सुपरचार्जर: Difference between revisions
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उच्च [[ऑक्टेन रेटिंग]] वाले ईंधन [[ऑटो प्रज्वलन]] और [[विस्फोट|अधिस्फोटन]] का बेहतर प्रतिरोध करने में सक्षम होते हैं। नतीजतन, सुपरचार्जर्स द्वारा आपूर्ति की जाने वाली बढ़ावा की मात्रा में वृद्धि हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन उत्पादन में वृद्धि हो सकती है। 1930 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में अग्रणी 100-ऑक्टेन विमानन ईंधन के विकास ने उच्च प्रदर्शन वाले विमानन इंजनों पर उपयोग किए जाने वाले उच्च बूस्ट दबावों के उपयोग को सक्षम किया और कई गति उच्चमान वायुई जहाजों के लिए बिजली उत्पादन में अत्यधिक वृद्धि करने के लिए उपयोग किया गया। | उच्च [[ऑक्टेन रेटिंग]] वाले ईंधन [[ऑटो प्रज्वलन]] और [[विस्फोट|अधिस्फोटन]] का बेहतर प्रतिरोध करने में सक्षम होते हैं। नतीजतन, सुपरचार्जर्स द्वारा आपूर्ति की जाने वाली बढ़ावा की मात्रा में वृद्धि हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन उत्पादन में वृद्धि हो सकती है। 1930 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में अग्रणी 100-ऑक्टेन विमानन ईंधन के विकास ने उच्च प्रदर्शन वाले विमानन इंजनों पर उपयोग किए जाने वाले उच्च बूस्ट दबावों के उपयोग को सक्षम किया और कई गति उच्चमान वायुई जहाजों के लिए बिजली उत्पादन में अत्यधिक वृद्धि करने के लिए उपयोग किया गया। | ||
उच्च-ऑक्टेन ईंधन का सैन्य उपयोग 1940 की प्रारम्भ में प्रारम्भ हुआ जब द्वितीय विश्व युद्ध में लड़ने वाली ब्रिटिश [[शाही वायु सेना]] को 100-ऑक्टेन ईंधन दिया गया था।<ref>Payton-Smith 1971, pp. 259–260.</ref> जर्मन [[वायु सेना]] के पास भी इसी तरह के ईंधन की आपूर्ति थी।<ref>Mankau and Petrick 2001, pp. 24–29.</ref><ref>Griehl 1999, p. 8.</ref> ऑक्टेन रेटिंग को बढ़ाना शेष युद्ध के लिए | उच्च-ऑक्टेन ईंधन का सैन्य उपयोग 1940 की प्रारम्भ में प्रारम्भ हुआ जब द्वितीय विश्व युद्ध में लड़ने वाली ब्रिटिश [[शाही वायु सेना]] को 100-ऑक्टेन ईंधन दिया गया था।<ref>Payton-Smith 1971, pp. 259–260.</ref> जर्मन [[वायु सेना]] के पास भी इसी तरह के ईंधन की आपूर्ति थी।<ref>Mankau and Petrick 2001, pp. 24–29.</ref><ref>Griehl 1999, p. 8.</ref> ऑक्टेन रेटिंग को बढ़ाना शेष युद्ध के लिए एयरो इंजन के विकास का एक प्रमुख केंद्रबिन्दु बन गया, जिसमें बाद के ईंधन नाममात्र 150-ऑक्टेन रेटिंग तक थे। इस तरह के ईंधन का उपयोग करते हुए, रोल्स-रॉयस मर्लिन 66 और डेमलर-बेंज डीबी 605 डीसी जैसे एयरो इंजनों ने {{convert|2000|hp|kW|abbr=on}} तक बिजली का उत्पादन किया।<ref name=Price170>Price, 1982. p. 170.</ref><ref name="Berger & Street, 1994. p. 199.">Berger & Street, 1994. p. 199.</ref><ref>Mermet 1999, pp. 14–17.</ref><ref>Mermet 1999, p. 48.</ref> | ||
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=== ट्विनचार्जिंग === | === ट्विनचार्जिंग === | ||
