"रोटरी इंजिन"
2021-08-27
इंजिन जे आपण अनेकदा पिस्टन रेसिप्रोकेटिंग मोशनच्या रूपात पाहतो, म्हणजेच पिस्टन सिलिंडरमध्ये परस्पर रेखीय गती निर्माण करतो आणि पिस्टनची रेषीय गती क्रँकशाफ्टद्वारे क्रँकशाफ्टच्या रोटेशनमध्ये बदलली जाते, तर रोटरी इंजिनमध्ये ही रूपांतरण प्रक्रिया नसते, ती पिस्टनद्वारे होते सिलिंडरमधील फिरणे इंजिनच्या मुख्य शाफ्टला चालवते (म्हणजे, सामान्य इंजिनचा क्रँकशाफ्ट, कारण तो वक्र नसतो, त्याला यापुढे क्रँकशाफ्ट म्हटले जात नाही), त्यामुळे दोन्हीमध्ये मोठा फरक आहे.
A. इनटेक स्ट्रोक: वरच्या डेड सेंटरपासून खालच्या डेड सेंटरपर्यंत पिस्टनच्या हालचालीच्या प्रक्रियेला इनटेक स्ट्रोक म्हणतात (क्रँकशाफ्ट रोटेशन अँगल 0~180°). या स्ट्रोकमध्ये, इनटेक व्हॉल्व्ह उघडतो, एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह बंद होतो आणि एअर चेंबर वातावरणाशी संवाद साधतो. वायुमंडलीय दाबामुळे तेल आणि वायूचे मिश्रण आत येते आणि सेवनाच्या शेवटी सिलेंडरमधील दाब सुमारे 0.075~0.09MPa असतो.
B. कॉम्प्रेशन स्ट्रोक: तळाच्या मृत केंद्रापासून वरच्या मृत केंद्रापर्यंत पिस्टनच्या हालचालीच्या प्रक्रियेला कॉम्प्रेशन स्ट्रोक म्हणतात (क्रँकशाफ्ट रोटेशन अँगल 180°~360° आहे). या स्ट्रोकमध्ये, सेवन आणि एक्झॉस्ट वाल्व्ह पूर्णपणे बंद केले जातात आणि एअर चेंबरमध्ये तेल आणि वायूच्या मिश्रणाचा दाब हळूहळू वाढतो. कॉम्प्रेशन स्ट्रोकच्या शेवटी एअर चेंबरमध्ये दाब सुमारे 0.6 ते 1.2 एमपीए आहे.
C. पॉवर स्ट्रोक: वरच्या डेड सेंटरपासून खालच्या डेड सेंटरकडे पिस्टनच्या हालचालीच्या प्रक्रियेला पॉवर स्ट्रोक म्हणतात (क्रँकशाफ्ट रोटेशन अँगल 360°~540°). या स्ट्रोकमध्ये, सेवन आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह पूर्णपणे बंद असतात आणि जेव्हा पिस्टन वरच्या मृत केंद्रस्थानी असतो तेव्हा स्पार्क प्लग उडी मारतो. आग तेल आणि वायूच्या मिश्रणाला प्रज्वलित करते ज्यामुळे सिलिंडरमधील दाब झपाट्याने वाढतो (3 ~ 5MPa पर्यंत), पिस्टनला क्रँकशाफ्टकडे जाण्यासाठी दाबा, दाब हळूहळू कमी होतो आणि एअर चेंबरमध्ये दाब सुमारे 0.3 ~ असतो. पॉवर स्ट्रोकच्या शेवटी 0.5MPa.
