Published:Updated:

இன்ஜின் எப்படி செயல்படுகிறது?

FOUR STROKE ENGINEதொடர்: தொழில்நுட்பம்தொகுப்பு: பரணிராஜன்

இன்ஜின் எப்படி செயல்படுகிறது?

FOUR STROKE ENGINEதொடர்: தொழில்நுட்பம்தொகுப்பு: பரணிராஜன்

Published:Updated:

 ‘இரும்பிலே ஓர் இருதயம் முளைக்குதோ’ எனும் வரிகளுக்கேற்ப, வாகனத்தின் இதயம்போலச் செயல்படுவதுதான் இன்ஜின். இதன் ஆற்றலில்தான் வாகனம் செலுத்தப்படுகிறது. ஆரம்பத்தில் நீராவி இன்ஜினால் இயக்கப்பட்ட ஆட்டோமொபைல் வாகனங்கள், பரிணாம வளர்ச்சியில் இன்டெர்னல் கம்பஸன் இன்ஜின்களின் உதவியால் இயங்க ஆரம்பித்தன. இன்றைய எலெக்ட்ரானிக், பேட்டரி கார்கள் யுகத்திலும்கூட அசைக்க முடியாத அளவுக்குத் தனி சக்தியாக இன்டெர்னல் கம்பஸன் இன்ஜின்கள்(Internal Combustion Engines) விளங்குகின்றன.

வாகனத்தின் சக்தி, திருப்புத் திறன், இழுவைத் திறன் போன்றவை அதன் இன்ஜினை மையமாகக்கொண்டே அமையும். குறைந்த சக்தி தேவைப்படும் மோட்டார் சைக்கிள், ஒற்றை சிலிண்டர் கொண்ட இன்ஜினையும், அதிகமான சக்தி தேவைப்படும் கார் போன்ற வாகனங்கள் 4 அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட சிலிண்டர்கள் கொண்ட இன்ஜினையும் தங்கள் இதயமாகக் கொண்டிருக்கின்றன. இன்ஜின்கள் தங்கள் சக்திக்கேற்றவாறு   வாகனங்களை இயக்குகின்றன.

இன்ஜின் எப்படி செயல்படுகிறது?

இன்ஜின் செயல்பாடு:

ஒற்றை சிலிண்டர் அல்லது பல சிலிண்டர் இன்ஜின்களின் அடிப்படைச் செயல்பாடே, வேதியியல் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுவதுதான். பெட்ரோல், டீசல் அல்லது எல்பிஜி போன்ற எரிபொருட்களை எரிப்பதன் மூலம் வெளிப்படும் வேதியியல் ஆற்றலை, நமக்குப் பயன்படும் எந்திர ஆற்றலாக மாற்றித் தருவதுதான் இன்ஜினின் முக்கிய வேலை.
இன்ஜின்களை 2 ஸ்ட்ரோக் (Two stroke) மற்றும் 4 ஸ்ட்ரோக் (Four stroke) இன்ஜின்கள் என இரு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
நமது எளிமையான புரிதலுக்காக முதலில் நான்கு ஸ்ட்ரோக் இன்ஜின்களின் செயல்பாடு பற்றிப் பார்க்கலாம். இதில் இன்ஜினின் முக்கியப் பாகங்கள்...

1. இன்டேக் மற்றும் எக்ஸாஸ்ட் வால்வுகள்

2. க்ராங்க் ஷாஃப்ட்

3. இன்ஜின் சிலிண்டர்

4. பிஸ்டன் ராடு அல்லது கனெக்டிங் ராடு

5. ஸ்பார்க் ப்ளக்

இன்டேக் மற்றும் எக்ஸாஸ்ட் வால்வுகள் மற்றும் ஸ்பார்க் ப்ளக் ஆகிய மூன்றும் இன்ஜினின் மேற்புறம் இருக்கும். இதுதான் இன்ஜின் ஹெட் (Engine Head). இன்ஜினின் மையப் பகுதியான இன்ஜின் சிலிண்டரில் (Engine Cylinder) பிஸ்டன் மேலும் கீழுமாக இயங்கும். பிஸ்டன் ராடு அல்லது கனெக்ட்டிங் ராடு மூலம் க்ராங்க் ஷாஃப்ட் உடன் பிஸ்டன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். க்ராங்க் ஷாஃப்ட்டின் வழியாகத்தான் இன்ஜினில் வெளியாகும் ஆற்றல், ஃப்ளைவீல் மற்றும் கியர்பாக்ஸுக்குக் கடத்தப்படுகிறது.

