"રોટરી એન્જિન"
2021-08-27
એન્જીન જે આપણે ઘણીવાર પિસ્ટન રીસીપ્રોકેટીંગ મોશનના રૂપમાં જોઈએ છીએ, એટલે કે, પિસ્ટન સિલિન્ડરમાં રેસીપ્રોકેટીંગ લીનિયર ગતિ કરે છે અને પિસ્ટનની રેખીય ગતિ ક્રેન્કશાફ્ટ દ્વારા ક્રેન્કશાફ્ટના પરિભ્રમણમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જ્યારે રોટરી એન્જિનમાં આ રૂપાંતરણ પ્રક્રિયા નથી, તે પિસ્ટન દ્વારા થાય છે સિલિન્ડરમાં પરિભ્રમણ એન્જિનના મુખ્ય શાફ્ટને ચલાવે છે (એટલે કે, સામાન્ય એન્જિનની ક્રેન્કશાફ્ટ, કારણ કે તે વક્ર નથી, તેને હવે ક્રેન્કશાફ્ટ કહેવામાં આવતું નથી), તેથી બંને વચ્ચે મોટો તફાવત છે.
A. ઇન્ટેક સ્ટ્રોક: ટોપ ડેડ સેન્ટરથી બોટમ ડેડ સેન્ટર તરફ પિસ્ટનની હિલચાલની પ્રક્રિયાને ઇન્ટેક સ્ટ્રોક (ક્રેન્કશાફ્ટ રોટેશન એંગલ 0~180°) કહેવામાં આવે છે. આ સ્ટ્રોકમાં, ઇન્ટેક વાલ્વ ખુલે છે, એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ બંધ થાય છે અને એર ચેમ્બર વાતાવરણ સાથે વાતચીત કરે છે. વાતાવરણીય દબાણ તેલ અને ગેસનું મિશ્રણ દાખલ કરે છે, અને સેવનના અંતે સિલિન્ડરમાં દબાણ લગભગ 0.075~0.09MPa છે.
B. કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક: બોટમ ડેડ સેન્ટરથી ટોપ ડેડ સેન્ટર તરફ પિસ્ટનની હિલચાલની પ્રક્રિયાને કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક કહેવાય છે (ક્રેન્કશાફ્ટ રોટેશન એંગલ 180°~360° છે). આ સ્ટ્રોકમાં, ઇન્ટેક અને એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ સંપૂર્ણપણે બંધ થઈ જાય છે, અને એર ચેમ્બરમાં તેલ અને ગેસના મિશ્રણનું દબાણ ધીમે ધીમે વધે છે. કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોકના અંતે એર ચેમ્બરમાં દબાણ લગભગ 0.6 થી 1.2 MPa છે.
C. પાવર સ્ટ્રોક: ટોચના ડેડ સેન્ટરથી બોટમ ડેડ સેન્ટર તરફ પિસ્ટનની હિલચાલની પ્રક્રિયાને પાવર સ્ટ્રોક કહેવામાં આવે છે (ક્રેન્કશાફ્ટ રોટેશન એંગલ 360°~540°). આ સ્ટ્રોકમાં, ઇન્ટેક અને એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ સંપૂર્ણપણે બંધ હોય છે, અને જ્યારે પિસ્ટન ટોચની ડેડ સેન્ટર પોઝિશન પર હોય ત્યારે સ્પાર્ક પ્લગ કૂદી જાય છે. અગ્નિ તેલ અને ગેસના મિશ્રણને સળગાવે છે જેથી સિલિન્ડરમાં દબાણ ઝડપથી વધે (3~5MPa સુધી), પિસ્ટનને ક્રેન્કશાફ્ટ તરફ જવા માટે દબાણ કરો, દબાણ ધીમે ધીમે ઘટે છે અને એર ચેમ્બરમાં દબાણ લગભગ 0.3~ છે. પાવર સ્ટ્રોકના અંતે 0.5MPa.
D. એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક: બોટમ ડેડ સેન્ટરથી ટોપ ડેડ સેન્ટર તરફ પિસ્ટનની હિલચાલની પ્રક્રિયાને એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક (ક્રેન્કશાફ્ટ રોટેશન એંગલ 540°~720°) કહેવામાં આવે છે. આ સ્ટ્રોકમાં, ઇન્ટેક વાલ્વ બંધ થાય છે, એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ ખોલવામાં આવે છે, અને પિસ્ટન કમ્બશનને દબાણ કરવા માટે ઉપર તરફ જાય છે. એર ચેમ્બરમાંથી એક્ઝોસ્ટ ગેસ છોડવામાં આવે છે, અને સ્ટ્રોકના અંતે એર ચેમ્બરમાં હવાનું દબાણ લગભગ 0.105~0.115 MPa છે. સ્ટ્રોકનો અંત પણ એન્જિનના કાર્ય ચક્રના અંતને ચિહ્નિત કરે છે.