D. एक्झॉस्ट स्ट्रोक: तळाच्या मृत केंद्रापासून वरच्या मृत केंद्रापर्यंत पिस्टनच्या हालचालीच्या प्रक्रियेला एक्झॉस्ट स्ट्रोक म्हणतात (क्रँकशाफ्ट रोटेशन अँगल 540°~720°). या स्ट्रोकमध्ये, इनटेक व्हॉल्व्ह बंद केला जातो, एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह उघडला जातो आणि पिस्टन ज्वलन ढकलण्यासाठी वरच्या दिशेने सरकतो. एअर चेंबरमधून एक्झॉस्ट गॅस सोडला जातो आणि स्ट्रोकच्या शेवटी एअर चेंबरमध्ये हवेचा दाब सुमारे 0.105~ 0.115 MPa असतो. स्ट्रोकचा शेवट देखील इंजिनच्या कार्यरत चक्राचा शेवट दर्शवितो.
खाली दिलेली आकृती रोटरी इंजिनच्या प्रत्येक स्ट्रोकची आणि परस्पर बदलणाऱ्या इंजिनची तुलना दर्शविते (आकृतीमधील दोन एअर होलच्या डाव्या बाजूला सेवन आणि उजवी बाजू एक्झॉस्ट आहे). रोटरी इंजिन हे रेसिप्रोकेटिंग फोर-स्ट्रोक इंजिनसारखेच असते. कॉम्प्रेशन, वर्क आणि एक्झॉस्ट चार स्ट्रोकने बनलेले आहेत. त्रिकोणी रोटरच्या वक्र पृष्ठभाग BC आणि सिलेंडर प्रोफाइल दरम्यान तयार झालेली कार्यरत पोकळी (BC कार्यरत पोकळी) हे रोटरी इंजिनचे चार-स्ट्रोक कार्य तत्त्व स्पष्ट करण्यासाठी उदाहरण म्हणून घेतले जाते.
इनटेक स्ट्रोक: त्रिकोणी रोटरचा कोपरा C इनटेक होलच्या उजव्या काठाकडे वळतो तेव्हा बीसी वर्किंग चेंबर हवा घेण्यास सुरुवात करतो. स्थिती a वर, सेवन आणि एक्झॉस्ट होल जोडलेले असतात आणि सेवन आणि एक्झॉस्ट ओव्हरलॅप होतात. हे बीसी वर्किंग चेंबरचे सर्वात लहान आकारमान आहे, जे रेसिप्रोकेटिंग इंजिनच्या शीर्ष मृत केंद्र स्थानाच्या समतुल्य आहे. रोटर फिरत राहिल्याने, बीसी वर्किंग चेंबरची मात्रा हळूहळू वाढते आणि ज्वलनशील मिश्रण सतत सिलेंडरमध्ये शोषले जाते. जेव्हा रोटर 90° फिरतो (मुख्य शाफ्ट 270° फिरतो, रोटरचे रोटरी इंजिनमधील मुख्य शाफ्टच्या गतीचे गुणोत्तर 1:3 असते, जे मेशिंग गीअर्सद्वारे निर्धारित केले जाते) स्थिती b पर्यंत पोहोचते, BC चे आवाज वर्किंग चेंबर जास्तीत जास्त पोहोचते, जे रेसिप्रोकेटिंग इंजिनच्या खालच्या भागाच्या समतुल्य आहे मृत केंद्र स्थानावर, सेवन स्ट्रोक संपतो
कम्प्रेशन स्ट्रोक: त्रिकोणी रोटर फिरत राहिल्याने, कोपऱ्याचा वरचा B इनलेट होलच्या डाव्या काठाला ओलांडतो आणि कॉम्प्रेशन स्ट्रोक सुरू होतो, बीसी वर्किंग चेंबरची मात्रा हळूहळू कमी होते आणि दाब मोठा आणि मोठा होतो. जेव्हा ते c स्थितीत पोहोचते, तेव्हा रोटर 180° फिरतो (मुख्य शाफ्ट 540° फिरतो), BC वर्किंग चेंबर व्हॉल्यूम कमीतकमी पोहोचतो, जो परस्पर इंजिनच्या शीर्ष मृत केंद्र स्थानाच्या समतुल्य असतो आणि कॉम्प्रेशन स्ट्रोक संपतो.
