Crankcase ventilation system
एक क्रैंककेस वेंटिलेशन सिस्टम आंतरिक दहन इंजन के क्रैंककेस से अवांछित गैसों को हटा देता है। प्रणाली में आमतौर पर एक ट्यूब, एक तरफा वाल्व और एक वैक्यूम स्रोत (जैसे इनलेट मैनिफोल्ड) होता है। अवांछित गैसें, जिन्हें "ब्लो-बाय" कहा जाता है, दहन कक्ष से निकलने वाली गैसें हैं जो पिस्टन के छल्लों से निकल कर निकलती हैं। प्रारंभिक इंजनों ने इन गैसों को केवल क्रैंककेस मुहरों के माध्यम से रिसाकर वायुमंडल में छोड़ दिया। पहली विशिष्ट क्रैंककेस वेंटिलेशन प्रणाली 'रोड ड्राफ्ट ट्यूब' थी, जिसमें एक ट्यूब के माध्यम से गैसों को खींचने और उन्हें वायुमंडल में छोड़ने के लिए आंशिक वैक्यूम का उपयोग किया जाता था। पॉजिटिव क्रैंककेस वेंटिलेशन (पीसीवी) सिस्टम-पहली बार द्वितीय विश्व युद्ध में उपयोग किया गया और अधिकांश आधुनिक इंजनों पर मौजूद-वायु प्रदूषण को कम करने के लिए वाहन उत्सर्जन नियंत्रण के हिस्से के रूप में क्रैंककेस गैसों को दहन कक्ष में वापस भेजते हैं। क्रैंककेस संपीड़न डिजाइन वाले दो-स्ट्रोक इंजनों को क्रैंककेस वेंटिलेशन सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि इंजन के सामान्य संचालन में क्रैंककेस गैसों को दहन कक्ष में भेजना शामिल है। क्रैंककेस गैसों का स्रोत ब्लो-बाय, जैसा कि अक्सर कहा जाता है, दहन कक्ष से दहन सामग्री का परिणाम है जो पिस्टन के छल्लों से आगे और क्रैंककेस में "उड़ता" है। ये गैसें, यदि हवादार नहीं हैं, तो अनिवार्य रूप से संघनित होती हैं और क्रैंककेस में मौजूद तेल वाष्प के साथ जुड़ जाती हैं, जिससे तेल कीचड़ बन जाता है या तेल बिना जले हुए ईंधन से पतला हो जाता है। अत्यधिक क्रैंककेस दबाव के कारण क्रैंकशाफ्ट मुहरों और अन्य इंजन मुहरों और गैस्केट से इंजन तेल का रिसाव हो सकता है। इसलिए, यह अनिवार्य हो जाता है कि एक क्रैंककेस वेंटिलेशन सिस्टम का उपयोग किया जाए। वायुमंडलीय वेंटलिंग 20वीं शताब्दी की शुरुआत तक, सील और गैस्केट के माध्यम से रिसाव करके क्रैंककेस से ब्लो-बाय गैसें निकलती थीं। इंजन से तेल का रिसाव होना और जमीन पर टपकना सामान्य माना जाता था, क्योंकि दशकों पहले भाप इंजनों के मामले में भी ऐसा ही हुआ था। गैस्केट और शाफ्ट सील का उद्देश्य तेल के रिसाव को सीमित करना था, लेकिन उनसे आमतौर पर इसे पूरी तरह से रोकने की उम्मीद नहीं की जाती थी। ब्लो-बाय गैसें तेल के माध्यम से फैलती हैं और फिर मुहरों और गैस्केट के माध्यम से वायुमंडल में रिसती हैं, जिससे वायु प्रदूषण और गंध होती है। क्रैंककेस वेंटिलेशन में पहला परिष्करण रोड ड्राफ्ट ट्यूब था। यह एक पाइप है जो क्रैंककेस (या एक ओवरहेड वाल्व इंजन पर वाल्व कवर) से नीचे की ओर वाहन की पर्ची धारा में स्थित एक खुले छोर तक चलती है। जब वाहन आगे बढ़ रहा होता है, तो नली के खुले छोर पर वायु प्रवाह सक्शन (एक "ड्राफ्ट" या ड्राफ्ट) बनाता है जो क्रैंककेस से गैसों को बाहर निकालता है। बहुत अधिक वैक्यूम बनने से रोकने के लिए, ब्लो-बाय गैसों को ब्रीदर नामक उपकरण का उपयोग करके ताजी हवा से बदल दिया जाता है। ब्रीदर अक्सर ऑयल कैप में स्थित होता है। कई श्वास यंत्रों में