ایگزاسٹ سسٹم کی بنیادی باتیں: صرف آواز کو کم کرنے سے آگے

آئسوزٹ سسٹم کے بنیادی افعال

کیٹالیٹک تبدیلی کے ذریعے اخراجات کا کنٹرول

آئسوزٹ سسٹمز یہ کام زہریلی گیسیں کو فضا میں جانے سے پہلے کم خطرناک شکل میں تبدیل کرنے کا ہوتا ہے۔ زیادہ تر گاڑیوں کے اندر ایک کیٹالیٹک کنورٹر موجود ہوتا ہے جو پلاٹینم، پیلیڈیئم اور رھوڈیئم جیسے قیمتی دھاتوں سے بھرا ہوا ہوتا ہے۔ یہ مواد کاربن مونو آکسائیڈ کو عام کاربن ڈائی آکسائیڈ میں تبدیل کرنے اور باقی رہ جانے والے ایندھن کے ذرات کو پانی کے آئیں اور اضافی CO2 میں تبدیل کرنے میں مدد دیتے ہیں۔ آج کے سڑکوں پر چلنے والے نئے ماڈلز آلودگی کو تقریباً 90 فیصد تک کم کر دیتے ہیں، جو یورو 6 معیارات جیسے ضوابط کے تناظر میں کافی قابلِ ذکر بات ہے۔ جب حکومتوں نے سخت اخراج کی حدود کو نافذ کرنا شروع کیا تو گاڑیوں کے سازندہ کمپنیوں کے لیے ان پیچیدہ، کئی مرحلوں پر مشتمل کنورٹرز کو تیار کرنا ناگزیر ہو گیا۔ اور یہ بھی نہ بھولیں کہ اگر کوئی شخص اپنی گاڑی کی دیکھ بھال کا شیڈول نظرانداز کر دے تو کیا ہوتا ہے۔ تحقیقات سے پتہ چلتا ہے کہ غیر مناسب دیکھ بھال سے ان کنورٹرز کی مؤثری تقریباً آدھی تک کم ہو سکتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ ہماری فضا میں زیادہ آلودگی پھیلتی ہے اور وہ ڈرائیور جو اخراج کے ٹیسٹ میں ناکام ہو جاتے ہیں، ان پر جرمانہ عائد ہو سکتا ہے۔

کاربن مونو آکسائیڈ کی حفاظت اور حرارتی انتظام

یہ سسٹم کیبن علاقے میں مہلک کاربن مونو آکسائیڈ کے داخل ہونے کو روکنے میں انتہائی اہم کردار ادا کرتا ہے۔ ایگزاسٹ منی فولڈز بہت زیادہ گرم ہوتے ہیں — کبھی کبھار 1,400 ڈگری فارن ہائیٹ یا تقریباً 760 سیلسیئس سے بھی زیادہ — اس لیے انہیں اس گرمی کو نقصان پہنچانے والے اجزاء سے دور منتقل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہیں پر حرارتی شیلڈز کام آتی ہیں۔ یہ شدید تابکاری کو واپس ہٹا کر ایندھن کی لائنز، بجلی کے تاروں اور گاڑی کے نیچے موجود مختلف مواد جیسی اہم چیزوں کے تحفظ کو یقینی بناتی ہیں۔ دم نالیوں (ٹیل پائپس) کی جگہ بھی اہم ہوتی ہے۔ جب انہیں مناسب طریقے سے لگایا جاتا ہے تو ایگزاسٹ گیسیں نیچے اور پیچھے کی طرف جاتی ہیں، نہ کہ مسافروں کے علاقے میں داخل ہوتی ہیں۔ اس ترتیب کے ذریعے کیبن کے اندر کاربن مونو آکسائیڈ کی سطح 0.1 فیصد سے کم رہتی ہے، جو صنعتی حفاظتی معیارات کے مطابق خطرناک سطح 1.28 فیصد سے کافی کم ہے جو تمام افراد کے لیے قابلِ عمل ہے۔