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1985 और 1986 की विश्व रैली चैंपियनशिप में, लैंसिया ने [[लैंसिया डेल्टा स्कूल|लैंसिया डेल्टा S4]] चलाया, जिसमें बेल्ट-चालित सुपरचार्जर और निकास-चालित टर्बोचार्जर दोनों सम्मिलित थे। प्रारुप ने प्रेरण और निकास प्रणालियों के साथ-साथ विद्युत चुम्बकीय क्लच में बाईपास वाल्वों की एक जटिल श्रृंखला का उपयोग किया, ताकि कम इंजन की गति पर, सुपरचार्जर से एक बढ़ावा प्राप्त किया जा सके। परिक्रमण क्षेत्र के मध्य में, दोनों प्रणालियों से एक बढ़ावा प्राप्त किया गया था, जबकि उच्चतम गति पर प्रणाली ने सुपरचार्जर से ड्राइव को पृथक कर दिया और संबंधित डक्टिंग को अलग कर दिया।<ref>{{cite web|url=http://www.dwperformance.com/kommerce_productdata.aspx?class=133&_rnd=1732138229 |title=डी एंड डब्ल्यू परफॉरमेंस एयर इंडक्शन - वाहन के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए प्रदर्शन उत्पाद|publisher=Dwperformance.com |access-date=2014-03-04}}</ref> यह नुकसान को दूर करते हुए प्रत्येक चार्जिंग प्रणाली के फायदों का फायदा उठाने के प्रयास में किया गया था। बदले में, इस दृष्टिकोण ने अधिक जटिलता लाई और डब्ल्यूआरसी की घटनाओं में कार की विश्वसनीयता को प्रभावित किया, साथ ही तैयार प्रारुप में इंजन सहायक के वजन में वृद्धि हुई। | |||
ट्विनचार्ज्ड इंजनों का कभी-कभी उत्पादन कारों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि 2005-2007 वोक्सवैगन 1.4 लीटर और 2017-वर्तमान वोल्वो B4204T43/B4204T48 2.0 लीटर चार-सिलेंडर इंजन। | ट्विनचार्ज्ड इंजनों का कभी-कभी उत्पादन कारों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि 2005-2007 वोक्सवैगन 1.4 लीटर और 2017-वर्तमान वोल्वो B4204T43/B4204T48 2.0 लीटर चार-सिलेंडर इंजन। | ||
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1930 के दशक में, अधिक लचीले विमान संचालन प्रदान करने वाले एयरो इंजनों के लिए सुपरचार्जर के लिए दो-गति ड्राइव विकसित किए गए थे। इस व्यवस्था में निर्माण और रखरखाव की अधिक जटिलता भी सम्मिलित थी। गियर सुपरचार्जर को हाइड्रोलिक क्लच की एक प्रणाली का उपयोग करके इंजन से जोड़ते हैं, जो प्रारम्भ में कॉकपिट में नियंत्रण के साथ पायलट द्वारा हस्तचालन रूप से लगे या बंद किए गए थे। कम ऊंचाई पर, अत्यधिक बूस्ट स्तरों को रोकने के लिए, कम गति वाले गियर का उपयोग किया जाएगा। उच्च ऊंचाई पर, कम अंतर्ग्रहण वायु घनत्व की भरपाई के लिए सुपरचार्जर को उच्च गियर में स्विच किया जा सकता है। [[ब्रिटेन की लड़ाई]] में [[रोल्स-रॉयस मर्लिन]] इंजन द्वारा संचालित स्पिटफायर और हरिकेन विमान बड़े पैमाने पर सिंगल-स्टेज और सिंगल-स्पीड सुपरचार्जर से सुसज्जित थे।<ref>{{cite book |last1=White |first1=Graham |title=Allied Aircraft Piston Engines of World War II: History and Development of Frontline Aircraft Piston Engines Produced by Great Britain and the United States During World War II |date=1995 |publisher=Society of Automotive Engineers |isbn=978-1-56091-655-0 |url=https://www.google.com.au/books/edition/Allied_Aircraft_Piston_Engines_of_World/AEzGQgAACAAJ?hl=en |access-date=5 June 2022 |language=en}}</ref><ref name="auto">{{cite web |url=http://www.enginehistory.org/members/articles/ACEnginePerfAnalysisR-R.pdf |title=Aircraft