एक कप या स्कूप होता था और वे इंजन रेडिएटर पंखे की वायु धारा में स्थित होते थे। इस प्रकार की प्रणाली को "प्रेशर-सक्शन" प्रकार कहा जाता है और हवा को ब्रीदर के स्कूप में मजबूर किया जाता है और वैक्यूम द्वारा रोड ड्राफ्ट ट्यूब द्वारा बाहर निकाला जाता है। दबाव चूषण प्रकार के एक अन्य प्रकार का उपयोग वीडब्ल्यू पोर्श एयर कूल्ड इंजनों पर किया गया था, जिसमें सामने की क्रैंककेस पुली में एक रिवर्स स्क्रू होता है जो इंजन में हवा लाता है और हवा रोड ड्राफ्ट ट्यूब के साथ क्रैंककेस से निकलती है। यह प्रणाली इंजन के लिए हानिकारक क्रैंककेस वाष्पों से छुटकारा पाने में बहुत अच्छी तरह से काम करती है। पहले के इंजनों के अनुसार, सड़क ड्राफ्ट ट्यूब प्रणाली ने भी प्रदूषण और आपत्तिजनक गंध पैदा की। ड्राफ्ट ट्यूब बर्फ या बर्फ से भरी हो सकती है, जिस स्थिति में क्रैंककेस का दबाव बनता है और तेल रिसाव और गैस्केट की विफलता का कारण बनता है। धीमी गति से चलने वाले वितरण वाहनों और नौकाओं पर, अक्सर सड़क ड्राफ्ट ट्यूब के लिए कोई उपयुक्त एयर स्लिप स्ट्रीम नहीं होता था। इन स्थितियों में, इंजनों ने क्रैंककेस से ब्लो-बाय गैसों को धकेलने के लिए ब्रीदर ट्यूब पर सकारात्मक दबाव का उपयोग किया। इसलिए, सांस लेने वाली हवा का सेवन अक्सर इंजन के शीतलन पंखे के पीछे वायु प्रवाह में होता था। क्रैंककेस गैसें एक ड्राफ्ट ट्यूब के माध्यम से वायुमंडल से बाहर निकलती हैं। सकारात्मक क्रैंककेस वेंटिलेशन (पी. सी. वी.) इतिहास हालांकि एक सकारात्मक क्रैंककेस वेंटिलेशन (पी. सी. वी.) प्रणाली का आधुनिक उद्देश्य वायु प्रदूषण को कम करना है, मूल उद्देश्य एक इंजन को पानी के रिसाव के बिना पानी के नीचे संचालित करने की अनुमति देना था। पहला पी. सी. वी. सिस्टम द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान बनाया गया था, ताकि टैंक इंजनों को गहरे फोर्डिंग संचालन के दौरान काम करने की अनुमति मिल सके, जहां सामान्य ड्राफ्ट ट्यूब वेंटिलेटर ने पानी को क्रैंककेस में प्रवेश करने और इंजन को नष्ट करने की अनुमति दी होगी। 1950 के दशक की शुरुआत में, प्रोफेसर एरी जान हेगन-स्मिट ने स्थापित किया कि लॉस एंजिल्स, कैलिफोर्निया में अनुभव किए जा रहे धुंध संकट का एक प्रमुख कारण ऑटोमोबाइल इंजनों से प्रदूषण था। कैलिफोर्निया मोटर वाहन प्रदूषण नियंत्रण बोर्ड (कैलिफोर्निया वायु संसाधन बोर्ड का एक अग्रदूत) की स्थापना 1960 में की गई थी और इसने इस बात पर शोध करना शुरू किया कि गैसों को सीधे वातावरण में छोड़े जाने से कैसे रोका जाए। पी. सी. वी. प्रणाली को हवा के सेवन में गैसों को फिर से प्रसारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था ताकि उन्हें ताजी हवा/ईंधन के साथ जोड़ा जा सके और अधिक पूरी तरह से दहन किया जा सके। 1961 में, कैलिफोर्निया के नियमों के अनुसार सभी नई कारों को पी. सी. वी. प्रणाली के साथ बेचा जाना आवश्यक था, इसलिए यह वाहन उत्सर्जन नियंत्रण उपकरण के पहले कार्यान्वयन का प्रतिनिधित्व करता है। 