آکسیجن سینسر کی فیڈ بیک اور ایندھن کی کارکردگی کو بہتر بنانا

آج کے زیادہ تر کاروں میں پائے جانے والے آکسیجن سینسرز کیٹالیٹک کنورٹر کے دونوں طرف، یعنی اس کے پہلے اور بعد میں لگے ہوتے ہیں، اور وہ مسلسل اگلست سسٹم کے اندر کی صورتحال کو چیک کرتے رہتے ہیں۔ ان سینسرز کا کام گاڑی کے کمپیوٹر دماغ، جسے ہم مختصراً ECU کہتے ہیں، کو معلومات واپس بھیجنا ہوتا ہے۔ اس فیڈبیک کی بنیاد پر ECU انجن میں ہوا اور ایندھن کے درمیان ملنے والی مقدار کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔ آیدہ مکس ہوتا ہے جب تقریباً 14.7 حصے ہوا اور 1 حصہ ایندھن ہو۔ جب سب کچھ صحیح طریقے سے کام کر رہا ہوتا ہے تو اچھے آکسیجن سینسرز والی گاڑیاں، ان گاڑیوں کے مقابلے میں جن میں یہ سینسرز وقتاً فوقتاً خراب ہونے لگے ہوں، ایندھن کے استعمال میں تقریباً 15 فیصد کی بچت کر سکتی ہیں۔ اور یہ صرف پمپ پر رقم بچانے تک محدود نہیں ہے۔ ہوا اور ایندھن کے درمیان درست تناسب برقرار رکھنا یہ یقینی بناتا ہے کہ انجن سے کم مضر گیسیں خارج ہوں۔ یہ خاص طور پر ڈیزل انجنوں کے لیے بہت اہم ہے کیونکہ اس سے مہنگے ذراتی فلٹرز میں سوٹ کی تعمیر روکی جاتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ وہ تبدیلی کے درمیان لمبے عرصے تک چلتے ہیں۔

اگلست سسٹم کا انجن کی کارکردگی پر اثر

پیچھے کا دباؤ، پلس سکیونجنگ، اور بہاؤ کی حرکیات

آواز کے نکلنے کے طریقہ کار کا انجن کی کارکردگی پر بڑا اثر پڑتا ہے، جس کی بنیادی وجہ تین متعلقہ عوامل ہیں۔ سب سے پہلا عامل 'بیک پریشر' ہے، جو درحقیقت آواز کے گیسوں کے مقابلے کے وقت پیدا ہونے والے دباؤ کو ظاہر کرتا ہے۔ اگر یہاں زیادہ رکاوٹ موجود ہو تو حجمی کارکردگی تقریباً 15 فیصد تک کم ہو سکتی ہے۔ اس کے نتیجے میں سلنڈرز میں مکمل طور پر جلے ہوئے گیسیں باقی رہ جاتی ہیں، جو نئے اور تازہ ایندھن کے مرکب کے داخل ہونے میں خلل ڈال دیتی ہیں۔ دوسری طرف، 'پلس سکیونجنگ' نامی ایک طریقہ واقعی آواز کے دباؤ کی لہروں کو استعمال کرتا ہے تاکہ سلنڈرز میں مزید ہوا اور ایندھن کو اندر کھینچا جا سکے۔ اگر اس طریقہ کو مناسب طریقے سے سیٹ اپ کیا جائے تو یہ سلنڈر کو بھرنے کی صلاحیت میں تقریباً 8 سے 12 فیصد تک اضافہ کر سکتا ہے۔ آواز کے گیسوں کی حرکت کی رفتار بھی اہم ہوتی ہے۔ اگر پائپ بہت بڑے ہوں تو گیس کے بہاؤ کی رفتار کم ہو جاتی ہے، جس کی وجہ سے کم RPMs پر ٹارک کم ہو جاتا ہے۔ لیکن اگر پائپ بہت چھوٹے ہوں تو وہ اُچھے RPMs کے حدود میں طاقت کو روک دیتے ہیں۔ اسی لیے بہت سے کارکردگی بہتر بنانے والے دکاندار اپنے آواز کے نظام کے لیے منڈرل بینٹ ٹیوبنگ کو ترجیح دیتے ہیں۔ یہ ٹیوبیں موڑوں کے دوران بھی اپنے اندر کا مستقل قطر برقرار رکھتی ہیں، جس کی وجہ سے گیسوں کے گزرنے کے دوران کم ٹربولنس پیدا ہوتی ہے۔ صرف اس ٹربولنس کے کم ہونے سے ہی 3 سے 5 فیصد تک کی ہارس پاور کے نقصان کو بچایا جا سکتا ہے۔