Engine Performance Analysis at Rolls-Royce ca. 1940 |first=Robert J. |last=Raymond |website=Aircraft Engine Historical Society |location=US |date=March 2011 |access-date=2022-05-29}}</ref> | 1930 के दशक में, अधिक लचीले विमान संचालन प्रदान करने वाले एयरो इंजनों के लिए सुपरचार्जर के लिए दो-गति ड्राइव विकसित किए गए थे। इस व्यवस्था में निर्माण और रखरखाव की अधिक जटिलता भी सम्मिलित थी। गियर सुपरचार्जर को हाइड्रोलिक क्लच की एक प्रणाली का उपयोग करके इंजन से जोड़ते हैं, जो प्रारम्भ में कॉकपिट में नियंत्रण के साथ पायलट द्वारा हस्तचालन रूप से लगे या बंद किए गए थे। कम ऊंचाई पर, अत्यधिक बूस्ट स्तरों को रोकने के लिए, कम गति वाले गियर का उपयोग किया जाएगा। उच्च ऊंचाई पर, कम अंतर्ग्रहण वायु घनत्व की भरपाई के लिए सुपरचार्जर को उच्च गियर में स्विच किया जा सकता है। [[ब्रिटेन की लड़ाई]] में [[रोल्स-रॉयस मर्लिन]] इंजन द्वारा संचालित स्पिटफायर और हरिकेन विमान बड़े पैमाने पर सिंगल-स्टेज और सिंगल-स्पीड सुपरचार्जर से सुसज्जित थे।<ref>{{cite book |last1=White |first1=Graham |title=Allied Aircraft Piston Engines of World War II: History and Development of Frontline Aircraft Piston Engines Produced by Great Britain and the United States During World War II |date=1995 |publisher=Society of Automotive Engineers |isbn=978-1-56091-655-0 |url=https://www.google.com.au/books/edition/Allied_Aircraft_Piston_Engines_of_World/AEzGQgAACAAJ?hl=en |access-date=5 June 2022 |language=en}}</ref><ref name="auto">{{cite web |url=http://www.enginehistory.org/members/articles/ACEnginePerfAnalysisR-R.pdf |title=Aircraft Engine Performance Analysis at Rolls-Royce ca. 1940 |first=Robert J. |last=Raymond |website=Aircraft Engine Historical Society |location=US |date=March 2011 |access-date=2022-05-29}}</ref> | ||
1942 में, रोल्स-रॉयस मर्लिन एयरो इंजन में आफ्टरकूलिंग के साथ टू-स्पीड टू-स्टेज सुपरचार्जिंग लागू किया गया था। जर्मन इंजनों के विस्थापन में उल्लेखनीय रूप से बड़े होने के बावजूद, बेहतर प्रदर्शन ने उनके द्वारा संचालित विमान को द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान विरोध किए गए जर्मन विमान पर एक महत्वपूर्ण लाभ बनाए रखने की अनुमति दी।<ref>{{cite web|url=http://www.historylearningsite.co.uk/world-war-two/world-war-two-in-western-europe/battle-of-britain/sir-stanley-hooker/|title=Sir Stanley Hooker - History Learning Site}}</ref><ref name="auto" /> दो चरण के सुपरचार्जर भी हमेशा दो गति वाले होते थे। निम्न-दबाव चरण में वायु के संपीडित होने के बाद, वायु एक ताप विनिमयक ( | 1942 में, रोल्स-रॉयस मर्लिन एयरो इंजन में आफ्टरकूलिंग के साथ टू-स्पीड टू-स्टेज सुपरचार्जिंग लागू किया गया था। जर्मन इंजनों के विस्थापन में उल्लेखनीय रूप से बड़े होने के बावजूद, बेहतर प्रदर्शन ने उनके द्वारा संचालित विमान को द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान विरोध किए गए जर्मन विमान पर एक महत्वपूर्ण लाभ बनाए रखने की अनुमति दी।