1964 तक, अमेरिका में बेची जाने वाली अधिकांश नई कारें स्वैच्छिक उद्योग कार्रवाई से इतनी सुसज्जित थीं कि वाहनों के कई राज्य-विशिष्ट संस्करण बनाने से बच सकें। पी. सी. वी. जल्दी ही दुनिया भर के सभी वाहनों पर मानक उपकरण बन गया क्योंकि इसके लाभ न केवल उत्सर्जन में कमी में बल्कि इंजन की आंतरिक सफाई और तेल जीवनकाल में भी हैं। 1967 में, उत्पादन में इसकी शुरुआत के कई वर्षों बाद, पी. सी. वी. प्रणाली यू. एस. संघीय ग्रैंड जूरी जांच का विषय बन गई, जब कुछ उद्योग आलोचकों द्वारा यह आरोप लगाया गया कि ऑटोमोबाइल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन (ए. एम. ए.) अतिरिक्त धुंध नियंत्रण में देरी करने के लिए इस तरह के कई धुंध कम करने वाले उपकरणों को शेल्फ पर रखने की साजिश कर रहा था। अठारह महीने की जांच के बाद, ग्रैंड जूरी ने एएमए को मंजूरी देते हुए एक "नो-बिल" निर्णय वापस कर दिया, लेकिन इसके परिणामस्वरूप एक सहमति आदेश आया कि सभी अमेरिकी ऑटोमोबाइल कंपनियां दस साल की अवधि के लिए धुंध नियंत्रण गतिविधियों पर संयुक्त रूप से काम नहीं करने के लिए सहमत हुईं। उसके बाद के दशकों में, वाहनों के उत्सर्जन के कानून और विनियमन में काफी सख्ती आई है। आज के अधिकांश गैसोलीन इंजन पी. सी. वी. प्रणालियों का उपयोग करना जारी रखते हैं। सांस पी. सी. वी. प्रणाली के लिए क्रैंककेस से धुआं निकालने के लिए, प्रणाली में ताजी हवा का स्रोत होना चाहिए। इस ताजी हवा का स्रोत "क्रैंककेस ब्रीदर" है, जिसे आमतौर पर इंजन के एयर फिल्टर या इनटेक मैनिफोल्ड से निकाला जाता है। तेल की धुंध और वाष्प को वायु फिल्टर को दूषित करने से रोकने के लिए ब्रीदर को आमतौर पर बैफल्स और फिल्टर प्रदान किए जाते हैं। इस घटना को बाजार के बाद वायु तेल विभाजक या कैच कैन स्थापित करके और कम किया जा सकता है, जैसा कि बोलचाल की भाषा में जाना जाता है, तेल की धुंध को निलंबन से बाहर निकालने के लिए और सेवन तक पहुंचने से पहले इसे एक जलाशय में इकट्ठा करने के लिए। एक ठीक से डिज़ाइन किया गया क्रैंककेस ब्रीदर भी इस तरह से डिज़ाइन किया जाएगा जो सफाई प्रभाव को बढ़ावा देता है, या क्रैंककेस ब्रीदर के भीतर सक्शन के निर्माण को बढ़ावा देता है ताकि ब्लो-बाय गैसों को हटाने में और सहायता मिल सके। यह प्रभाव है जो क्रैंककेस को थोड़ा नकारात्मक दबाव पर रखता है जब एक ठीक से काम करने वाली पी. सी. वी. प्रणाली होती है। पी. सी. वी. वाल्व अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड वैक्यूम को पी. सी. वी. वाल्व के माध्यम से क्रैंककेस पर लगाया जाता है। क्रैंककेस और इंजन इंटीरियर के माध्यम से वायु प्रवाह दहन उपोत्पाद गैसों को दूर कर देता है। हवा और क्रैंककेस गैसों का यह मिश्रण पी. सी. वी. वाल्व के माध्यम से और अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड में तेल की धुंध को बाहर करने के लिए अक्सर एक अन्य साधारण उलझन, स्क्रीन या जाली के माध्यम से बाहर निकलता है। कुछ पी. सी. वी. प्रणालियों पर, यह तेल गड़बड़ एक असतत प्रतिस्थापन योग्य भाग में होती है जिसे 'तेल विभाजक' कहा जाता है। बाजार के बाद के उत्पादों को वाहनों में एक बाहरी तेल चकित करने वाली प्रणाली जोड़ने के लिए बेचा जाता है, जो मूल रूप से उनके साथ स्थापित नहीं