वर्क स्ट्रोक: कॉम्प्रेशन स्ट्रोकच्या शेवटी, स्पार्क प्लग चमकतो, उच्च तापमान आणि उच्च दाबाचा वायू त्रिकोणी पिस्टनला फिरत राहण्यासाठी ढकलतो आणि बीसी वर्किंग चेंबरचा आवाज हळूहळू वाढतो. जेव्हा कोपरा C एक्झॉस्ट होलच्या उजव्या काठावर पोहोचतो, तेव्हा d स्थितीत, रोटर 270° (स्पिंडल रोटेशन 810°) फिरतो, BC वर्किंग चेंबरचा आवाज जास्तीत जास्त पोहोचतो, जो तळाच्या मृत केंद्र स्थानाच्या समतुल्य असतो. रेसिप्रोकेटिंग इंजिन, आणि पॉवर स्ट्रोक संपतो.
एक्झॉस्ट स्ट्रोक: जेव्हा त्रिकोण रोटर कोन C एक्झॉस्ट होलच्या उजव्या बाजूला वळतो तेव्हा एक्झॉस्ट स्ट्रोक सुरू होतो आणि शेवटी त्रिकोण रोटर a स्थितीत परत येतो, एक्झॉस्ट स्ट्रोक संपतो, रोटर 360° फिरतो (मुख्य शाफ्ट तीन फिरतो. वेळा), आणि एक काम सायकल संपते. त्याच वेळी, CA कार्यरत पोकळी आणि AB कार्यरत पोकळी देखील अनुक्रमे कार्यरत चक्र पूर्ण करतात.
● इंजिनच्या रचनेची तुलना:
रोटरी इंजिन: बॉडी ग्रुप, व्हॉल्व्ह ट्रेन, सप्लाय सिस्टम, इग्निशन सिस्टम, कूलिंग सिस्टम, स्नेहन प्रणाली, प्रारंभ प्रणाली
रेसिप्रोकेटिंग पिस्टन इंजिन: बॉडी सेट, क्रँक कनेक्टिंग रॉड मेकॅनिझम, वाल्व ट्रेन, सप्लाय सिस्टम, इग्निशन सिस्टम, कूलिंग सिस्टम, स्नेहन प्रणाली, प्रारंभ प्रणाली
● दोन इंजिनचे फायदे आणि तोटे:
◆ रेसिप्रोकेटिंग इंजिन:
फायदा:
1. उत्पादन तंत्रज्ञान परिपक्व आहे. हे 120 वर्षांहून अधिक काळ जन्माला आले आहे. विविध तंत्रज्ञानात सातत्याने सुधारणा होत आहेत. हे जगातील सर्वात जास्त वापरले जाणारे अंतर्गत ज्वलन इंजिन आहे आणि त्याची देखभाल आणि दुरुस्तीचा खर्च कमी आहे.
2. विश्वसनीय काम, चांगली हवा घट्टपणा आणि पॉवर ट्रांसमिशन विश्वसनीयता.
3. चांगली इंधन अर्थव्यवस्था.
कमतरता:
1. गुंतागुंतीची रचना, मोठी मात्रा आणि जड वजन.
2. क्रँक कनेक्टिंग रॉड मेकॅनिझममधील पिस्टनच्या परस्पर गतीमुळे होणारे परस्पर जडत्व बल आणि जडत्वाचा क्षण पूर्णपणे संतुलित होऊ शकत नाही. या जडत्व शक्तीची परिमाण वेगाच्या चौरसाच्या प्रमाणात असते, ज्यामुळे इंजिन चालण्याची गुळगुळीतता कमी होते आणि हाय-स्पीड इंजिनच्या विकासास प्रतिबंधित करते.
3. फोर-स्ट्रोक रेसिप्रोकेटिंग पिस्टन इंजिनची कार्यपद्धती अशी आहे की चार स्ट्रोकपैकी तीन स्ट्रोक पूर्णपणे फ्लायव्हील इनर्टिया रोटेशनवर अवलंबून असतात, इंजिनची पॉवर आणि टॉर्क आउटपुट खूप असमान आहे, जरी आधुनिक इंजिन मल्टी-सिलेंडर आणि व्ही. - आकाराची व्यवस्था. ही कमतरता कमी करा, परंतु ती पूर्णपणे काढून टाकणे अशक्य आहे.