<ref>{{cite web|url=http://www.historylearningsite.co.uk/world-war-two/world-war-two-in-western-europe/battle-of-britain/sir-stanley-hooker/|title=Sir Stanley Hooker - History Learning Site}}</ref><ref name="auto" /> दो चरण के सुपरचार्जर भी हमेशा दो गति वाले होते थे। निम्न-दबाव चरण में वायु के संपीडित होने के बाद, वायु एक ताप विनिमयक (<nowiki>''</nowiki>इंटरकूलर<nowiki>''</nowiki>) के माध्यम से प्रवाहित होती है, जहां इसे उच्च-दबाव चरण द्वारा फिर से संपीड़ित करने से पहले ठंडा किया जाता है और फिर संभवत: दूसरे ताप विनिमयक में भी ठंडा किया जाता है। | ||
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चूंकि एक सुपरचार्जर को प्रायः उच्च ऊंचाई (जहां वायु का घनत्व कम होता है) पर एक निश्चित मात्रा में बढ़ावा देने के लिए रूपित किया गया है, इसलिए सुपरचार्जर को प्रायः कम ऊंचाई के लिए अतिकाय(ओवरसाइज़) किया जाता है। अत्यधिक बूस्ट स्तर को रोकने के लिए, कम ऊंचाई पर अंतर्गृहीत बहुमुख दाब की निगरानी करना महत्वपूर्ण है। जैसे ही विमान ऊपर चढ़ता है और वायु घनत्व गिरता है, दिए गए ऊंचाई के लिए अधिकतम सुरक्षित शक्ति स्तर प्राप्त करने के लिए थ्रॉटल को उत्तरोत्तर खोला जा सकता है। जिस ऊंचाई पर थ्रॉटल पूरी तरह से खुल जाता है और इंजन अभी भी पूर्ण निर्धारित शक्ति का उत्पादन कर रहा है, उसे महत्वपूर्ण ऊंचाई के रूप में जाना जाता है। महत्वपूर्ण ऊंचाई से ऊपर, इंजन सामर्थ्य आउटपुट कम हो जाएगा क्योंकि सुपरचार्जर अब घटते वायु घनत्व के लिए पूरी तरह से क्षतिपूर्ति नहीं कर सकता है। | चूंकि एक सुपरचार्जर को प्रायः उच्च ऊंचाई (जहां वायु का घनत्व कम होता है) पर एक निश्चित मात्रा में बढ़ावा देने के लिए रूपित किया गया है, इसलिए सुपरचार्जर को प्रायः कम ऊंचाई के लिए अतिकाय(ओवरसाइज़) किया जाता है। अत्यधिक बूस्ट स्तर को रोकने के लिए, कम ऊंचाई पर अंतर्गृहीत बहुमुख दाब की निगरानी करना महत्वपूर्ण है। जैसे ही विमान ऊपर चढ़ता है और वायु घनत्व गिरता है, दिए गए ऊंचाई के लिए अधिकतम सुरक्षित शक्ति स्तर प्राप्त करने के लिए थ्रॉटल को उत्तरोत्तर खोला जा सकता है। जिस ऊंचाई पर थ्रॉटल पूरी तरह से खुल जाता है और इंजन अभी भी पूर्ण निर्धारित शक्ति का उत्पादन कर रहा है, उसे महत्वपूर्ण ऊंचाई के रूप में जाना जाता है। महत्वपूर्ण ऊंचाई से ऊपर, इंजन सामर्थ्य आउटपुट कम हो जाएगा क्योंकि सुपरचार्जर अब घटते वायु घनत्व के लिए पूरी तरह से क्षतिपूर्ति नहीं कर सकता है। | ||
कम ऊंचाई (जैसे कि जमीनी स्तर पर) पर एक और समस्या का सामना करना पड़ता है, वह यह है कि अंतर्ग्रहण वायु उच्च ऊंचाई की तुलना में गर्म होती है। गर्म वायु उस सीमा को कम कर देती है जिस पर इंजन | कम ऊंचाई (जैसे कि जमीनी स्तर पर) पर एक और समस्या का सामना करना पड़ता है, वह यह है कि अंतर्ग्रहण वायु उच्च ऊंचाई की तुलना में गर्म होती है। गर्म वायु उस सीमा को कम कर देती है जिस पर इंजन स्फोटध्वनि दे सकता है, विशेष रूप से सुपरचार्ज या टर्बोचार्ज्ड इंजन में। अंतर्ग्रहण वायु को जमीनी स्तर पर ठंडा करने के तरीकों इंटरकूलर/आफ्टरकूलर, एंटी-डेटोनेंट इंजेक्शन, टू-स्पीड सुपरचार्जर और टू-स्टेज सुपरचार्जर में सम्मिलित हैं। | ||
=== अंतर्गृहीत फ्रीजिंग === | === अंतर्गृहीत फ्रीजिंग === | ||