اہم اجزاء کے کارکردگی پر اثرات: ہیڈرز، ڈاؤن پائپس، اور کیٹس

جب کارکردگی کو بہتر بنانے کی بات کی جائے تو، ہر اہم حصہ کا اپنا اپنا کام ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، ہیڈرز کا ذکر کیا جائے تو وہ عموماً ان تنگ کاسٹ آئرن منی فولڈز کو ایکساکٹ لمبائی کے ٹیوبز سے تبدیل کر دیتے ہیں۔ اس سے ایک عمل کو جسے 'پلس سکیونجنگ' کہا جاتا ہے، میں مدد ملتی ہے۔ لمبے ٹیوب ہیڈرز عام طور پر نچلی رفتار (لو اینڈ) پر ٹارک کو تقریباً 10 سے 15 فیصد تک بہتر بناتے ہیں، جبکہ چھوٹے ٹیوب ہیڈرز زیادہ RPMs پر زیادہ سے زیادہ ہارس پاور حاصل کرنے پر مرکوز ہوتے ہیں۔ ٹربو چارجڈ انجن کے لیے، ڈاؤن پائپس ٹربائن کے بعد کے عمل کو کنٹرول کرتے ہیں۔ اچھے معیار کے ڈاؤن پائپس واپسی کے دباؤ (بیک پریشر) کو تقریباً 20 سے 30 فیصد تک کم کر دیتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ گاڑی کو تیز کرتے وقت ٹربو لیگ کم ہو جاتا ہے۔ تاہم، کیٹالیٹک کنورٹرز کا معاملہ کچھ مشکل ہوتا ہے۔ فیکٹری میں نصب کردہ کنورٹرز ہوا کے بہاؤ کو کافی حد تک روکتے ہیں، لیکن دھاتی سبسٹریٹس سے بنے ہائی پرفارمنس کے اختیارات بھی موجود ہیں جو اب بھی اخراج کے معیارات کے 95 فیصد سے زیادہ کو پورا کرتے ہیں اور ہوا کے بہاؤ کو 35 فیصد آسان بناتے ہیں۔ ان تمام اجزاء کو درست طریقے سے اکٹھا کرنا طاقت کو تقریباً 5 سے 10 فیصد تک بڑھا سکتا ہے، بغیر کسی چیز کو خراب کیے یا اخراج کے ٹیسٹ میں ناکام ہوئے، البتہ نتائج ان تمام اجزاء کے باہمی مطابقت اور منسلکت پر منحصر ہوں گے۔

