Turbocharger क्या है और यह कैसे काम करता है?

क्या आप को पता है Turbocharger क्या है? एक वाहन के इंजन से जुड़ा एक उपकरण है जिसे समग्र दक्षता में सुधार करने और प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यही कारण है कि कई ऑटो निर्माता अपने vehicles को टर्बोचार्ज करना चुन रहे हैं।

एक टर्बोचार्ज्ड डीजल इंजन और एक पारंपरिक स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड गैसोलीन इंजन के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर यह है कि डीजल इंजन में प्रवेश करने वाली हवा को ईंधन इंजेक्ट करने से पहले compressed किया जाता है। यहीं पर टर्बोचार्जर डीजल इंजन के पावर आउटपुट और दक्षता के लिए महत्वपूर्ण है।

Turbocharger क्या है?- What is turbocharger in Hindi

एक टर्बोचार्जर (या टर्बो) , एक टरबाइन-चालित forced इंडक्शन डिवाइस है जो दहन कक्ष(combustion chamber) में अतिरिक्त हवा को forcing करके एक internal combustion इंजन की efficiency और power output को बढ़ाता है।

स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड इंजन के पावर आउटपुट पर यह सुधार इस तथ्य के कारण है कि कंप्रेसर atmospheric pressure की तुलना में अधिक वायु और आनुपातिक रूप से अधिक ईंधन-दहन कक्ष में force कर सकता है।

स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड पिस्टन इंजनों में, इनटेक गैसों को atmospheric pressure द्वारा इंजन में धकेल दिया जाता है, जो पिस्टन के नीचे की ओर stroke (जो कम pressure का क्षेत्र बनाता है) के कारण होता है। उधारण के स्वरुप सिरिंज में जैसे liquid खींचा जाता है।

Turbocharger का उद्देश्य इंटेक गैस (आमतौर पर हवा) के घनत्व में वृद्धि करके इंजन की efficiency में सुधार करना है, जिससे प्रति इंजन cycle में अधिक शक्ति मिलती है।

टर्बोचार्जर का कंप्रेशर ambient air को खींचता है और air को compresses करता है इन्टेक में प्रवेश करने से पहले। इससे प्रत्येक intake स्ट्रोक पर सिलेंडर में प्रवेश करने वाली हवा का quantity अधिक होता है।

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Turbocharger कैसे काम करता है?

टर्बोचार्जर एक शाफ्ट से बना होता है जिसके एक end पर टर्बाइन व्हील और दूसरे end पर एक कंप्रेसर व्हील होता है। ये एक इनलेट पोर्ट की विशेषता वाले snail के आकार के आवास से आच्छादित हैं, जिस में व्यर्थ exhaust गैस उच्च pressure में प्रवेश करते हैं। जैसे ही हवा टरबाइन से गुजरती है, टरबाइन घूमती है और कंप्रेसर इसके साथ घूमता है, हवा की विशाल मात्रा को compressed किया जाता है और आउटलेट पोर्ट से बाहर निकाला जाता है।

एक पाइप compressed हवा को एक इंटरकूलर के माध्यम से सिलेंडर में फीड करता है, जो सिलेंडर तक पहुँचने से पहले हवा को ठंडा करता है। Turbocharger ऐसी उच्च गति (250,000 RPM तक) पर चलते हैं, turbocharger के पास आमतौर पर एक oil cooling प्रणाली होती है ताकि यह बहुत गर्म न हों।

अधिकांश प्रणालियों में “वेस्टगेट” के रूप में जाना जाने वाला valve भी होता है, जिसका उपयोग टर्बोचार्जर से अतिरिक्त गैस को हटाने के लिए किया जाता है, जब इंजन बहुत अधिक boost देता है, इसकी घूर्णी गति को सीमित करके टरबाइन नुक़सान को रोकता है।

टर्बोचार्ज्ड इंजन, standard इंजनों से इस मायने में भिन्न होते हैं कि वे intake valve में अधिक हवा खींचने के लिए व्यर्थ exhaust गैसों का उपयोग करते हैं। जबकि स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड इंजन हवा खींचने के लिए प्राकृतिक air pressure पर भरोसा करते हैं, टर्बो इस प्रक्रिया को तेज करते हैं और अधिक शक्ति का उत्पादन करते हैं।

Turbocharger के प्रकार

1.Single-Turbo

single टर्बोचार्जर में अकेले असीम परिवर्तनशीलता होती है। कंप्रेसर व्हील के आकार और टरबाइन में अंतर करने से पूरी तरह से अलग टोक़ लक्षण पैदा होंगे। बड़े टर्बोस उच्च शीर्ष-शक्ति पर लाएंगे, लेकिन छोटे टर्बो बेहतर पल्सेशन प्रदान करेंगे क्योंकि वे तेजी से बढ़ते हैं। बॉल बेयरिंग कंप्रेसर और टरबाइन को स्पिन करने के लिए कम घर्षण प्रदान करते हैं।