Revision as of 23:32, 23 March 2023
एक आंतरिक कंबस्शन इंजन में, एक सुपरचार्जर किसी दिए गए विस्थापन के लिए अधिक शक्ति का उत्पादन करने के लिए इंजन में अधिक वायु को दबाव डालते हुए गैस को संपीड़ित करता है।
वर्तमान वर्गीकरण यह है कि एक सुपरचार्जर बलपूर्ण प्रेरण का एक रूप है जो यांत्रिक रूप से संचालित होता है (प्रायः इंजन के क्रैंकशाफ्ट से एक बेल्ट द्वारा), टर्बोचार्जर के विपरीत, जो निकास गैसों की गतिज ऊर्जा द्वारा संचालित होता है।[1] हालांकि, 20वीं शताब्दी के मध्य तक, एक टर्बोचार्जर को ''टर्बोसुपरचार्जर'' कहा जाता था और इसे एक प्रकार का सुपरचार्जर माना जाता था।[2]
पहला सुपरचार्ज्ड इंजन 1878 में बनाया गया था,[3] जिसका उपयोग 1910 के दशक में प्रारम्भ होने वाले विमान इंजनों में और 1920 के दशक की प्रारम्भ में कार इंजनों में उपयोग के साथ किया गया था। विमान द्वारा उपयोग किए जाने वाले पिस्टन इंजनों में, उच्च ऊंचाई पर कम वायु घनत्व की भरपाई के लिए प्रायः सुपरचार्जिंग का उपयोग किया जाता था। 21 वीं सदी में सुपरचार्जिंग का प्रायः कम उपयोग किया जाता है, क्योंकि निर्माताओं ने ईंधन की खपत को कम करने और/या बिजली उत्पादन को बढ़ाने के लिए टर्बोचार्जर में स्थानांतरित कर दिया है।
प्रारुप
प्रकार
गैस हस्तांतरण की विधि के अनुसार परिभाषित सुपरचार्जर के दो मुख्य परिवार हैं: सकारात्मक विस्थापन और गतिशील सुपरचार्जर। सकारात्मक विस्थापन सुपरचार्जर सभी इंजन गति (RPM) पर बूस्ट दाब वृद्धि का लगभग निरंतर स्तर प्रदान करते हैं, जबकि डायनेमिक सुपरचार्जर बूस्ट दाब को RPM (एक निश्चित RPM सीमा से ऊपर) के साथ तेजी से बढ़ने का कारण बनते हैं।[4] सुपरचार्जर का एक और परिवार, हालांकि कदाचित ही कभी उपयोग किया जाता है, जो दाब तरंग सुपरचार्जर है।
गतिशील सुपरचार्जर के लिए 70-85% की तुलना में रूट ब्लोअर (एक सकारात्मक विस्थापन प्रारुप) उच्च बूस्ट स्तरों पर केवल 40-50% कुशल होते हैं।[citation needed] लाइशोलम-शैली के ब्लोअर (एक घूर्णकी-स्क्रू प्रारुप) लोड/गति/बूस्ट की एक संकीर्ण सीमा पर गतिशील सुपरचार्जर के रूप में लगभग उतने ही कुशल हो सकते हैं, जिसके लिए प्रणाली को विशेष रूप से रूपित किया जाना चाहिए।
सकारात्मक विस्थापन
सकारात्मक विस्थापन पंप सम्पीडक की प्रति परिक्रमण (रिसाव को छोड़कर, जो प्रायः उच्च इंजन गति पर कम प्रभाव पड़ता है) को छोड़कर वायु की लगभग निश्चित मात्रा प्रदान करते हैं। धनात्मक-विस्थापन सुपरचार्जर का सबसे सामान्य प्रकार रूट-टाइप सुपरचार्जर है। अन्य प्रकारों में घूर्णकी-स्क्रू, स्लाइडिंग वेन और स्क्रॉल-टाइप सुपरचार्जर सम्मिलित हैं।
सकारात्मक-विस्थापन सुपरचार्जर के लिए रेटिंग प्रणाली प्रायः उनकी प्रति परिभ्रमण क्षमता पर आधारित होती है। रूट्स ब्लोअर की स्थिति में, GMC रेटिंग पैटर्न विशिष्ट है। जीएमसी रेटिंग दो-स्ट्रोक सिलेंडरों की संख्या और उन सिलेंडरों के आकार पर आधारित है - जिसमें जीएमसी की मॉडल क्षेत्र 2–71, 3–71, 4–71 और 6–71 ब्लोअर सहित सफाई के लिए रूपित किया गया है। उदाहरण के लिए, 6–71 ब्लोअर को प्रत्येक (1.2 लीटर) में 71 घन के छह सिलेंडरों को साफ़ करने के लिए रूपांकन किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप एक इंजन 426 घन इंच (7.0 लीटर) के कुल विस्थापन के साथ होता है। हालाँकि, क्योंकि ब्लोअर के अपेक्षाकृत 6-71 इंजन का पदनाम है, ब्लोअर का वास्तविक विस्थापन कम है; उदाहरण के लिए, एक 6–71 ब्लोअर प्रति चक्कर 339 घन इंच (5.6 ली) पंप करता है। अन्य सुपरचार्जर निर्माताओं ने 16–71 तक के ब्लोअर का उत्पादन किया है।
