تین بنیادی سائز کے گروپ
پاور پر مبنی ڈیزل انجنوں کے تین بنیادی سائز کے گروپ ہیں - چھوٹے، درمیانے اور بڑے۔چھوٹے انجنوں کی پاور آؤٹ پٹ ویلیوز 16 کلو واٹ سے کم ہیں۔یہ عام طور پر تیار کردہ ڈیزل انجن کی قسم ہے۔یہ انجن آٹوموبائلز، ہلکے ٹرکوں، اور کچھ زرعی اور تعمیراتی ایپلی کیشنز میں اور چھوٹے اسٹیشنری الیکٹریکل پاور جنریٹرز (جیسے کہ خوشی کے دستکاری پر) اور مکینیکل ڈرائیوز کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔وہ عام طور پر ڈائریکٹ انجیکشن، ان لائن، چار یا چھ سلنڈر انجن ہوتے ہیں۔بہت سے لوگ آفٹر کولر سے ٹربو چارج ہوتے ہیں۔

درمیانے درجے کے انجنوں میں 188 سے 750 کلو واٹ، یا 252 سے 1,006 ہارس پاور تک کی طاقت ہوتی ہے۔ان انجنوں کی اکثریت ہیوی ڈیوٹی ٹرکوں میں استعمال ہوتی ہے۔یہ عام طور پر ڈائریکٹ انجیکشن، ان لائن، چھ سلنڈر ٹربو چارجڈ اور آفٹر کولڈ انجن ہوتے ہیں۔کچھ V-8 اور V-12 انجن بھی اس سائز کے گروپ سے تعلق رکھتے ہیں۔

بڑے ڈیزل انجنوں کی پاور ریٹنگ 750 کلو واٹ سے زیادہ ہوتی ہے۔یہ منفرد انجن میرین، لوکوموٹیو، اور مکینیکل ڈرائیو ایپلی کیشنز اور بجلی سے بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔زیادہ تر معاملات میں وہ ڈائریکٹ انجیکشن، ٹربو چارجڈ اور آفٹر کولڈ سسٹم ہوتے ہیں۔وہ کم از کم 500 انقلابات فی منٹ پر کام کر سکتے ہیں جب قابل اعتماد اور پائیداری اہم ہو۔

دو اسٹروک اور فور اسٹروک انجن
جیسا کہ پہلے بتایا گیا ہے، ڈیزل انجنوں کو دو یا چار اسٹروک سائیکل پر کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔عام چار اسٹروک سائیکل انجن میں، انٹیک اور ایگزاسٹ والوز اور فیول انجیکشن نوزل ​​سلنڈر ہیڈ میں واقع ہوتے ہیں (شکل دیکھیں)۔اکثر، دوہری والو کے انتظامات—دو انٹیک اور دو ایگزاسٹ والوز—کا استعمال کیا جاتا ہے۔
دو اسٹروک سائیکل کا استعمال انجن کے ڈیزائن میں ایک یا دونوں والوز کی ضرورت کو ختم کر سکتا ہے۔صفائی اور انٹیک ہوا عام طور پر سلنڈر لائنر میں بندرگاہوں کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔ایگزاسٹ یا تو سلنڈر ہیڈ میں واقع والوز کے ذریعے یا سلنڈر لائنر میں بندرگاہوں کے ذریعے ہو سکتا ہے۔ایگزاسٹ والوز کی ضرورت کے بجائے پورٹ ڈیزائن کا استعمال کرتے وقت انجن کی تعمیر کو آسان بنایا جاتا ہے۔

ڈیزل کے لیے ایندھن
پیٹرولیم مصنوعات جو عام طور پر ڈیزل انجنوں کے لیے ایندھن کے طور پر استعمال ہوتی ہیں وہ بھاری ہائیڈرو کاربن پر مشتمل کشید ہوتی ہیں، جن میں کم از کم 12 سے 16 کاربن ایٹم فی مالیکیول ہوتے ہیں۔پٹرول میں استعمال ہونے والے زیادہ غیر مستحکم حصوں کو ہٹانے کے بعد یہ بھاری کشید خام تیل سے لی جاتی ہے۔ان بھاری کشیدوں کے ابلتے پوائنٹس 177 سے 343 °C (351 سے 649 °F) تک ہوتے ہیں۔اس طرح، ان کے بخارات کا درجہ حرارت پٹرول کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے، جس میں فی مالیکیول کم کاربن ایٹم ہوتے ہیں۔

ایندھن میں پانی اور تلچھٹ انجن کے آپریشن کے لیے نقصان دہ ہو سکتے ہیں۔موثر انجیکشن سسٹم کے لیے صاف ایندھن ضروری ہے۔زیادہ کاربن کی باقیات والے ایندھن کو کم رفتار گھومنے والے انجنوں کے ذریعے بہترین طریقے سے سنبھالا جا سکتا ہے۔یہی ان لوگوں پر بھی لاگو ہوتا ہے جن میں راکھ اور سلفر کی مقدار زیادہ ہوتی ہے۔سیٹین نمبر، جو ایندھن کے اگنیشن کوالٹی کی وضاحت کرتا ہے، کا تعین ASTM D613 "ڈیزل فیول آئل کے سیٹین نمبر کے لیے معیاری ٹیسٹ کا طریقہ" کے ذریعے کیا جاتا ہے۔