2.Twin-Turbo

जैसा कि नाम से प्रतीत होता है कि ट्विन-टर्बोस का अर्थ है इंजन में दूसरा टर्बोचार्जर जोड़ना। V6 या V8 इंजन के मामले में, यह प्रत्येक सिलेंडर बैंक के साथ काम करने के लिए single-turbo असाइन करके किया जा सकता है। उच्च RPM के लिए बड़ी टर्बो के साथ कम RPM में एक छोटी टर्बो का उपयोग किया जा सकता है।

यह दूसरा कॉन्फ़िगरेशन (ट्विन अनुक्रमिक टर्बोचार्जिंग के रूप में जाना जाता है) एक व्यापक ऑपरेटिंग RPM रेंज के लिए अनुमति देता है और कम revolutions (टर्बो लैग को कम करने) में बेहतर torque प्रदान करता है, लेकिन उच्च RPM पर power भी देता है। अप्रत्याशित रूप से, दो टर्बोस होने से जटिलता और associated cost में काफ़ी वृद्धि होती है।

3.Twin-Scroll Turbo

ट्विन-स्क्रॉल टर्बोचार्जर को विभाजित-इन-टरबाइन हाउसिंग और exhaust कई गुना कि आवश्यकता होती है जो प्रत्येक स्क्रॉल के साथ सही इंजन सिलेंडर जोड़े स्वतंत्र रूप से।

उदाहरण के लिए, चार-सिलेंडर इंजन में (फायरिंग ऑर्डर 1-3-4-2 के साथ) , सिलिंडर 1 और 4 टर्बो के एक स्क्रॉल में feed कराते हैं, जबकि 2 और 3 सिलेंडरों को एक अलग स्क्रॉल पर feed करते हैं। यह लेआउट टर्बो गैस को अधिक कुशल वितरण प्रदान करता है और प्रत्येक सिलेंडर में सघन (denser) , शुद्ध हवा प्रदान करने में मदद करता है।

अधिक ऊर्जा exhaust टरबाइन को भेजी जाती है, जिसका अर्थ है अधिक शक्ति। फिर से, एक प्रणाली की जटिलता को सम्बोधित करने के लिए एक जटिल दंड की आवश्यकता होती है, जिसमें जटिल टरबाइन हाउसिंग, exhaust मैनिफोल्ड्स और टर्बोस की आवश्यकता होती है।

4.Variable Geometry Turbocharger (VGT)

VGT में टरबाइन इनलेट में टरबाइन हाउसिंग में वायुगतिकीय आकार की vanes की एक रिंग शामिल होती है। यात्री कारों और हल्के commercial वाहनों के लिए टर्बोस में, ये vanes गैस घूमने वाले कोण और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र को अलग करने के लिए घूमते हैं। ये आंतरिक vanes इंजन RPM से मेल खाने के लिए टर्बोस एरिया-टू-रेडियस (A / R) अनुपात में परिवर्तन करते हैं और इसलिए peak performance देते हैं।

कम RPM पर, कम A / R अनुपात टर्बो को exhaust गैस वेग को बढ़ाकर जल्दी से स्पूल करने की अनुमति देता है और उच्च रेव्स पर A / R अनुपात बढ़ता है, जिससे एयरबोल में वृद्धि होती है। यह टर्बो लैग को कम करने वाले थ्रेसहोल्ड को कम करता है और एक विस्तृत और बेहतर torque बैंड प्रदान करता है।

5.Variable Twin-Scroll Turbocharger (VTS)

जैसा कि नाम से पता चलता है कि एक VTS टर्बोचार्जर ट्विन-स्क्रॉल टर्बो और एक variable geometry turbo के फायदों को जोड़ता है। यह एक वाल्व के उपयोग से करता है जो exhaust एयरफ्लो को केवल एक स्क्रॉल पर पुनर्निर्देशित कर सकता है, या वाल्व खुलने की मात्रा को अलग करके exhaust गैसों को दोनों स्क्रॉल को विभाजित करने की अनुमति दे सकता है। VTS टर्बोचार्जर डिजाइन VGT टर्बो के लिए एक सस्ता और अधिक मज़बूत विकल्प प्रदान करता है, जिसका अर्थ है कि यह पेट्रोल इंजन अनुप्रयोगों के लिए एक व्यवहार्य विकल्प है।

6.Electric turbochargers

टर्बो लैग को ख़त्म करने और कम इंजन की गति में एक सामान्य टर्बोचार्जर की सहायता के लिए एक इलेक्ट्रिक टर्बोचार्जर का उपयोग किया जाता है जहाँ एक पारंपरिक टर्बो सबसे कुशल नहीं है। यह एक इलेक्ट्रिक मोटर को जोड़कर प्राप्त किया जाता है जो टर्बो के कंप्रेसर को शुरू से और निचले रिव्यू के माध्यम से ऊपर उठाता है, जब तक कि निकास मात्रा से पावर टर्बोचार्जर काम करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

यह टर्बो लैग को कम करता है और RPM बैंड को महत्त्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है, जिसके भीतर टर्बो कुशलता से काम करेगा। ऐसा प्रतीत होता है कि इलेक्ट्रॉनिक टर्बोस पारंपरिक टर्बोचार्जर की सभी नकारात्मक विशेषताओं का जवाब है

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टर्बोचार्जर का आविष्कार किसने किया था?