गतिशील
डायनेमिक सम्पीडक वायु को तेज गति से तेज करने पर निर्भर करते हैं और फिर दबाव के लिए उस वेग को फैलाने या धीमा करने के लिए उसका आदान-प्रदान करते हैं।
एक गतिशील सम्पीडक के प्रमुख प्रकार हैं:
- केन्द्रापसारक प्रकार सुपरचार्जर[5]
- अक्षीय सम्पीडक / बहु-चरण अक्षीय-प्रवाह
ड्राइव प्रणाली
सुपरचार्जर चलाने के सामान्य तरीकों में सम्मिलित हैं:
- बेल्ट (वी-बेल्ट, तुल्यकालिक बेल्ट, फ्लैट बेल्ट)
- प्रत्यक्ष ड्राइव
- गियर ड्राइव
- चेन ड्राइव
- चर गति अनुपात, चर अनुपात केन्द्रापसारक
- इलेक्ट्रिक सुपरचार्जर एक यांत्रिक शक्ति स्रोत के अपेक्षाकृत एक वैद्युत प्रेरक का उपयोग करते हैं।
ईंधन ओकटाइन रेटिंग के प्रभाव
उच्च ऑक्टेन रेटिंग वाले ईंधन ऑटो प्रज्वलन और अधिस्फोटन का बेहतर प्रतिरोध करने में सक्षम होते हैं। नतीजतन, सुपरचार्जर्स द्वारा आपूर्ति की जाने वाली बढ़ावा की मात्रा में वृद्धि हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन उत्पादन में वृद्धि हो सकती है। 1930 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में अग्रणी 100-ऑक्टेन विमानन ईंधन के विकास ने उच्च प्रदर्शन वाले विमानन इंजनों पर उपयोग किए जाने वाले उच्च बूस्ट दबावों के उपयोग को सक्षम किया और कई गति उच्चमान वायुई जहाजों के लिए बिजली उत्पादन में अत्यधिक वृद्धि करने के लिए उपयोग किया गया।
उच्च-ऑक्टेन ईंधन का सैन्य उपयोग 1940 की प्रारम्भ में प्रारम्भ हुआ जब द्वितीय विश्व युद्ध में लड़ने वाली ब्रिटिश शाही वायु सेना को 100-ऑक्टेन ईंधन दिया गया था।[6] जर्मन वायु सेना के पास भी इसी तरह के ईंधन की आपूर्ति थी।[7][8] ऑक्टेन रेटिंग को बढ़ाना शेष युद्ध के लिए एयरो इंजन के विकास का एक प्रमुख केंद्रबिन्दु बन गया, जिसमें बाद के ईंधन नाममात्र 150-ऑक्टेन रेटिंग तक थे। इस तरह के ईंधन का उपयोग करते हुए, रोल्स-रॉयस मर्लिन 66 और डेमलर-बेंज डीबी 605 डीसी जैसे एयरो इंजनों ने 2,000 hp (1,500 kW) तक बिजली का उत्पादन किया।[9][10][11][12]
अंतर्गृहीत वायु का ताप
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फोर्स्ड इंडक्शन (यानी सुपरचार्जिंग या टर्बोचार्जिंग) का एक नुकसान यह है कि अंतर्गृहीत वायु को संपीडित करने से उसका तापमान बढ़ जाता है। आंतरिक कंबस्शन इंजन के लिए, अंतर्ग्रहण वायु का तापमान इंजन के प्रदर्शन में एक सीमित कारक बन जाता है। अत्यधिक तापमान पूर्व-प्रज्वलन या इंजन के खटखटाने का कारण बन सकता है, जिससे इंजन का प्रदर्शन कम हो जाता है और इंजन को नुकसान हो सकता है। उच्च परिवेशी वायु तापमान और उच्च बूस्ट स्तरों के साथ पूर्व-प्रज्वलन/दस्तक का जोखिम बढ़ जाता है।
सुपरचार्जिंग बनाम टर्बोचार्जिंग
