Expansion chamber
دو اسٹروک والے انجن پر، ایک توسیعی چیمبر یا ٹیونڈ پائپ ایک ٹیونڈ ایگزاسٹ سسٹم ہے جو اس کی حجم کی کارکردگی کو بہتر بنا کر اس کی بجلی کی پیداوار کو بڑھانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ 1938 میں ایک جرمن انجینئر لمباچ نے دو اسٹروک انجنوں میں ایندھن کو کم کرنے کے لیے توسیعی چیمبر ایجاد کیے اور کامیابی کے ساتھ تیار کیے۔ جرمنی میں پٹرول کی کمی تھی، جو اس مرحلے پر کوئلے اور سیوریج کی تبدیلی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جاتا تھا۔ ایک غیر متوقع بونس یہ تھا کہ ٹیونڈ ایگزاسٹ استعمال کرنے والے دو اسٹروک انجنوں نے عام سائلنسر کے ساتھ چلنے کے مقابلے میں کہیں زیادہ طاقت پیدا کی۔ دوسری جنگ عظیم کے اختتام کے بعد، سرد جنگ کے دوران مشرقی جرمن والٹر کاڈن کے ذریعہ اس تصور کو دوبارہ تیار کرنے میں کچھ وقت گزرا۔ وہ پہلی بار مغرب میں جاپانی موٹر سائیکلوں پر اس وقت نمودار ہوئے جب مشرقی جرمن موٹرسائیکل ریسر ارنسٹ ڈیگنر 1961 کے سویڈش گراں پری میں ایم زیڈ کے لیے ریسنگ کے دوران مغرب کی طرف منحرف ہو گئے۔ بعد میں اس نے اپنا علم جاپان کی سوزوکی کو منتقل کیا۔ یہ کیسے کام کرتا ہے سلنڈر سے باہر نکلنے والی ہائی پریشر گیس ابتدائی طور پر "ویو فرنٹ" کی شکل میں بہتی ہے جیسا کہ سیالوں میں ہونے والی تمام پریشانیاں کرتی ہیں۔ ایگزاسٹ گیس پائپ میں اپنا راستہ دھکیلتی ہے جو پہلے سے ہی پچھلے چکروں سے گیس کے قبضے میں ہے، اس گیس کو آگے دھکیلتی ہے اور لہر کا باعث بنتی ہے۔ ایک بار جب گیس کا بہاؤ رک جاتا ہے، تو لہر جاری رہتی ہے، توانائی کو اگلے گیس ڈاؤن اسٹریم اور اسی طرح پائپ کے آخر تک منتقل کرتی ہے۔ اگر اس لہر کو کراس سیکشن یا درجہ حرارت میں کسی تبدیلی کا سامنا کرنا پڑتا ہے تو یہ اپنے سفر کے مخالف سمت میں اپنی طاقت کے ایک حصے کی عکاسی کرے گی۔ مثال کے طور پر، رقبے میں اضافے کا سامنا کرنے والی ایک مضبوط صوتی لہر مخالف سمت میں کمزور صوتی لہر کی عکاسی کرے گی۔ رقبے میں کمی کا سامنا کرنے والی ایک مضبوط صوتی لہر مخالف سمت میں ایک مضبوط صوتی لہر کی عکاسی کرے گی۔ بنیادی اصول لہر کی حرکیات میں بیان کیا گیا ہے۔ ایک توسیعی چیمبر اس رجحان کو اس کے قطر (کراس سیکشن) اور لمبائی کو تبدیل کرکے استعمال کرتا ہے تاکہ یہ عکاسی سائیکل میں مطلوبہ وقت پر سلنڈر پر واپس پہنچ سکے۔ توسیعی چکر کے تین اہم حصے ہیں۔ جب اترتا ہوا پسٹن پہلی بار سلنڈر کی دیوار پر راستہ بندرگاہ کو بے نقاب کرتا ہے، تو راستہ اس کے دباؤ (توسیعی چیمبر کی مدد کے بغیر) کی وجہ سے طاقتور طریقے سے باہر نکلتا ہے لہذا پائپ کے پہلے حصے کی لمبائی پر قطر/رقبہ 0 سے 2 ڈگری کے انحراف کے ساتھ مستقل یا قریب مستقل ہوتا ہے جو لہر کی توانائی کو محفوظ رکھتا ہے۔ نظام کے اس حصے کو "ہیڈر پائپ" کہا جاتا ہے (اخراج بندرگاہ کی لمبائی کو پیمائش کے مقاصد کے لیے ہیڈر پائپ کا حصہ سمجھا جاتا ہے)۔ ہیڈر پائپ کے قطر کو مستقل کے قریب رکھنے سے، لہر میں توانائی محفوظ رہتی ہے کیونکہ سائیکل میں بعد تک توسیع کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ زیادہ تر بلو ڈاؤن کے عمل کے دوران سلنڈر سے نکلنے والا بہاؤ صوتی یا سپرسونک ہوتا ہے، اور اس لیے کوئی لہر اس بہاؤ کے خلاف سلنڈر میں واپس نہیں جا سکتی۔ ایک بار جب اخراج کا دباؤ قریب ماحولیاتی سطح پر گر جاتا ہے، تو پسٹن منتقلی بندرگاہوں کو بے نقاب کرتا ہے۔ اس مقام پر توسیعی چیمبر سے توانائی کو سلنڈر میں تازہ مرکب کے بہاؤ میں مدد کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، توسیعی چیمبر کو قطر میں بڑھایا جاتا ہے تاکہ باہر جانے والی صوتی لہر (دہن کے عمل سے پیدا ہونے والی) ایک عکاسی شدہ خلا (منفی دباؤ) لہر پیدا کرے جو سلنڈر پر واپس آتی ہے۔ چیمبر کے اس حصے کو ڈائیورجنٹ (یا ڈفیوزر) سیکشن کہا جاتا ہے اور یہ 7 سے 9 ڈگری پر ڈائیورج ہوتا ہے۔ یہ ضروریات کے لحاظ سے ایک سے زیادہ جداگانہ شنک سے بنا ہو سکتا ہے۔ ویکیوم لہر ٹرانسفر سائیکل کے دوران سلنڈر میں پہنچتی ہے اور کرینک کیس سے تازہ مرکب کو سلنڈر میں چوسنے میں مدد کرتی ہے، اور/یا کرینک کیس میں خارج ہونے والی گیسوں کے سکشن کو روکتی ہے (کرینک کیس ویکیوم کی وجہ سے)۔ تاہم، لہر ایگزاسٹ پورٹ سے تازہ مرکب کو توسیعی چیمبر کے ہیڈر میں بھی چوس سکتی ہے۔ اس اثر کو بندرگاہ کو روکنے والی لہر سے کم کیا جاتا ہے۔ پورٹ بلاکنگ جب منتقلی مکمل ہو جاتی ہے، تو پسٹن کمپریشن اسٹروک پر ہوتا ہے لیکن ایگزاسٹ پورٹ پھر بھی کھلا رہتا ہے، جو ٹو اسٹروک پسٹن پورٹ ڈیزائن کے ساتھ ایک ناگزیر مسئلہ ہے۔ پسٹن کو تازہ مرکب کو کھلی راستہ بندرگاہ سے باہر دھکیلنے سے روکنے میں مدد کے لیے توسیعی چیمبر سے مضبوط صوتی لہر (دہن سے پیدا ہونے والی) کو کمپریشن اسٹروک کے آغاز کے دوران پہنچنے کا وقت دیا جاتا ہے۔ بندرگاہ کو روکنے والی لہر چیمبر کے قطر کو کم کرکے بنائی جاتی ہے۔ اسے کنورجنٹ سیکشن (یا بیفل کون) کہا جاتا ہے۔ باہر جانے والی صوتی لہر تنگ ہوتے ہوئے متغیر حصے سے ٹکراتی ہے اور سلنڈر پر صوتی دالوں کی ایک مضبوط سیریز کی عکاسی کرتی ہے۔ وہ ایگزاسٹ پورٹ کو بلاک کرنے کے لیے وقت پر پہنچتے ہیں، پھر بھی کمپریشن اسٹروک کے آغاز کے دوران کھلے رہتے ہیں اور توسیعی چیمبر کے ہیڈر میں کھینچے گئے کسی بھی تازہ مرکب کو سلنڈر میں واپس دھکیل دیتے ہیں۔ متغیر حصے کو ضروریات کے مطابق 16 سے 25 ڈگری پر یکجا کیا جاتا ہے۔ صوتی لہر کے ساتھ مل کر چیمبر میں دباؤ میں عمومی اضافہ ہوتا ہے جو جان بوجھ کر اسٹینگر نامی ایک چھوٹی سی ٹیوب کے ساتھ آؤٹ لیٹ کو محدود کرنے کی وجہ سے ہوتا ہے، جو بلیڈر کے طور پر کام کرتا ہے، کمپریشن/پاور اسٹروک کے دوران چیمبر کو خالی کرتا ہے تاکہ اسے اگلے سائیکل کے لیے تیار کیا جا سکے۔ اسٹینگر کی لمبائی اور اندرونی قطر ہیڈر پائپ کے قطر 0.09 سے 0.63x پر مبنی ہوتے ہیں اور اس کی لمبائی اس کے قطر کے 12 گنا کے برابر ہوتی ہے، جو حاصل کیے جانے والے نتائج پر منحصر ہوتی ہے۔ ایک اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ ٹیونڈ ایگزاسٹ سسٹم میں، دباؤ میں کل اضافہ کسی بھی صورت میں مفلر کے ذریعہ پیدا ہونے والے دباؤ سے بہت کم ہوتا ہے۔ سٹنگر کا غلط سائز یا تو ناقص کارکردگی (بہت بڑا یا بہت چھوٹا) یا ضرورت سے زیادہ گرمی (بہت چھوٹا یا بہت لمبا) کا باعث بنے گا جو انجن کو نقصان پہنچائے گا۔ پیچیدہ عوامل عملی طور پر توسیعی چیمبرز کا تفصیلی عمل اتنا سیدھا نہیں ہے جتنا اوپر بیان کردہ بنیادی عمل ہے۔ پائپ کے پیچھے سفر کرنے والی لہریں الٹے حصے کا سامنا کرتی ہیں اور اپنی توانائی کے ایک حصے کو واپس ظاہر کرتی ہیں۔ پائپ کے مختلف حصوں میں درجہ حرارت میں تغیرات عکاسی اور آواز کی مقامی رفتار میں تبدیلیوں کا سبب بنتے ہیں۔ بعض اوقات یہ ثانوی لہر کی عکاسی زیادہ طاقت کے مطلوبہ مقصد کو روک سکتی ہے۔ یہ بات ذہن میں رکھنا مفید ہے کہ اگرچہ لہریں ہر چکر میں پورے توسیعی چیمبر سے گزرتی ہیں، لیکن کسی خاص چکر کے دوران سلنڈر سے نکلنے والی اصل گیسیں ایسا نہیں کرتی ہیں۔ گیس بہتی ہے اور وقفے وقفے سے رکتی ہے اور لہر پائپ کے آخر تک جاری رہتی ہے۔ بندرگاہ سے نکلنے والی گرم گیسیں ایک "سلگ" بناتی ہیں جو ہیڈر پائپ کو بھر دیتی ہیں اور اس چکر کی مدت تک وہیں رہتی ہیں۔ یہ ہیڈ پائپ میں ایک اعلی درجہ حرارت زون کا سبب بنتا ہے جو ہمیشہ تازہ ترین اور گرم ترین گیس سے بھرا رہتا ہے۔ چونکہ یہ علاقہ زیادہ گرم ہے، اس لیے آواز کی رفتار اور اس طرح اس سے گزرنے والی لہروں کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے۔ اگلے چکر کے دوران گیس کی اس سلگ کو اگلے زون پر قبضہ کرنے کے لیے اگلی سلگ کے ذریعے پائپ سے نیچے دھکیل دیا جائے گا۔ یہ "سلگ" جس حجم پر قبضہ کرتا ہے وہ تھروٹل پوزیشن اور انجن کی رفتار کے مطابق مسلسل مختلف ہوتا ہے۔ یہ صرف لہر توانائی ہی ہے جو ایک ہی چکر کے دوران پورے پائپ کو عبور کرتی ہے۔ کسی خاص چکر کے دوران پائپ سے نکلنے والی اصل گیس دو یا تین چکر پہلے بنائی گئی تھی۔ یہی وجہ ہے کہ دو اسٹروک انجنوں پر ایگزاسٹ گیس کا نمونہ ایگزاسٹ پورٹ میں ایک خاص والو کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ سٹنگر سے باہر نکلنے والی گیس کا بہت زیادہ رہائشی وقت رہا ہے اور دوسرے چکروں سے گیس کے ساتھ ملنا تجزیہ میں غلطیوں کا سبب بنتا ہے۔ توسیعی چیمبروں میں تقریبا ہمیشہ موڑ اور منحنی خطوط ہوتے ہیں جو ان میں انجن بے کے اندر ان کے فٹ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے بنائے جاتے ہیں۔ موڑ کا سامنا کرتے وقت گیسیں اور لہریں ایک جیسے سلوک نہیں کرتی ہیں۔ لہریں عکاسی اور کروی تابکاری کے ذریعے سفر کرتی ہیں۔ موڑ لہر کی شکلوں کی تیز رفتار میں نقصان کا سبب بنتا ہے اور اس لیے غیر متوقع نقصانات سے بچنے کے لیے اسے کم سے کم رکھنا چاہیے۔ توسیعی چیمبرز کو ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال ہونے والے حسابات صرف بنیادی لہر کے اعمال کو مدنظر رکھتے ہیں۔ یہ عام طور پر کافی قریب ہوتا ہے لیکن ان پیچیدہ عوامل کی وجہ سے غلطیاں ہو سکتی ہیں۔ مزید دیکھیں کڈینسی اثر ٹیونڈ اخراج حوالہ جات دو اسٹروک انجن ٹیکنالوجی اخراج کے نظام