இன்டேக், எக்ஸாஸ்ட் வால்வுகள்

எரிபொருள் எரிவதற்கு ஆக்ஸிஜன் தேவை. அதனால், எரிபொருள் - ஆக்ஸிஜன் மூலமான காற்றுடன் சேர்ந்து இன்ஜின் உள்ளே செலுத்தப்படும். இந்த எரிபொருள் + காற்றுக் கலவை, இன்டேக் வால்வுகள் வழியாக இன்ஜினுக்குள் செல்லும். தேவைப்படும் எரிபொருளுக்கேற்ப ஒன்று அல்லது இரண்டு இன்டேக் வால்வுகள் பொருத்தப்பட்டிருக்கும்.

எரிதல் (Combustion) முடிந்த பின்பு வெளிவரும் எரிந்த புகை, எக்ஸாஸ்ட் வால்வு மூலமாக வெளியே செல்லும்.

எரிபொருள் + காற்றுக் கலவை உள்ளிழுக்கப்படும்போது இருக்கும் அழுத்தம், எரிந்த பின்பு புகை வெளியேறும்போது இருக்கும் அழுத்தத்தைவிடக் குறைவாக இருக்கும். மேலும், நல்ல எரிதலுக்குத் தேவைப்படும் அதிகப்படியான எரிபொருள் + காற்றுக் கலவையை இழுப்பதற்காகவும், இன்டேக் வால்வுகளின் அளவு, எக்ஸாஸ்ட் வால்வுகளின் அளவைவிடவும் பெரிதாக இருக்கும்.
க்ராங்க் ஷாஃப்ட்கனெக்ட்டிங் ராடின் மறுபுறம், இந்த க்ராங்க் ஷாஃப்ட்டுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். இங்குதான் பிஸ்டனின் நீள் இயக்கமானது (Reciprocating motion), நமக்குத் தேவைப்படும் சுழல் இயக்கமாக (Rotating motion) மாற்றப்படுகிறது. க்ராங்க் ஷாஃப்ட் என்பது, நடுவில் உருளையான அமைப்பும், அதன் புறங்களில் இடைவெளிவிட்டு அமைக்கப்பட்ட ஒழுங்கற்ற வடிவங்களும் கொண்ட ஒற்றை ஷாஃப்ட். இந்த ஒழுங்கற்ற வடிவங்களின் எடைதான் க்ராங்க் ஷாஃப்ட்டை பேலன்ஸ் செய்கிறது. இதன் உருளையான பகுதிகளில், வெவ்வேறு பிஸ்டன்களின் கனெக்ட்டிங் ராடுகளும், பேரிங்குகளும் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். எரிதலில் உருவான அதிக அழுத்தம், பிஸ்டன், கனெக்ட்டிங் ராடின் நீள் இயக்கம் வாயிலாக, க்ராங்க் ஷாஃப்ட்டைச் சுழலச் செய்யும். இந்தச் சுழல் இயக்கம்தான், இன்ஜினின் அவுட்புட் வேகமாகும். க்ராங்க் ஷாஃப்ட்டின் உள்ளே, குளிர்விப்பான் (Coolant oil) செல்வதற்கு வழிகள் அமைக்கப்பட்டிருக்கும். இதன் மூலம் க்ராங்க்‌ ஷாஃப்ட், அதனுடன் இணைந்த பேரிங்குகளைக் குளிர்வித்து, உராய்வைக் குறைக்கும்.

ஒட்டுமொத்த விகடனுக்கும் ஒரே ஷார்ட்கட்!

இன்ஜின் எப்படி செயல்படுகிறது?