टर्बोचार्जर्स के लिए हम किसे धन्यवाद देते हैं? Alfred J. Buchi (1879-1959) , एक ऑटोमोटिव इंजीनियर थे, जो Winterthur, Switzerland के Gebruder Sulzer Engine कंपनी द्वारा नियोजित थे। टर्बोचार्जर जैसा कि मैंने ऊपर वर्णित किया है, उसके मूल डिजाइन ने एक कंप्रेसर को power देने के लिए एक निकास-चालित टरबाइन शाफ्ट का इस्तेमाल किया, जिसने इंजन के सिलेंडरों में अधिक हवा को प्रबेस किया। प्रथम विश्व युद्ध से पहले के वर्षों में उन्होंने मूल रूप से टर्बोचार्जर विकसित किया और 1905 में Germany में इसका पेटेंट कराया, लेकिन चार दशक बाद उनकी मृत्यु तक बेहतर डिजाइन पर काम करना जारी रखा।

Buchi कहानी का एकमात्र महत्त्वपूर्ण आंकड़ा नहीं थे। कुछ साल पहले, two-stroke इंजन के Scottish आविष्कारक Sir Dugald Clark (1854-1932) ने दो अलग-अलग सिलेंडरों का उपयोग करके internal combustion के संपीड़न और विस्तार चरणों को अलग करने के साथ प्रयोग किया था। इसने थोड़ा-सा supercharging का काम किया, जिससे सिलेंडर में एयरफ्लो दोनों बढ़ गए और ईंधन की मात्रा बढ़ गई। Louis Renault, Gottlieb Daimler और Lee Chadwick सहित अन्य इंजीनियरों ने भी सुपरचार्जिंग सिस्टम के साथ सफलतापूर्वक प्रयोग किया।

टर्बोचार्जर के फायदे और नुकशान

टर्बोचार्जर के लाभ

  1. Performance: टर्बोचार्जर इंजन, बिना टर्बोचार्जर के समान इंजन आकार की तुलना में अधिक शक्ति विकसित करता है। एक छोटा-विस्थापन इंजन टर्बोचार्जर की मदद से बहुत अधिक शक्ति बना सकता है।
  2. Mileage: टर्बोचार्ज्ड इंजन स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड इंजन की तुलना में बेहतर माइलेज देते हैं। एक टर्बोचार्ज्ड इंजन ईंधन को अधिक कुशलता से जलाता है, जिससे कार को अच्छी ईंधन अर्थव्यवस्था में मदद मिलती है।
  3. Pollution: एक टर्बोचार्ज्ड इंजन कम प्रदूषण पैदा करता है और अक्सर इसका उपयोग उत्सर्जन मानदंडों को जांच में रखने के लिए किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि सिलेंडर में हवा-ईंधन मिश्रण अधिक कुशलता से जलता है।

टर्बोचार्जर का नुकसान

  1. Turbo lag: यह टर्बोचार्ज्ड कारों से जुड़े आधुनिक समय के परिदृश्य में एक सामान्य शब्द है। ‘टर्बो लैग’ कुछ क्षणों के लिए इसे वितरित होने में शक्ति लगती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक टर्बोचार्जर को स्पूल करने की आवश्यकता होती है और अक्सर समय लगता है। आधुनिक समय के टर्बोज़ विकास के मामले में एक लंबा सफ़र तय कर चुके हैं और टर्बो लैग में भारी कमी आई है, लेकिन ये टर्बोचार्जर महंगे हैं।
  2. Too much power: कुछ अनुप्रयोगों में जहाँ टर्बोचार्जर को बड़ी, बेहतर प्रदर्शन करने में अपग्रेड किया जाता है, शक्ति में वृद्धि एक बार में बहुत अधिक होती है, जिससे कर्षण में नुक़सान होता है।
  3. Overheating: टर्बोचार्जर ऐसे components हैं जो इंजन का हिस्सा हैं और किसी अन्य इंजन भाग की तरह, यह लंबे समय तक उपयोग किए जाने पर गर्म हो जाता है और ओवरहीट हो जाता है। उन्हें ठंडा किया जाता है, लेकिन गर्मी एक पहलू है जिसका उल्लेख करने की आवश्यकता है।

आज हमने क्या सिखा

मुझे आशा है की मैंने आप लोगों को Turbocharger क्या है(What is turbocharger in Hindi)? के बारे में पूरी जानकारी दी और में आशा करता हूँ आप लोगों को टर्बोचार्जर कैसे काम करता है के बारे में समझ आ गया होगा। यदि आपके मन में इस article को लेकर कोई भी doubts हैं या आप चाहते हैं की इसमें कुछ सुधार होनी चाहिए तब इसके लिए आप नीच comments लिख सकते हैं। आपके इन्ही विचारों से हमें कुछ सीखने और कुछ सुधारने का मोका मिलेगा। 

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