ڈیزل انجنوں کی ترقی
ابتدائی کام
روڈولف ڈیزل، ایک جرمن انجینئر، نے اس انجن کا خیال پیش کیا جو اب اس کا نام رکھتا ہے جب اس نے اوٹو انجن (پہلا فور اسٹروک سائیکل انجن، جو 19ویں صدی کے جرمن انجینئر نے بنایا تھا) کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے ایک آلہ تلاش کیا تھا۔ نکولس اوٹو)۔ڈیزل نے محسوس کیا کہ پٹرول انجن کے برقی اگنیشن کے عمل کو ختم کیا جا سکتا ہے اگر، پسٹن-سلنڈر ڈیوائس کے کمپریشن اسٹروک کے دوران، کمپریشن ہوا کو کسی دیئے گئے ایندھن کے آٹو اگنیشن درجہ حرارت سے زیادہ درجہ حرارت پر گرم کر سکتا ہے۔ڈیزل نے اپنے 1892 اور 1893 کے پیٹنٹ میں اس طرح کے سائیکل کی تجویز پیش کی۔
اصل میں، یا تو پاؤڈر کوئلہ یا مائع پٹرولیم کو ایندھن کے طور پر تجویز کیا گیا تھا۔ڈیزل نے پاؤڈر کوئلہ دیکھا، جو سار کوئلے کی کانوں کا ایک ضمنی پروڈکٹ ہے، آسانی سے دستیاب ایندھن کے طور پر۔انجن سلنڈر میں کوئلے کی دھول داخل کرنے کے لیے کمپریسڈ ہوا کا استعمال کیا جانا تھا۔تاہم، کوئلے کے انجیکشن کی شرح کو کنٹرول کرنا مشکل تھا، اور تجرباتی انجن کے دھماکے سے تباہ ہونے کے بعد، ڈیزل مائع پیٹرولیم میں تبدیل ہوگیا۔وہ کمپریسڈ ہوا کے ساتھ ایندھن کو انجن میں داخل کرتا رہا۔
ڈیزل کے پیٹنٹ پر بنایا گیا پہلا کمرشل انجن سینٹ لوئس، Mo. میں ایڈولفس بوش نے نصب کیا تھا، جو ایک شراب بنانے والا تھا جس نے میونخ میں ایک نمائش میں اسے ڈسپلے پر دیکھا تھا اور اس نے انجن کی تیاری اور فروخت کے لیے ڈیزل سے لائسنس خریدا تھا۔ ریاستہائے متحدہ اور کینیڈا میں۔یہ انجن برسوں تک کامیابی سے چلتا رہا اور یہ Busch-Sulzer انجن کا پیش خیمہ تھا جس نے پہلی جنگ عظیم میں امریکی بحریہ کی بہت سی آبدوزوں کو طاقت بخشی۔ اسی مقصد کے لیے استعمال ہونے والا ایک اور ڈیزل انجن نیلسیکو تھا جسے نیو لندن شپ اینڈ انجن کمپنی نے بنایا تھا۔ Groton، Conn میں

ڈیزل انجن پہلی جنگ عظیم کے دوران آبدوزوں کے لیے بنیادی پاور پلانٹ بن گیا۔ یہ نہ صرف ایندھن کے استعمال میں کفایتی تھا بلکہ جنگ کے وقت کے حالات میں بھی قابل اعتماد ثابت ہوا۔ڈیزل ایندھن، پٹرول سے کم اتار چڑھاؤ والا، زیادہ محفوظ طریقے سے ذخیرہ اور ہینڈل کیا گیا تھا۔
جنگ کے اختتام پر ڈیزل چلانے والے بہت سے لوگ امن کے وقت کی نوکریوں کی تلاش میں تھے۔مینوفیکچررز نے ڈیزل کو امن کے وقت کی معیشت کے لیے ڈھالنا شروع کیا۔ایک ترمیم نام نہاد سیمی ڈیزل کی ترقی تھی جو کم کمپریشن پریشر پر دو اسٹروک سائیکل پر چلتی ہے اور ایندھن کے چارج کو بھڑکانے کے لیے گرم بلب یا ٹیوب کا استعمال کرتی ہے۔ان تبدیلیوں کے نتیجے میں انجن کی تعمیر اور دیکھ بھال کم مہنگی ہوئی۔