◆ रोटरी इंजिन:
फायदा:
1. लहान आकार आणि हलके वजन, वाहनाचे गुरुत्वाकर्षण केंद्र कमी करणे सोपे आहे. रोटरी इंजिनमध्ये क्रँक कनेक्टिंग रॉड यंत्रणा नसल्यामुळे, इंजिनची उंची मोठ्या प्रमाणात कमी होते आणि त्याच वेळी वाहनाचे गुरुत्वाकर्षण केंद्र कमी होते.
2. साधी रचना. रेसिप्रोकेटिंग पिस्टन इंजिनच्या तुलनेत, रोटरी इंजिन क्रँक कनेक्टिंग रॉड यंत्रणा कमी करते, ज्यामुळे इंजिन यंत्रणा मोठ्या प्रमाणात सरलीकृत होते आणि कमी भाग होते.
3. एकसमान टॉर्क वैशिष्ट्ये. रोटरी इंजिनच्या एका सिलेंडरमध्ये एकाच वेळी तीन कार्यरत चेंबर्स असल्याने, टॉर्क आउटपुट परस्पर पिस्टन इंजिनपेक्षा अधिक एकसमान असतो.
4. हाय-स्पीड इंजिनच्या विकासासाठी अनुकूल, कारण पिस्टन रोटर आणि मुख्य शाफ्ट गती गुणोत्तर 1:3 आहे, उच्च इंजिन गती प्राप्त करण्यासाठी उच्च पिस्टन गती आवश्यक नाही.
कमतरता:
1. इंधनाचा वापर जास्त आहे, आणि एक्झॉस्ट उत्सर्जन मानक पूर्ण करणे कठीण आहे. कारण प्रत्येक सिलेंडरमध्ये तीन कार्यरत चेंबर्स असतात, पिस्टन रोटरची प्रत्येक क्रांती तीन पॉवर स्ट्रोकच्या समतुल्य असते. 3000rpm आणि reciprocating पिस्टन इंजिनच्या तुलनेत, reciprocating पिस्टन इंजिन 750 वेळा/min फवारते, आणि रोटरी इंजिन 1000rpm च्या गतीच्या समतुल्य आहे, परंतु त्याला 3000 वेळा/min आवश्यक आहे. हे पाहिले जाऊ शकते की रोटरी इंजिनचा इंधन वापर रेसिप्रोकेटिंग पिस्टन इंजिनच्या तुलनेत लक्षणीय आहे. त्याच वेळी, रोटरी इंजिनच्या दहन कक्षचा आकार ज्वलनशील मिश्रणाच्या पूर्ण ज्वलनासाठी अनुकूल नाही, ज्वालाचा प्रसार मार्ग लांब आहे आणि इंधन तेलाचा वापर मोठा आहे. त्याच वेळी, एक्झॉस्ट गॅसमध्ये प्रदूषक सामग्री जास्त असते.
2. इंजिनच्या संरचनेमुळे, कॉम्प्रेशन इग्निशन प्रकाराऐवजी फक्त इग्निशन प्रकार वापरला जाऊ शकतो, म्हणजेच, डिझेलऐवजी फक्त गॅसोलीनचा वापर इंधन म्हणून केला जाऊ शकतो.
3. रोटरी इंजिन विलक्षण शाफ्ट वापरत असल्यामुळे, इंजिन मोठ्या प्रमाणात कंपन करते.
4. पॉवर आउटपुट शाफ्ट (स्पिंडल) ची उच्च स्थिती संपूर्ण वाहनाच्या लेआउटसाठी अनुकूल नाही.
5. रोटरी इंजिनची प्रक्रिया आणि उत्पादन तंत्रज्ञान जास्त आहे, आणि किंमत तुलनेने जास्त आहे.