آئسہاسٹ سسٹم کی تعمیرات: مینی فولڈ سے ٹیل پائپ تک

عملی سلسلہ اور مواد کے انتخاب کے درمیان موازنہ

جدید اگزاسٹ سسٹم ایک مخصوص آپریشنز کے ترتیب کے مطابق کام کرتا ہے۔ اگزاسٹ منی فولڈ سے شروع کرتے ہوئے، یا کبھی کبھار ٹربو سیٹ اپس کے معاملے میں 'انٹیگریٹڈ ٹربائن ہاؤسنگ' کے نام سے جانا جاتا ہے، یہ حصہ انجن کے سلنڈرز سے نکلنے والی تمام گرم احتراق کی گیسیں جمع کرتا ہے۔ یہاں سب سے اہم بات یہ ہے کہ یہ انتہائی حرارت—جس کا درجہ حرارت اکثر 1400 ڈگری فارن ہائٹ سے زیادہ ہوتا ہے—کو کتنی اچھی طرح برداشت کرتا ہے، جبکہ بیک پریشر کو کم رکھتا ہے، کیونکہ زیادہ مقاومت انجن کی کارکردگی کو شدید طور پر متاثر کر سکتی ہے، جس سے شاید کارکردگی تقریباً 15 فیصد تک کم ہو سکتی ہے۔ منی فولڈ کے علاقے سے نکلنے کے بعد، یہ گیسیں کچھ پائپوں کے ذریعے گزرتی ہیں اور پھر کیٹالیٹک کنورٹر تک پہنچتی ہیں جہاں انہیں اخراج کنٹرول کے لیے صاف کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد وہ مفلر سے گزرتی ہیں جو بالکل وہی کام کرتا ہے جو ہم اس سے اُمید کرتے ہیں—آواز کے سطح کو کم کرنا۔ آخرکار، تمام گیسیں گاڑی کے پیچھے کی طرف نصب ٹیل پائپ کے ذریعے باہر خارج ہو جاتی ہیں۔

مواد کا انتخاب کرنا ہمیشہ بہترین کارکردگی اور بجٹ کے درمیان سخت فیصلوں کا مطلب ہوتا ہے۔ کاسٹ آئرن درجہ حرارت میں تبدیلی کے دوران استحکام برقرار رکھنے کے لیے بہترین ہے، لیکن یہ یقینی طور پر وزن میں اضافہ کرتا ہے۔ سٹین لیس سٹیل؟ اچھا، یہ زنگ لگنے کے خلاف زیادہ مؤثر ہے، حرارت کو بہتر طریقے سے برداشت کرتا ہے، اور مجموعی طور پر لمبی عمر کا حامل ہوتا ہے، لیکن لوگ ان خصوصیات کے لیے اعلیٰ قیمت ادا کرتے ہیں۔ آج کل، بہت سے کارکردگی کے سیٹ اپ ٹیوبولر ہیڈرز کا انتخاب کر رہے ہیں جن کی لمبائیوں کو خاص طور پر آوازی اور حرارتی دونوں اعتبار سے ایڈجسٹ کیا گیا ہے تاکہ زیادہ سے زیادہ پلس سکیونجنگ کا اثر حاصل کیا جا سکے۔ اس کا نقص؟ پتلی گیج والے ورژنز گرم ہونے اور ٹھنڈے ہونے کے بار بار چکروں کے بعد دراڑیں پیدا کر دیتے ہیں۔ تھرمل بیریئر کوٹنگز انجن کے کمپارٹمنٹ کو آپریشن کے دوران کم درجہ حرارت پر رکھنے میں مدد دیتی ہیں، جو قریبی اجزاء کے لیے بہترین خبر ہے۔ تاہم، ان کوٹنگز کی وجہ سے صنعت کار عام طور پر اپنے تیاری کے اخراجات میں تقریباً 30 فیصد اضافہ دیکھتے ہیں۔ خاص طور پر ٹربو چارجڈ انجنوں کے معاملے میں، انجینئرز نکل الائی کے ایکیویٹڈ منیفولڈز کی طرف رجوع کرتے ہیں جو 1800 ڈگری فارن ہائیٹ تک کے اگلست ٹیمپریچر کو برداشت کر سکتے ہیں۔ اس ڈیزائن کا انتخاب تمام تنگی بھرے فلنجز کنکشنز کو ختم کر دیتا ہے اور اگلست گیس کو کمبشن کمرے سے شروع ہو کر ٹربائن تک بے رکاوٹ راستہ فراہم کرتا ہے۔