નીચેનો આંકડો રોટરી એન્જિનના દરેક સ્ટ્રોક અને રિસિપ્રોકેટિંગ એન્જિનની સરખામણી બતાવે છે (આકૃતિમાં બે એર હોલ્સની ડાબી બાજુ ઇન્ટેક છે અને જમણી બાજુ એક્ઝોસ્ટ છે). રોટરી એન્જીન રેસીપ્રોકેટીંગ ફોર સ્ટ્રોક એન્જીન જેવું જ છે. કમ્પ્રેશન, વર્ક અને એક્ઝોસ્ટ ચાર સ્ટ્રોકથી બનેલા છે. ત્રિકોણાકાર રોટરની વક્ર સપાટી BC અને સિલિન્ડર પ્રોફાઇલ વચ્ચે બનેલી કાર્યકારી પોલાણ (BC વર્કિંગ કેવિટી) ને રોટરી એન્જિનના ચાર-સ્ટ્રોક કાર્ય સિદ્ધાંતને સમજાવવા માટે ઉદાહરણ તરીકે લેવામાં આવે છે.
ઇન્ટેક સ્ટ્રોક: જ્યારે ત્રિકોણાકાર રોટરનો ખૂણો C ઇનટેક હોલની જમણી ધાર તરફ વળે છે, ત્યારે BC વર્કિંગ ચેમ્બર હવા લેવાનું શરૂ કરે છે. પોઝિશન a પર, ઇન્ટેક અને એક્ઝોસ્ટ છિદ્રો જોડાયેલા હોય છે, અને ઇન્ટેક અને એક્ઝોસ્ટ ઓવરલેપ થાય છે. આ BC વર્કિંગ ચેમ્બરનું સૌથી નાનું વોલ્યુમ છે, જે રિસિપ્રોકેટિંગ એન્જિનના ટોચના ડેડ સેન્ટર પોઝિશનની સમકક્ષ છે. જેમ જેમ રોટર ફેરવવાનું ચાલુ રાખે છે તેમ, BC વર્કિંગ ચેમ્બરનું વોલ્યુમ ધીમે ધીમે વધે છે, અને જ્વલનશીલ મિશ્રણ સતત સિલિન્ડરમાં ખેંચાય છે. જ્યારે રોટર 90° ફરે છે (મુખ્ય શાફ્ટ 270° ફરે છે, રોટરી એન્જિનમાં રોટરનો મુખ્ય શાફ્ટ સ્પીડનો ગુણોત્તર 1:3 છે, જે મેશિંગ ગિયર્સ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે) સ્થાન b પર પહોંચે છે, BC નું વોલ્યુમ વર્કિંગ ચેમ્બર મહત્તમ સુધી પહોંચે છે, જે રેસીપ્રોકેટીંગ એન્જિનના નીચલા ભાગની સમકક્ષ છે ડેડ સેન્ટર પોઝિશન પર, ઇન્ટેક સ્ટ્રોક સમાપ્ત થાય છે.
કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક: જેમ જેમ ત્રિકોણાકાર રોટર ફેરવવાનું ચાલુ રાખે છે, કોર્નર ટોપ B ઇનલેટ હોલની ડાબી ધારને પાર કરે છે, અને કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક શરૂ થાય છે, BC વર્કિંગ ચેમ્બરનું વોલ્યુમ ધીમે ધીમે ઘટતું જાય છે, અને દબાણ મોટું અને મોટું થાય છે. જ્યારે તે c પોઝિશન પર પહોંચે છે, ત્યારે રોટર 180° ફરે છે (મુખ્ય શાફ્ટ 540° ફરે છે), BC વર્કિંગ ચેમ્બર વોલ્યુમ ન્યૂનતમ સુધી પહોંચે છે, જે રિસિપ્રોકેટિંગ એન્જિનની ટોચની ડેડ સેન્ટર પોઝિશનની સમકક્ષ હોય છે, અને કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક સમાપ્ત થાય છે.