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टर्बोचार्जर इंजन निकास गैस से ऊर्जा का उपयोग करते हैं जो प्रायः बर्बाद हो जाते हैं, एक सुपरचार्ज की तुलना में जो यांत्रिक रूप से इंजन से बिजली खींचता है। इसलिए टर्बोचार्ज्ड इंजन प्रायः सुपरचार्ज इंजन की तुलना में अधिक शक्ति और बेहतर ईंधन कमखर्ची करते हैं। हालांकि, टर्बोचार्जर टर्बो अंतराल (विशेष रूप से कम आरपीएम पर) का कारण बन सकते हैं, जहां निकास गैस का प्रवाह प्रारंभ में टर्बोचार्जर को घुमाव करने और वांछित बूस्ट स्तर प्राप्त करने के लिए अपर्याप्त है, इस प्रकार थ्रॉटल प्रतिक्रिया में देरी हो सकती है। इस कारण से, सुपरचार्ज्ड इंजन उन अनुप्रयोगों में सामान्य हैं जहां थ्रॉटल प्रतिक्रिया एक प्रमुख चिंता है, जैसे ड्रैग कार रेसिंग और ट्रैक्टर खींच प्रतियोगिताएं।
सुपरचार्जिंग का एक नुकसान यह है कि इंजन को इंजन के शुद्ध बिजली उत्पादन और सुपरचार्जर को चलाने की शक्ति का सामना करना पड़ता है।
टर्बोचार्ज्ड इंजन अंतर्ग्रहण वायु के निकास ऊष्मा प्रबंधन के लिए अधिक प्रवण होते हैं (चूंकि टर्बोचार्जिंग गर्म निकास घटकों को अंतर्गृहीत वायु प्रणाली के पास रख सकता है), हालांकि एक इंटरकूलर के उपयोग के माध्यम से इसे दूर किया जा सकता है।
विमान के इंजनों के लिए तुलना
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द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान उपयोग किए जाने वाले अधिकांश विमान इंजन यांत्रिक रूप से संचालित सुपरचार्जर का उपयोग करते थे क्योंकि टर्बोचार्जर पर उनके कुछ महत्वपूर्ण विनिर्माण लाभ थे। हालांकि, ऑपरेशनल क्षेत्र पर कम अनुमानित आवश्यकता और अपने घरेलू ठिकानों से दूर यात्रा करने के कारण ऑपरेशनल क्षेत्र के लाभ को अमेरिकी विमानों को बहुत अधिक प्राथमिकता दी गई थी। नतीजतन, टर्बोचार्जर मुख्य रूप से एलीसन वी-1710 और प्रैट एंड व्हिटनी आर-2800 जैसे अमेरिकी विमान इंजनों में कार्यरत थे, जो टर्बोचार्ज किए जाने पर तुलनात्मक रूप से भारी थे, और गैस टरबाइन में महंगी उच्च तापमान धातु मिश्र धातु के अतिरिक्त डक्टिंग और एक निकास प्रणाली का पूर्व-टरबाइन खंड की आवश्यकता थी। अकेले डक्टिंग का आकार एक गंभीर प्रारुप विचार था। उदाहरण के लिए, वॉट F4U कोर्सेर और P-47 थंडरबोल्ट दोनों ने एक ही रेडियल इंजन का उपयोग किया, क्योंकि विमान के पिछले हिस्से में टर्बोचार्जर को और उससे डक्टिंग की मात्रा के कारण, टर्बोचार्ज्ड P-47 के बड़े बैरल के आकार के फ्यूजलेज की जरूरत थी। F4U ने अधिक सघन विन्यास के साथ दो-चरण इंटर-कूल्ड सुपरचार्जर का उपयोग किया। बहरहाल, उच्च ऊंचाई वाले बमवर्षकों और कुछ लड़ाकू विमानों में उच्च ऊंचाई के प्रदर्शन और सीमा में वृद्धि के कारण टर्बोचार्जर उपयोगी थे।
टर्बोचार्ज्ड पिस्टन इंजन भी गैस टर्बाइन इंजनों के समान ही कई परिचालन प्रतिबंधों के अधीन हैं। टर्बोचार्ज्ड इंजनों को टर्बोचार्जर की अत्यधिक गर्मी और दबाव के कारण होने वाले संभावित नुकसान की खोज के लिए अपने टर्बोचार्जर और निकास प्रणाली के लगातार निरीक्षण की आवश्यकता होती है। 1944-45 के दौरान प्रशांत युद्ध में उपयोग किए गए अमेरिकी बोइंग बी-29 सुपरफोर्ट्रेस उच्च ऊंचाई वाले बमवर्षकों के प्रारम्भी मॉडलों में इस तरह की क्षति एक प्रमुख समस्या थी।
युद्ध के बाद के कई वायुई जहाजों में टर्बोचार्ज्ड पिस्टन इंजन का उपयोग जारी रहा, जैसे कि बी -50 सुपरफोर्ट्रेस, केसी-97 स्ट्रैटोफाइटर, बोइंग 377 स्ट्रैटोक्रूजर, लॉकहीड कांस्टेलेशन और डगलस C-124 ग्लोबमास्टर द्वितीय |