இன்ஜின் சிலிண்டர்

இது இன்ஜினின் மையப் பகுதி. இங்குதான் எரிதல் நடைபெறுகிறது. அதனால், இன்ஜினில் சிலிண்டர்தான் அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்கும் பகுதியாக வடிவமைக்கப்படுகிறது. அதிக வெப்பத்தைக் குளிர்விக்க, இன்ஜின் சிலிண்டரின் வெளிப்புறம் அதிகக் காற்றை ஈர்க்கும் ஃபின்ஸ் (Fins) வடிவமைக்கப்பட்டு இருக்கும். மோட்டார் சைக்கிளின் ஒற்றை சிலிண்டர்கள் இப்படி காற்றின் மூலம் குளிர்விக்கப்படுகின்றன (Air cooled engines). கார் போன்ற வாகனங்களில் இருக்கும், நீரால் குளிர்விக்கப்படும் (Water cooled engines) இன்ஜின் சிலிண்டர் சுவர்களில் நீர் வழிகள் அமைக்கப்பட்டிருக்கும். இதில் நீர் அல்லது குளிர்விப்பான் (Coolant oil) செலுத்தப்படும். எரிதலால் ஏற்படும் வெப்பத்தை, சிலிண்டரின் சுவரில் பயணிக்கும் திரவம் ஏற்றுக்கொள்கிறது. சிலிண்டருக்கு வெளியே வரும் சூடான திரவம், ரேடியேட்டரினுள் நுழைகிறது. காரின் முன்புறம் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் ரேடியேட்டர், வாகன இயக்கத்தின்போது எதிர்ப்படும் காற்றை உள்ளிழுத்துக்கொள்கிறது. சிலிண்டரைக் குளிர்வித்துவிட்டு, ரேடியேட்டரினுள் வரும் சூடான திரவம், இந்தக் காற்றின் உதவியால் தன் சூட்டைத் தணிக்கிறது. இது தொடர்ந்து நடைபெறும்.

பிஸ்டன் ராடு அல்லது கனெக்டிங் ராடு

எரிதல் நடைபெற்ற பிறகு உருவாகும் அழுத்தத்தை, நமக்கு உதவும் எந்திர ஆற்றலாக மாற்றுவது பிஸ்டன். ஸ்பார்க் பிளக்கின் தீப்பொறியால் எரிபொருள் கலவை எரிக்கப்படுகிறது. ‘குப்’பென்று பற்றிக்கொள்ளும் எரிபொருள், திடீரென அதிக வெப்பநிலை, அதிக அழுத்தத்துடன் விரிவடையும். அது பிஸ்டனை வேகமாகக் கீழே தள்ளும். எரிதலில் கிடைத்த அழுத்தம், பிஸ்டன் மற்றும் கனெக்டிங் ராடு வழியாக நீள் இயக்கமாக மாற்றப்படுகிறது (Reciprocating motion). பிஸ்டனின் வெளிப்புறம் இரண்டு, மூன்று வளைய வெட்டுக்கள் (Grooves) இருக்கும். மேற்புற வளையங்கள் ஒரு வாயுத்தடுப்பு (Gas seal) போலச் செயல்பட்டு, பிஸ்டனுக்கு மேலிருக்கும் எரிபொருள், வெளிப்படும் வாயுக்கலவையை, பிஸ்டனின் கீழ்ப்பகுதிக்கு வரவிடாமல் தடுக்கும். கீழ்ப்புற வளையம் ஒரு ஆயில் ஸ்கிராப்பர் (Oil scraper) போலச் செயல்படும். பிஸ்டனின் கீழ்ப் பகுதியில், சிலிண்டரின் சுவரில் இருக்கும் இன்ஜின் ஆயிலை வழித்து, மறுபடியும் இன்ஜினின் கீழேயே தள்ளும். பிஸ்டனின் மேற்புறப் பகுதியின் வடிவமைப்பைப் பொறுத்தும், இன்ஜின் எரிதல் பயனுறுதிறன் (Efficiency) மாறுபடும்.

ஸ்பார்க் ப்ளக்

இன்டேக் வால்வு வழியாக உள்ளே நுழையும் காற்று + எரிபொருள் கலவையை எரிப்பதற்குத் தேவையான முதல் தீப்பொறியை ஏற்படுத்துவதே ஸ்பார்க் ப்ளக்கின் வேலை. இதன் நுனியில் இருக்கும் எலெக்ட்ரோட் களுக்கு இடையேயான சிறு இடைவெளியில் கிட்டத்தட்ட 20,000 வோல்ட் மின்சாரம் பாய்வதால், அதி உயர் மின்னழுத்தத் தீப்பொறி உருவாகும். பிஸ்டனால் அழுத்தப்பட்ட காற்று + எரிபொருள் கலவையினைப் பற்றவைக்க இந்தப் பொறி பயன்படும்.