आंतरिक दहन इंजन का विकास इतिहास
आंतरिक दहन इंजन डच भौतिक विज्ञानी ह्यूजेंस के शोध से उत्पन्न हुए थे, जो बारूद के विस्फोट का उपयोग करके शक्ति प्राप्त करने पर आधारित थे, लेकिन बारूद के दहन को नियंत्रित करने में कठिनाई के कारण असफल रहे। 1794 में, अंग्रेज स्ट्रेट ने ईंधन के दहन से शक्ति प्राप्त करने का प्रस्ताव रखा और पहली बार ईंधन को हवा के साथ मिलाने की अवधारणा का प्रस्ताव रखा। 1833 में, ब्रिटिश व्यक्ति राइट ने एक ऐसा डिज़ाइन प्रस्तावित किया जो पिस्टन को काम के लिए धकेलने के लिए सीधे दहन दबाव का उपयोग करता है।
मध्य-19वीं शताब्दी में, वैज्ञानिकों ने कोयला गैस, गैसोलीन और डीजल को जलाकर उत्पन्न की जाने वाली यांत्रिक शक्ति के तापीय रूपांतरण के सिद्धांत को सिद्ध किया। इसने आंतरिक दहन इंजन के आविष्कार की नींव रखी। 1860 के दशक में इसके उद्भव के बाद से, पिस्टन प्रकार के आंतरिक दहन इंजन में लगातार सुधार और विकास किया गया है, और यह अपेक्षाकृत पूर्ण मशीनरी बन गया है। इसकी उच्च तापीय दक्षता, विस्तृत शक्ति और गति सीमा, सुविधाजनक मिलान और अच्छी गतिशीलता के कारण इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। दुनिया भर में सभी प्रकार की कारें, ट्रैक्टर, कृषि मशीनरी, इंजीनियरिंग मशीनरी, छोटे मोबाइल पावर स्टेशन और टैंक आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित होते हैं। समुद्री व्यापारी जहाज, अंतर्देशीय जहाज और पारंपरिक जहाज, साथ ही कुछ छोटे विमान भी आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित होते हैं।
1860 में, फ्रांस के लेनोइस ने भाप इंजन की संरचना की नकल की और पहला व्यावहारिक गैस इंजन डिजाइन और निर्मित किया। यह एक आंतरिक दहन इंजन है जो असंपीड़ित, विद्युत रूप से प्रज्वलित होता है, और प्रदीप्त गैस का उपयोग करता है। लेनोइस ने सबसे पहले आंतरिक दहन इंजन में लोचदार पिस्टन रिंग को अपनाया। इस गैस मशीन की ऊष्मीय दक्षता लगभग 4% है। यू.के. के बार्नेट ने प्रज्वलन से पहले दहनशील मिश्रणों को संपीड़ित करने की वकालत की, और बाद में दहनशील मिश्रणों को संपीड़ित करने की महत्वपूर्ण भूमिका पर चर्चा करते हुए लेख लिखे, जिसमें बताया गया कि संपीड़न लेनोइस आंतरिक दहन इंजन की दक्षता में काफी सुधार कर सकता है।
1862 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक रोजा ने ऊष्मागतिकी प्रक्रिया का सैद्धांतिक विश्लेषण करने के बाद आंतरिक दहन इंजन की दक्षता में सुधार करने की आवश्यकता का प्रस्ताव रखा, जो कि सबसे प्रारंभिक चार स्ट्रोक कार्य चक्र था।
1876 में, जर्मन आविष्कारक ओटो ने रोजा के सिद्धांत को लागू करके पहला रेसिप्रोकेटिंग प्लग, सिंगल सिलेंडर, क्षैतिज, 3.2 किलोवाट (4.4 हॉर्स पावर) चार स्ट्रोक आंतरिक दहन इंजन बनाया। यह अभी भी ईंधन के रूप में गैस का उपयोग करता है, लौ इग्निशन का उपयोग करता है, इसकी गति 156.7 आरपीएम है, 2.66 का संपीड़न अनुपात है, 14% की थर्मल दक्षता है, और आसानी से चलती है। उस समय, यह शक्ति और थर्मल दक्षता दोनों में सबसे अधिक था। ओटो आंतरिक दहन इंजन को बढ़ावा दिया गया है और इसके प्रदर्शन में भी सुधार हुआ है।
पहला दो स्ट्रोक गैस इंजन विकसित किया और पेरिस प्रदर्शनी में इसका प्रदर्शन किया। पेट्रोलियम के विकास के साथ, गैसोलीन और डीजल, जो गैस की तुलना में परिवहन के लिए आसान हैं, ने लोगों का ध्यान आकर्षित किया है। सबसे पहले परीक्षण किया जाने वाला गैसोलीन है, जो आसानी से अस्थिर होता है।
1883 में जर्मनी में डेमलर ने पहला वर्टिकल गैसोलीन इंजन सफलतापूर्वक बनाया, जिसकी विशेषता हल्के वजन और उच्च गति थी। उस समय, अन्य आंतरिक दहन इंजनों की गति 200 चक्कर प्रति मिनट से अधिक नहीं थी, लेकिन यह 800 चक्कर प्रति मिनट तक पहुंच गई, जो विशेष रूप से परिवहन मशीनरी की आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त थी।