ट्विनचार्जिंग
1985 और 1986 की विश्व रैली चैंपियनशिप में, लैंसिया ने लैंसिया डेल्टा S4 चलाया, जिसमें बेल्ट-चालित सुपरचार्जर और निकास-चालित टर्बोचार्जर दोनों सम्मिलित थे। प्रारुप ने प्रेरण और निकास प्रणालियों के साथ-साथ विद्युत चुम्बकीय क्लच में बाईपास वाल्वों की एक जटिल श्रृंखला का उपयोग किया, ताकि कम इंजन की गति पर, सुपरचार्जर से एक बढ़ावा प्राप्त किया जा सके। परिक्रमण क्षेत्र के मध्य में, दोनों प्रणालियों से एक बढ़ावा प्राप्त किया गया था, जबकि उच्चतम गति पर प्रणाली ने सुपरचार्जर से ड्राइव को पृथक कर दिया और संबंधित डक्टिंग को अलग कर दिया।[13] यह नुकसान को दूर करते हुए प्रत्येक चार्जिंग प्रणाली के फायदों का फायदा उठाने के प्रयास में किया गया था। बदले में, इस दृष्टिकोण ने अधिक जटिलता लाई और डब्ल्यूआरसी की घटनाओं में कार की विश्वसनीयता को प्रभावित किया, साथ ही तैयार प्रारुप में इंजन सहायक के वजन में वृद्धि हुई।
ट्विनचार्ज्ड इंजनों का कभी-कभी उत्पादन कारों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि 2005-2007 वोक्सवैगन 1.4 लीटर और 2017-वर्तमान वोल्वो B4204T43/B4204T48 2.0 लीटर चार-सिलेंडर इंजन।
इतिहास
1849 में, बर्मिंघम, इंग्लैंड के जी. जोन्स ने कोयला खदानों के लिए वायु संचार प्रदान करने के लिए एक लोब पंप सम्पीडक का निर्माण प्रारम्भ किया।[14] 1860 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में रूट्स ब्लोअर कंपनी (भाइयों फिलैंडर और फ्रांसिस मैरियन रूट्स द्वारा स्थापित) ने वात भट्टी और अन्य औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए एक वायु मूवर के लिए प्रारुप का पेटेंट कराया। यह वायु मूवर और बर्मिंघम के वायु संचार सम्पीडक दोनों ने बाद के रूट्स-टाइप सुपरचार्जर के समान प्रारुप का उपयोग किया।
मार्च 1878 में, जर्मन इंजीनियर हेनरिक क्रिगर ने स्क्रू-टाइप सम्पीडक के लिए पहला पेटेंट प्राप्त किया।[15] प्रारुप एक दो-लोब घूर्णक समन्वायोजन थी जिसमें समान आकार के घूर्णक थे, हालांकि प्रारुप उत्पादन तक नहीं पहुंचा था।
इसके अलावा 1878 में, स्कॉटिश इंजीनियर डगल्ड क्लर्क ने पहला सुपरचार्जर प्रारुप किया था जिसे इंजन के साथ उपयोग किया गया था।[16] इस सुपरचार्जर का उपयोग दो स्ट्रोक गैस इंजन के साथ किया गया था।[17] गॉटलीब डेमलर को 1885 में एक आंतरिक कंबस्शन इंजन को सुपरचार्ज करने के लिए एक जर्मन पेटेंट प्राप्त हुआ।[18] लुई रेनॉल्ट ने 1902 में फ्रांस में एक केन्द्रापसारक सुपरचार्जर का पेटेंट कराया।[19][20]
कारों में उपयोग
दुनिया की पहली श्रृंखला निर्मित कारें[21] सुपरचार्जर के साथ 1.6 लीटर मर्सिडीज (मार्के) 6/25 एचपी और 2.6 लीटर मर्सिडीज 10/40 एचपी थीं, दोनों का उत्पादन 1923 में प्रारम्भ हुआ।[22] उनका विपणन कोम्प्रेसर मॉडल के रूप में किया गया था, यह शब्द 2012 तक विभिन्न मॉडलों के लिए उपयोग किया गया था।
इस समय की सुपरचार्ज्ड रेसिंग कारों में 1923 फिएट 805-405,[citation needed] 1923 मिलर 122[23] 1924 अल्फा रोमियो P2, 1924अल्फा रोमियो पी2, सनबीम से 1924 ग्रैंड प्रिक्स सीज़न कार, 1925 डेलेज,और 1926 बुगाटी टाइप 35सी सम्मिलित हैं।
सबसे प्रसिद्ध सुपरचार्ज्ड कारों में बे