणतया दो चक्रवाले और छोटे छोटे इंजन चार चक्रवाले बनाए जाते हैं। पर इस नियम का पालन सदा नहीं होता। सुविधानुसार उच्च कोटि के इंजन दोनों ही किस्म के बनते है।

डीज़ल की बनावट

डीजल इंजनों की डिज़ाइन (design) और आकार न तो यूरोप में और न संयुक्त राज्य, अमरीका, में ही २०वीं शताब्दी की मध्य तक मानकित हुए थे। डीज़ल निर्माताओं ने अपनी अपनी रूचि और विचारों के अनुसार भिन्न भिन्न प्रकार के डीज़ल इंजन तैयार किए। इस प्रकार कई आकारो, आकृतियों और कई चालों के इंजन बने हैं। सिलिंडर की व्यवसथा पंक्योिं में अरीय (Radial) आकृति अर्थात्‌ ज्र् की आकृति की, प्रतिद्वंद्वी पिसटनों वाली, या सामान्य एक क्रिया वाली, या दो क्रियावाली होती है। दो या चार चक्रवाले इंजनों में सिंलंडर और स्तभं अलग अलग, या एक ही खंड में बने रहते हैं। ईधंन द्वार और वाल्वव्यवस्था के कारण वायु के बहाव में अंतर रहता है। डीज़ल का पिस्टन ट्रंक (Trunk) या क्रॉस हेड (Crosshead) प्रकार का अधिभारित तथा अंत:शीतित, या इससे रहित, हो सकता है। ईधंन के रूप में विभिन्न गैसें, जैसे प्राकृतिक गैस, प्रदीपन गैस, उत्पादक गैस, धमन भट्टी गैस, या मल नाली गैस, विभिन्न प्रकार के ईधंन तेल, भरी कच्चे तेल, हल्के कच्चे तेल, हल्के आसुत तेल, या गैस और तेल दोनों प्रयुक्त हो सकते हैं। विभिन्न इंजनों में प्रक्षुब्ध या पूर्वहनकक्ष, वायु या ऊर्जा सेल (cells) प्रयुक्त होते हैं, या वे खुले कक्ष किस्म के होते हैं। मध्य मार्ग के रूप में ही विभिन्न आकृतियों का विकास हुआ और प्रत्येक निर्माणकर्ता ने विस्तृत क्षेत्र में उपयोग के दृष्टिकोण से डीज़ल का निर्माण किया।

जब तक ट्रकों, बसों और रेल इंजनों में डीज़ल का प्रयोग नहीं शुरू हुआ तब तक यह सर्वसाधरण के लिये अज्ञात ही था। इसके अन्य उपयोग भी इतने ही महत्वपूर्ण थे, पर ऐसे जान नहीं पड़ते थे। आज डीज़ल इंजन जहाजों, जनित्रों (generators), पंपो, संपीड़कों, चक्कियों, चट्टान दलित्रों, मिट्टी हटाने की मशीनों, ट्रैक्टरों आदि में काम आ रहा है। भिन्न भिन्न कार्यों के लिये डीज़ल इंजन का अकार तथा आकृति भित्र होती है।

डीज़ल इंजनों का वर्गीकरण कई ढंग से आया है, पर सामानय वर्गीकरण उनकी चाल पर आधारित है। जो इंजन प्रति मिनट 1200 या इससे अधिक परिक्रमण करता है उसे उच्च चाल इंजन, जो प्रति मिनट 500 या इससे कम परिक्रमण करता है उसे निम्न चाल इंजन और इन दोनों के बीच की चाल वाले इंजन को मध्य चाल इंजन कहते हैं।

उच्च चाल इंजन छोटे बोरे (bore), अर्थात्‌ 6 इंच या इससे भी कम माप, के होते हैं, ताकि वे आकार और शक्ति उत्पादन में गैसोलिन इंजन के साथ प्रतियोगिता कर सकें। सिलिंडर की व्यवस्था सामान्यत: पक्तियों में या ज् आकृति की रहती है। उसके सहायक अंग विघुत स्टार्टर, तैल पंप, जल पंप और शीतलन तंत्र हैं, जो इंजन के अभिन्न अंग ही होते हैं। इंजन में शायद ही प्रत्यक्ष पतिवर्ती एकक होता हो। यदि प्रतिवर्तन की आवश्यकता हो तो प्रतिवर्ती गियर अलग से जोड़ दिया जाता है। दहन की सुविधा के लिये उच्च चालवाले इंजन में बहुधा क्षोभनकक्ष (turbulence chamber) वायु या ऊर्जा सेल रहते हैं। पिस्टन को ठंढा करने के सहायक अंग की कदाचित्‌ ही कोई व्यवस्था रहती है। इस प्रकार के इंजन में प्रति सिलिंडर अधिक से अधिक लगभग 30 अश्वबल शक्ति विकसित होती है और इसमें इँधन के रूप में हलके वर्ग का डीज़ल तेल प्रयुक्त होता है।

डीजल इंजन से लाभ

डीज़ल का जब जन्य इंजनों, जैसे भाप टरबाइन, गैस टरबाइन अथवा भाप इंजन से तुलना करते हैं तब डीज़ल इंजन की उत्कृष्टता का पता लगता है। संपीड़न प्रज्वलन होने के कारण इंजन की बनावट में सरलता होती है। इँधन जलाने के लिये इंजन में अलग से उपकरण जोड़ने की झंझट नहीं रहती। इससे ऐसे इंजनों की उष्मा दक्षता 36 प्रतिशत रहती है, जबकि गैसोलिन इंजन की उष्मा दक्षता केवल 25 प्रतिशत, गैस टरबाइन की केवल 20 प्रतिशत तथा पश्चाग्र भाप इंजन की केवल 12 प्रतिशत होती है। ये आँकड़े पूरे बोझ की उष्मादक्षता के औसत मान है। जब बोझ (load) कम होता है तो उपर्युक्त इंजनों में किसी इंजन की उष्मा दक्षता बढ़ जाती है और किसी की कम हो जाती है।