1892 में, जर्मन इंजीनियर डीजल को आटा चक्की में धूल के विस्फोट से प्रेरणा मिली और उन्होंने सिलेंडर में खींची गई हवा को अत्यधिक संपीड़ित करने की कल्पना की, जिससे इसका तापमान ईंधन के स्व-प्रज्वलन तापमान से अधिक हो गया। फिर, सिलेंडर में प्रज्वलित करने और जलाने के लिए उच्च दबाव वाली हवा को उड़ाया गया। उनके अग्रणी संपीड़न इग्निशन आंतरिक दहन इंजन (डीजल इंजन) को 1897 में सफलतापूर्वक विकसित किया गया था, जिसने आंतरिक दहन इंजन के विकास के लिए नए रास्ते खोले। डीजल ने उच्चतम तापीय दक्षता प्राप्त करने के लिए आंतरिक दहन इंजन में कार्नोट चक्र को प्राप्त करने का प्रयास करना शुरू किया, लेकिन वास्तव में, उन्होंने 26% की तापीय दक्षता के साथ एक अनुमानित आइसोबैरिक दहन प्राप्त किया। संपीड़न इग्निशन आंतरिक दहन इंजन के उद्भव ने विश्व मशीनरी उद्योग में बहुत रुचि पैदा की है, और संपीड़न इग्निशन आंतरिक दहन इंजन को इसके आविष्कारक के नाम पर डीजल इंजन भी कहा जाता है। इस प्रकार का आंतरिक दहन इंजन भविष्य में ईंधन के रूप में ज्यादातर डीजल का उपयोग करेगा, इसलिए इसे डीजल इंजन के रूप में भी जाना जाता है।
1898 में, डीजल इंजन का पहली बार स्थिर जनरेटर सेटों में उपयोग किया गया।
इसका उपयोग 1903 में वाणिज्यिक जहाजों के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में किया गया था और 1904 में इसे जहाजों पर स्थापित किया गया था।
पहला डीजल चालित इंजन 1913 में बनाया गया था।
1920 के आसपास इसका उपयोग ऑटोमोबाइल और कृषि मशीनरी में किया जाने लगा।
1957 में, संघीय जर्मन इंजीनियर वांकेल ने एक रोटरी पिस्टन इंजन विकसित किया, जिसे वांकेल इंजन के नाम से जाना जाता है। इसमें एक घूर्णनशील पिस्टन होता है, जिसका आकार लगभग त्रिभुजाकार होता है, जो एक विशिष्ट सिलेंडर सतह के भीतर घूर्णी गति करता है और एक ओटो चक्र में संचालित होता है।
दुनिया भर में आंतरिक दहन इंजन के लिए चार प्रमुख अनुसंधान संस्थान
1. एवीएल लिस्ट जीएमबीएच
ऑस्ट्रियाई AVL कंपनी की स्थापना 1948 में हुई थी। यह कंपनी अब वैश्विक ऑटोमोटिव और इंजन उद्योगों में उच्च दृश्यता और अच्छी प्रतिष्ठा वाली एक उच्च तकनीक वाली कंपनी है। यह दुनिया की सबसे बड़ी निजी कंपनी है जो आंतरिक दहन इंजन, पावरट्रेन अनुसंधान और विश्लेषण के डिजाइन और विकास के साथ-साथ परीक्षण प्रणालियों और उपकरणों के विकास और निर्माण में लगी हुई है।
2. एफईवी इंजन टेक्नोलॉजी जीएमबीएच, जर्मनी
जर्मनी में FEV आंतरिक दहन इंजन के लिए दुनिया के चार आधिकारिक अनुसंधान और विकास संस्थानों में से एक है। मुख्य रूप से इंजन प्रौद्योगिकी, इंजन से संबंधित उत्पादन और परीक्षण उपकरणों के अनुसंधान और विकास में लगा हुआ है।
3. रिकार्डो, यूके.
रिकार्डो कंपनी की स्थापना इसके संस्थापक सर हैरी रिकार्डो ने 1915 में की थी और इसका इतिहास 106 साल पुराना है। 1915 में हैरी रिकार्डो ने "इंजन पेटेंट्स लिमिटेड" नामक एक कंपनी की स्थापना की, जो अब रिकार्डो की पूर्ववर्ती है। उनकी एक मुख्य शोध परियोजना इंजन इग्निशन एडवांस एंगल के मुद्दे के बारे में है। उन्होंने एक अद्वितीय परिवर्तनीय संपीड़न परीक्षण इंजन - E35 अनुसंधान इंजन बनाया, जिसका उपयोग ईंधन की दहन विशेषताओं का सटीक विश्लेषण करने के लिए उच्चतम उपलब्ध संपीड़न अनुपात (विस्फोट सीमा का संकेत) को मापने के लिए किया जाता है। इस इंजन के जन्म और उसके बाद के शोध कार्य ने ईंधन ऑक्टेन रेटिंग प्रणाली की स्थापना की जिसे हम आज देखते हैं।
4. साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट®, SwRI
साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट ®, SwRI (साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट) की स्थापना 1947 में एक स्वतंत्र, गैर-लाभकारी अनुप्रयोग अनुसंधान और विकास संगठन के रूप में की गई थी, जो प्रौद्योगिकी विकास और हस्तांतरण में विशेषज्ञता रखता है। यह संयुक्त राज्य अमेरिका में अपनी तरह का सबसे बड़ा उद्यम है, जो अनुबंधों के तहत सरकार और वैश्विक औद्योगिक ग्राहकों के लिए अनुसंधान करता है। संस्थान के अनुसंधान और विकास व्यवसाय में पर्यावरण विज्ञान, इंजन डिजाइन और प्रयोग, ईंधन, सामग्री, स्नेहक, उत्सर्जन, द्रव इंजीनियरिंग, जैव प्रौद्योगिकी, अंतरिक्ष विज्ञान, परमाणु अपशिष्ट प्रबंधन आदि शामिल हैं। इसके अधिकार क्षेत्र में कुल 11 शाखाएँ हैं।