فیول انجیکشن ٹیکنالوجی
مکمل ڈیزل کی ایک قابل اعتراض خصوصیت ہائی پریشر، انجیکشن ایئر کمپریسر کی ضرورت تھی۔ایئر کمپریسر کو چلانے کے لیے نہ صرف توانائی کی ضرورت تھی، بلکہ ایک ریفریجریشن اثر جس سے اگنیشن میں تاخیر ہوتی ہے جب کمپریسڈ ہوا، عام طور پر 6.9 میگاپاسکلز (1000 پاؤنڈ فی مربع انچ) پر اچانک سلنڈر میں پھیل جاتی ہے، جو تقریباً 3.4 کے دباؤ پر تھا۔ 4 میگاپاسکلز تک (493 سے 580 پاؤنڈ فی مربع انچ)۔ڈیزل کو ہائی پریشر ہوا کی ضرورت تھی جس کے ساتھ سلنڈر میں پاؤڈر کوئلہ داخل کیا جا سکتا تھا۔جب مائع پیٹرولیم نے پاؤڈر کوئلے کو ایندھن کے طور پر تبدیل کیا، تو ہائی پریشر ایئر کمپریسر کی جگہ لینے کے لیے ایک پمپ بنایا جا سکتا ہے۔

پمپ استعمال کرنے کے کئی طریقے تھے۔انگلینڈ میں وِکرز کمپنی نے عام ریل کا طریقہ استعمال کیا، جس میں پمپ کی بیٹری ہر سلنڈر کے ساتھ انجن کی لمبائی کے ساتھ چلنے والے پائپ میں ایندھن کو دباؤ میں رکھتی ہے۔اس ریل (یا پائپ) ایندھن کی سپلائی لائن سے، انجیکشن والوز کی ایک سیریز نے ہر سلنڈر پر فیول چارج کو اس کے چکر میں صحیح مقام پر داخل کیا۔ایک اور طریقہ میں کیم سے چلنے والے جرک، یا پلنگر قسم کے پمپ استعمال کیے جاتے ہیں تاکہ ہر سلنڈر کے انجیکشن والو کو وقتی طور پر زیادہ دباؤ کے تحت صحیح وقت پر ایندھن پہنچایا جا سکے۔

انجیکشن ایئر کمپریسر کا خاتمہ صحیح سمت میں ایک قدم تھا، لیکن ابھی ایک اور مسئلہ حل ہونا باقی تھا: انجن کے اخراج میں دھواں کی ضرورت سے زیادہ مقدار موجود تھی، یہاں تک کہ آؤٹ پٹ پر بھی انجن کی ہارس پاور کی درجہ بندی کے اندر اور اس کے باوجود سلنڈر میں اتنی ہوا تھی کہ ایندھن کے چارج کو جلانے کے لیے بغیر رنگ کے ایگزاسٹ کو چھوڑے جو عام طور پر اوورلوڈ کی نشاندہی کرتا ہے۔انجینئرز کو آخرکار احساس ہوا کہ مسئلہ یہ تھا کہ انجن کے سلنڈر میں پھٹنے والی ہائی پریشر انجیکشن ہوا نے فیول چارج کو متبادل مکینیکل فیول نوزلز کے مقابلے میں زیادہ مؤثر طریقے سے پھیلا دیا تھا، جس کا نتیجہ یہ ہوا کہ ایئر کمپریسر کے بغیر ایندھن کو خارج کرنا پڑا۔ دہن کے عمل کو مکمل کرنے کے لیے آکسیجن کے ایٹموں کو تلاش کریں، اور چونکہ آکسیجن ہوا کا صرف 20 فیصد حصہ بناتی ہے، اس لیے ایندھن کے ہر ایٹم کو آکسیجن کے ایٹم کا سامنا کرنے کے پانچ میں سے صرف ایک موقع ملا۔نتیجہ ایندھن کا غلط جلانا تھا۔

ایندھن کے انجیکشن نوزل ​​کے معمول کے ڈیزائن نے سلنڈر میں ایندھن کو شنک سپرے کی شکل میں متعارف کرایا، جس میں بخارات کسی ندی یا جیٹ کے بجائے نوزل ​​سے نکلتے ہیں۔ایندھن کو زیادہ اچھی طرح سے پھیلانے کے لیے بہت کم کام کیا جا سکتا ہے۔بہتر مکسنگ کو ہوا میں اضافی حرکت دے کر پورا کرنا پڑتا ہے، زیادہ تر عام طور پر انڈکشن سے پیدا ہونے والی ہوا کی گردش یا ہوا کی ریڈیل حرکت، جسے اسکویش کہتے ہیں، یا دونوں، پسٹن کے بیرونی کنارے سے مرکز کی طرف۔اس گھماؤ اور اسکویش کو بنانے کے لیے مختلف طریقے استعمال کیے گئے ہیں۔بہترین نتائج بظاہر اس وقت حاصل ہوتے ہیں جب ہوا کا چکر ایندھن کے انجیکشن کی شرح سے قطعی تعلق رکھتا ہے۔سلنڈر کے اندر ہوا کا موثر استعمال ایک گردشی رفتار کا مطالبہ کرتا ہے جس کی وجہ سے پھنسی ہوا انجیکشن کی مدت کے دوران مسلسل ایک سپرے سے دوسرے سپرے میں منتقل ہوتی ہے، بغیر سائیکلوں کے درمیان انتہائی کمی کے۔