વર્ક સ્ટ્રોક: કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોકના અંતે, સ્પાર્ક પ્લગ ચમકે છે, ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ દબાણનો ગેસ ત્રિકોણાકાર પિસ્ટનને ફેરવવાનું ચાલુ રાખવા દબાણ કરે છે, અને BC વર્કિંગ ચેમ્બરનું વોલ્યુમ ધીમે ધીમે વધે છે. જ્યારે ખૂણો C એક્ઝોસ્ટ હોલની જમણી કિનારે પહોંચે છે, d પોઝિશન પર, રોટર 270° (સ્પિન્ડલ રોટેશન 810°) ફરે છે, BC વર્કિંગ ચેમ્બરનું વોલ્યુમ મહત્તમ સુધી પહોંચે છે, જે નીચેની ડેડ સેન્ટર પોઝિશનની સમકક્ષ છે. પારસ્પરિક એન્જિન, અને પાવર સ્ટ્રોક સમાપ્ત થાય છે.
એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક: જ્યારે ત્રિકોણ રોટર એંગલ C એક્ઝોસ્ટ હોલની જમણી બાજુએ વળે છે, ત્યારે એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક શરૂ થાય છે, અને અંતે ત્રિકોણ રોટર a પોઝિશન પર પાછા ફરે છે, એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક સમાપ્ત થાય છે, રોટર 360° ફરે છે (મુખ્ય શાફ્ટ ત્રણ ફરે છે. વખત), અને એક કાર્ય ચક્ર સમાપ્ત થાય છે. તે જ સમયે, CA કાર્યકારી પોલાણ અને AB કાર્યકારી પોલાણ પણ અનુક્રમે કાર્ય ચક્ર પૂર્ણ કરે છે.
● એન્જિન કમ્પોઝિશનની સરખામણી:
રોટરી એન્જિન: બોડી ગ્રુપ, વાલ્વ ટ્રેન, સપ્લાય સિસ્ટમ, ઇગ્નીશન સિસ્ટમ, કૂલિંગ સિસ્ટમ, લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ, સ્ટાર્ટિંગ સિસ્ટમ
રિસિપ્રોકેટિંગ પિસ્ટન એન્જિન: બોડી સેટ, ક્રેન્ક કનેક્ટિંગ રોડ મિકેનિઝમ, વાલ્વ ટ્રેન, સપ્લાય સિસ્ટમ, ઇગ્નીશન સિસ્ટમ, કૂલિંગ સિસ્ટમ, લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ, સ્ટાર્ટિંગ સિસ્ટમ
● બે એન્જિનના ફાયદા અને ગેરફાયદા:
◆ પારસ્પરિક એન્જિન:
લાભ:
1. ઉત્પાદન ટેકનોલોજી પરિપક્વ છે. તે 120 વર્ષથી વધુ સમયથી જન્મે છે. વિવિધ તકનીકોમાં સતત સુધારો કરવામાં આવ્યો છે. તે વિશ્વમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું આંતરિક કમ્બશન એન્જિન છે અને તેની જાળવણી અને સમારકામનો ખર્ચ ઓછો છે.
2. ભરોસાપાત્ર કાર્ય, સારી હવાની ચુસ્તતા અને પાવર ટ્રાન્સમિશન વિશ્વસનીયતા.
3. સારું ઇંધણ અર્થતંત્ર.
ખામી
1. જટિલ માળખું, મોટી માત્રા અને ભારે વજન.
2. ક્રેન્ક કનેક્ટિંગ રોડ મિકેનિઝમમાં પિસ્ટનની પરસ્પર ગતિને કારણે થતી જડતાની પરસ્પર જડતા બળ અને ક્ષણ સંપૂર્ણપણે સંતુલિત થઈ શકતી નથી. આ જડતા બળની તીવ્રતા ઝડપના ચોરસના પ્રમાણમાં છે, જે એન્જિનના ચાલવાની સરળતા ઘટાડે છે અને હાઇ-સ્પીડ એન્જિનના વિકાસને પ્રતિબંધિત કરે છે.
3. ફોર-સ્ટ્રોક રીસીપ્રોકેટીંગ પિસ્ટન એન્જીનનો વર્કિંગ મોડ એ છે કે ચારમાંથી ત્રણ સ્ટ્રોક સંપૂર્ણપણે ફ્લાયવ્હીલ જડતા પરિભ્રમણ પર આધાર રાખે છે, એન્જિનનો પાવર અને ટોર્ક આઉટપુટ ખૂબ જ અસમાન છે, જો કે આધુનિક એન્જિનો મલ્ટિ-સિલિન્ડર અને વી. - આકારની ગોઠવણી. આ ખામીને ઓછી કરો, પરંતુ તેને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવી અશક્ય છે.