किए गए थे, जिन्हें आमतौर पर "ऑयल कैच टैंक" के रूप में जाना जाता है। पी. सी. वी. वाल्व अंतर्ग्रहण प्रणाली में प्रवेश करने वाली क्रैंककेस गैसों के प्रवाह को नियंत्रित करता है। निष्क्रिय होने पर, लगभग बंद थ्रॉटल के साथ, कई गुना वैक्यूम अधिक होता है, जो बड़ी मात्रा में क्रैंककेस गैसों को आकर्षित करता है, जिससे इंजन बहुत दुबला हो जाता है। पी. सी. वी. वाल्व बंद हो जाता है जब कई गुना वैक्यूम अधिक होता है, जिससे अंतर्ग्रहण प्रणाली में प्रवेश करने वाली क्रैंककेस गैसों की मात्रा सीमित हो जाती है। जब इंजन भार में होता है या उच्च आर. पी. एम. पर काम करता है, तो अधिक मात्रा में ब्लो-बाय गैसों का उत्पादन होता है। इन स्थितियों में व्यापक खुले थ्रॉटल के साथ अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड वैक्यूम कम होता है, जिसके कारण पीसीवी वाल्व खुलता है और क्रैंककेस गैसें अंतर्ग्रहण प्रणाली में प्रवाहित होती हैं। इन स्थितियों के दौरान अंतर्ग्रहण हवा की अधिक प्रवाह दर का मतलब है कि इंजन के संचालन से समझौता किए बिना अंतर्ग्रहण प्रणाली में अधिक मात्रा में ब्लो-बाय गैसों को जोड़ा जा सकता है। इन स्थितियों के दौरान पी. सी. वी. वाल्व का खोलना भी अंतर्ग्रहण प्रणाली के अंतर्ग्रहण प्रणाली में क्रैंककेस गैसों को खींचने में कम प्रभावी होने की भरपाई करता है। पी. सी. वी. वाल्व का दूसरा कार्य ज्वाला अवरोधक के रूप में कार्य करना और ग्रहण प्रणाली से सकारात्मक दबाव को क्रैंककेस में प्रवेश करने से रोकना है। यह टर्बोचार्ज्ड इंजनों पर या बैकफायर होने पर हो सकता है, और सकारात्मक दबाव क्रैंककेस मुहरों और गैस्केट को नुकसान पहुंचा सकता है, या यहां तक कि क्रैंककेस विस्फोट का कारण भी बन सकता है। पी. सी. वी. वाल्व इसलिए बंद हो जाता है जब सकारात्मक दबाव मौजूद होता है, ताकि इसे क्रैंककेस तक पहुंचने से रोका जा सके। क्रैंककेस एयर आउटलेट, जहाँ पी. सी. वी. वाल्व स्थित है, आम तौर पर क्रैंककेस ब्रीदर से यथासंभव दूर रखा जाता है। उदाहरण के लिए, ब्रीदर और आउटलेट अक्सर वी इंजन पर विपरीत वाल्व कवर पर या इनलाइन इंजन पर वाल्व कवर के विपरीत छोर पर होते हैं। पी. सी. वी. वाल्व को अक्सर, लेकिन हमेशा नहीं, वाल्व कवर पर रखा जाता है; यह क्रैंककेस एयर आउटलेट और इनलेट मैनिफोल्ड के बीच कहीं भी स्थित हो सकता है। बलपूर्वक प्रेरण अनुप्रयोग पी. सी. वी. वाल्व तेजी से लोकप्रिय बलपूर्वक प्रेरण अनुप्रयोगों में और भी अधिक महत्वपूर्ण कार्य करता है। अत्यधिक क्रैंककेस दबाव न केवल पिस्टन के छल्लों से बाहर निकलने वाली गैसों के कारण होगा, बल्कि तब भी पेश किया जा सकता है जब अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड से सकारात्मक दबाव क्रैंककेस में अपना रास्ता बनाता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, टर्बोचार्जर या सुपरचार्जर जैसे मजबूर प्रेरण प्रणालियों वाले वाहनों में, इंजन का अंतर्ग्रहण भार के तहत सकारात्मक दबाव का अनुभव करता है। यह प्राकृतिक रूप से आकांक्षी अनुप्रयोगों से अलग है जहां भार के तहत अंतर्ग्रहण कई गुना निर्वात में रहेगा। इस प्रकार, जब एक मजबूर