◆ રોટરી એન્જિન:
લાભ:
1. નાનું કદ અને ઓછું વજન, વાહનના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રને ઓછું કરવામાં સરળ. રોટરી એન્જિનમાં ક્રેન્ક કનેક્ટિંગ રોડ મિકેનિઝમ ન હોવાથી, એન્જિનની ઊંચાઈ ઘણી ઓછી થઈ જાય છે, અને તે જ સમયે વાહનનું ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર ઓછું થઈ જાય છે.
2. સરળ માળખું. રિસિપ્રોકેટિંગ પિસ્ટન એન્જિનની સરખામણીમાં, રોટરી એન્જિન ક્રેન્ક કનેક્ટિંગ રોડ મિકેનિઝમને ઘટાડે છે, જે ખૂબ જ સરળ એન્જિન મિકેનિઝમ અને ઓછા ભાગો તરફ દોરી જાય છે.
3. સમાન ટોર્ક લાક્ષણિકતાઓ. રોટરી એન્જિનના એક સિલિન્ડરમાં એક જ સમયે ત્રણ કાર્યકારી ચેમ્બર હોવાથી, ટોર્કનું આઉટપુટ રિસિપ્રોકેટિંગ પિસ્ટન એન્જિન કરતાં વધુ સમાન છે.
4. હાઇ-સ્પીડ એન્જિનના વિકાસ માટે અનુકૂળ, કારણ કે પિસ્ટન રોટર અને મુખ્ય શાફ્ટ સ્પીડ રેશિયો 1:3 છે, ઉચ્ચ એન્જિન ઝડપ હાંસલ કરવા માટે ઉચ્ચ પિસ્ટન ઝડપની જરૂર નથી.
ખામી
1. બળતણનો વપરાશ ઊંચો છે, અને એક્ઝોસ્ટ ઉત્સર્જન ધોરણને મળવું મુશ્કેલ છે. કારણ કે દરેક સિલિન્ડરમાં ત્રણ કાર્યકારી ચેમ્બર હોય છે, પિસ્ટન રોટરની દરેક ક્રાંતિ ત્રણ પાવર સ્ટ્રોકની સમકક્ષ હોય છે. 3000rpm અને રિસિપ્રોકેટિંગ પિસ્ટન એન્જિનની સરખામણીમાં, રિસિપ્રોકેટિંગ પિસ્ટન એન્જિન 750 વખત/મિનિટ સ્પ્રે કરે છે, અને રોટરી એન્જિન 1000rpm ની સ્પીડની સમકક્ષ છે, પરંતુ તેને 3000 વખત/મિનિટની જરૂર છે. તે જોઈ શકાય છે કે રોટરી એન્જિનનો ઇંધણનો વપરાશ રિસિપ્રોકેટિંગ પિસ્ટન એન્જિન કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. તે જ સમયે, રોટરી એન્જિનના કમ્બશન ચેમ્બરનો આકાર જ્વલનશીલ મિશ્રણના સંપૂર્ણ કમ્બશન માટે અનુકૂળ નથી, જ્યોત પ્રચારનો માર્ગ લાંબો છે, અને બળતણ તેલનો વપરાશ મોટો છે. તે જ સમયે, એક્ઝોસ્ટ ગેસમાં પ્રદૂષક સામગ્રી વધુ હોય છે.
2. એન્જિનની રચનાને કારણે, કમ્પ્રેશન ઇગ્નીશન પ્રકારને બદલે માત્ર ઇગ્નીશન પ્રકારનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, એટલે કે, ડીઝલને બદલે માત્ર ગેસોલિનનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે કરી શકાય છે.
3. કારણ કે રોટરી એન્જિન તરંગી શાફ્ટનો ઉપયોગ કરે છે, એન્જિન મોટા પ્રમાણમાં વાઇબ્રેટ કરે છે.
4. પાવર આઉટપુટ શાફ્ટ (સ્પિન્ડલ) ની ઊંચી સ્થિતિ સમગ્ર વાહનના લેઆઉટ માટે અનુકૂળ નથી.
5. રોટરી એન્જિનની પ્રોસેસિંગ અને મેન્યુફેક્ચરિંગ ટેક્નોલોજી ઊંચી છે, અને કિંમત પ્રમાણમાં ઊંચી છે.