प्रेरण इंजन भार के तहत होता है, तो अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड का उपयोग अब क्रैंककेस से ब्लो-बाय गैसों को बाहर निकालने के लिए नहीं किया जा सकता है और इसके बजाय क्रैंककेस दबाव को बढ़ाकर समस्या को बढ़ाना शुरू कर देगा। इसके बाद पी. सी. वी. वाल्व का काम होता है कि जब अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड पर दबाव डाला जाता है तो अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड और क्रैंककेस को अलग किया जाता है और जब अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड निर्वात में होता है तो क्रैंककेस से गैसों के प्रवाह की अनुमति दी जाती है। इस अतिरिक्त भूमिका के अलावा, बढ़े हुए अनुप्रयोगों में सिलेंडर का दबाव बहुत अधिक होता है, और इसके परिणामस्वरूप, अधिक ब्लो-बाय गैसों को क्रैंककेस में धकेल दिया जाता है जिससे एक पूरी तरह से कार्यात्मक पीसीवी प्रणाली और अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। अंतर्ग्रहण प्रणालियों में कार्बन का निर्माण अंतर्ग्रहण कई गुना में कार्बन का निर्माण तब होगा जब एक विफल पीसीवी प्रणाली के कारण गैसों को स्थायी रूप से अंतर्ग्रहण हवा को दूषित करने की अनुमति दी जाती है। इनटेक वाल्व पर कार्बन बिल्ड-अप या ब्लो-बाय गैसों से तेल कीचड़ आमतौर पर पोर्ट इंजेक्टेड इंजनों में कोई समस्या नहीं होती है। ऐसा इस तथ्य के कारण है कि ईंधन दहन कक्ष के रास्ते में अंतर्ग्रहण वाल्व से टकराता है, जिससे ईंधन में डिटर्जेंट उन्हें साफ रखने की अनुमति देते हैं। हालांकि, अंतर्ग्रहण वाल्व पर कार्बन का निर्माण केवल सीधे इंजेक्शन वाले इंजनों के लिए एक समस्या है, क्योंकि ईंधन को सीधे दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है। इस वजह से, टैंक में जोड़े गए ईंधन प्रणाली क्लीनर या ईंधन योजक इन जमा को साफ करने में मदद नहीं करेंगे। इन जमाओं को साफ करने के तरीकों में अंतर्ग्रहण के माध्यम से क्लीनर का छिड़काव या अंतर्ग्रहण वाल्व के प्रत्यक्ष मीडिया ब्लास्टिंग शामिल हैं। वैकल्पिक दो-स्ट्रोक इंजन जो क्रैंककेस संपीड़न का उपयोग करते हैं, उन्हें क्रैंककेस वेंटिलेशन सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि क्रैंककेस के भीतर की सभी गैसों को दहन कक्ष में डाला जाता है। कई छोटे चार-स्ट्रोक इंजन जैसे लॉन मोवर इंजन और बिजली जनरेटर केवल अंतर्ग्रहण प्रणाली से जुड़ी एक ड्राफ्ट ट्यूब का उपयोग करते हैं। ड्राफ्ट ट्यूब सभी ब्लो-बाय गैसों को अंतर्ग्रहण मिश्रण में वापस ले जाती है और आमतौर पर वायु फिल्टर और कार्बोरेटर के बीच स्थित होती है। कुछ ड्रैग रेसिंग कारों में ड्राई सम्प इंजन क्रैंककेस से तेल और गैस निकालने के लिए सफाई पंपों का उपयोग करते हैं। एक विभाजक तेल को हटा देता है, फिर गैसों को एक वेंटुरी ट्यूब के माध्यम से निकास प्रणाली में डाला जाता है। यह प्रणाली क्रैंककेस में थोड़ी मात्रा में वैक्यूम बनाए रखती है और इंजन में तेल की मात्रा को कम करती है जो संभावित रूप से रेसट्रैक पर फैल सकता है। संदर्भ इंजन वाल्व इंजन प्रौद्योगिकी प्रदूषण नियंत्रण प्रौद्योगिकियाँ