ચાર-સ્ટ્રોક એન્જિનના ચાર સ્ટ્રોક શું છે?

ચાર-સ્ટ્રોક એન્જિનના ચાર સ્ટ્રોક શું છે?

ચાર-સ્ટ્રોક સાયકલ એન્જિન એક આંતરિક કમ્બશન એન્જિન છે જે કાર્ય ચક્ર પૂર્ણ કરવા માટે ચાર અલગ અલગ પિસ્ટન સ્ટ્રોક (ઇન્ટેક, કમ્પ્રેશન, પાવર અને એક્ઝોસ્ટ) નો ઉપયોગ કરે છે. કાર્ય ચક્ર પૂર્ણ કરવા માટે પિસ્ટન સિલિન્ડરમાં બે સંપૂર્ણ સ્ટ્રોક પૂર્ણ કરે છે. એક કાર્ય ચક્ર માટે ક્રેન્કશાફ્ટને બે વાર, એટલે કે, 720° ફેરવવાની જરૂર પડે છે.

ફોર-સ્ટ્રોક સાયકલ એન્જિન સૌથી સામાન્ય પ્રકાર છે નાનું એન્જિનs. ચાર-સ્ટ્રોક એન્જિન એક કાર્ય ચક્રમાં પાંચ સ્ટ્રોક પૂર્ણ કરે છે, જેમાં ઇન્ટેક સ્ટ્રોક, કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક, ઇગ્નીશન સ્ટ્રોક, પાવર સ્ટ્રોક અને એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોકનો સમાવેશ થાય છે.

ઇન્ટેક સ્ટ્રોક

ઇન્ટેક ઇવેન્ટ એ સમયનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યારે કમ્બશન ચેમ્બર ભરવા માટે હવા-બળતણ મિશ્રણ દાખલ કરવામાં આવે છે. ઇન્ટેક ઇવેન્ટ ત્યારે થાય છે જ્યારે પિસ્ટન ઉપરના ડેડ સેન્ટરથી નીચેના ડેડ સેન્ટર તરફ જાય છે અને ઇન્ટેક વાલ્વ ખુલે છે. પિસ્ટનની નીચેના ડેડ સેન્ટર તરફ ગતિ સિલિન્ડરમાં નીચું દબાણ બનાવે છે. આસપાસના વાતાવરણીય દબાણ હવા-બળતણ મિશ્રણને ખુલ્લા ઇન્ટેક વાલ્વ દ્વારા સિલિન્ડરમાં પિસ્ટનની ગતિ દ્વારા બનાવેલા ઓછા દબાણવાળા વિસ્તારને ભરવા માટે દબાણ કરે છે. સિલિન્ડર તળિયે ડેડ સેન્ટરથી થોડું આગળ ભરવાનું ચાલુ રાખે છે કારણ કે હવા-બળતણ મિશ્રણ તેની પોતાની જડતા સાથે વહેતું રહે છે અને પિસ્ટન દિશા બદલવાનું શરૂ કરે છે. BDC પછી, ઇન્ટેક વાલ્વ ક્રેન્કશાફ્ટ રોટેશનના થોડા ડિગ્રી માટે ખુલ્લો રહે છે. એન્જિન ડિઝાઇન પર આધાર રાખે છે. પછી ઇન્ટેક વાલ્વ બંધ થાય છે અને હવા-બળતણ મિશ્રણ સિલિન્ડરની અંદર સીલ કરવામાં આવે છે.

કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોકકમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક એ સમય છે જ્યારે સિલિન્ડરની અંદર ફસાયેલા હવા-બળતણ મિશ્રણને સંકુચિત કરવામાં આવે છે. ચાર્જ બનાવવા માટે કમ્બશન ચેમ્બરને સીલ કરવામાં આવે છે. ચાર્જ એ ઇગ્નીશન માટે તૈયાર કમ્બશન ચેમ્બરની અંદર સંકુચિત હવા-બળતણ મિશ્રણનું પ્રમાણ છે. હવા-બળતણ મિશ્રણને સંકુચિત કરવાથી ઇગ્નીશન દરમિયાન વધુ ઊર્જા મુક્ત થાય છે. કમ્પ્રેશન પૂરું પાડવા માટે સિલિન્ડર સીલ થયેલ છે તેની ખાતરી કરવા માટે ઇન્ટેક અને એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ બંધ હોવા જોઈએ. કમ્પ્રેશન એ કમ્બશન ચેમ્બરમાં ચાર્જને મોટા જથ્થાથી નાના જથ્થામાં ઘટાડવા અથવા સ્ક્વિઝ કરવાની પ્રક્રિયા છે. ફ્લાયવ્હીલ ચાર્જને સંકુચિત કરવા માટે જરૂરી ગતિ જાળવવામાં મદદ કરે છે.

જ્યારે એન્જિનનો પિસ્ટન ચાર્જને સંકુચિત કરે છે, ત્યારે પિસ્ટન દ્વારા કરવામાં આવતા કાર્ય દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા કમ્પ્રેશન બળમાં વધારો ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. ચાર્જમાં હવા-બળતણ વરાળનું સંકોચન અને ગરમી ચાર્જ તાપમાનમાં વધારો અને બળતણ બાષ્પીભવનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. ચાર્જ તાપમાનમાં વધારો સમગ્ર કમ્બશન ચેમ્બરમાં સમાનરૂપે થાય છે જેથી ઇગ્નીશન પછી ઝડપી દહન (બળતણ ઓક્સિડેશન) ઉત્પન્ન થાય છે.

જ્યારે ઉત્પન્ન થતી ગરમીને કારણે નાના ઇંધણના ટીપાં વધુ સંપૂર્ણ રીતે બાષ્પીભવન કરે છે ત્યારે ઇંધણનું બાષ્પીભવન વધે છે. ઇગ્નીશન જ્યોતના સંપર્કમાં આવતા ટીપાંનો વધેલો સપાટી વિસ્તાર કમ્બશન ચેમ્બરમાં ચાર્જનું વધુ સંપૂર્ણ દહન કરવાની મંજૂરી આપે છે. ફક્ત ગેસોલિન વરાળ જ સળગશે. ટીપાંના વધેલા સપાટી વિસ્તારને કારણે ગેસોલિન પ્રવાહી રહેવાને બદલે વધુ વરાળ છોડે છે.

ચાર્જ થયેલા વરાળના અણુઓ જેટલા વધુ સંકુચિત થાય છે, તેટલી જ દહન પ્રક્રિયામાંથી વધુ ઊર્જા પ્રાપ્ત થાય છે. ચાર્જને સંકુચિત કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા દહન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા બળના લાભ કરતા ઘણી ઓછી હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક લાક્ષણિક નાના એન્જિનમાં, ચાર્જને સંકુચિત કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા દહન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાના માત્ર એક ચતુર્થાંશ હોય છે.

એન્જિનનો કમ્પ્રેશન રેશિયો એ કમ્બશન ચેમ્બરના વોલ્યુમની સરખામણી છે જ્યારે પિસ્ટન તળિયે ડેડ સેન્ટર પર હોય છે અને જ્યારે પિસ્ટન ઉપર ડેડ સેન્ટર પર હોય છે ત્યારે કમ્બશન ચેમ્બરના વોલ્યુમની સરખામણી છે. આ ક્ષેત્ર, કમ્બશન ચેમ્બરની ડિઝાઇન અને શૈલી સાથે જોડાયેલું છે, કમ્પ્રેશન રેશિયો નક્કી કરે છે. ગેસોલિન એન્જિનસામાન્ય રીતે s નો કમ્પ્રેશન રેશિયો 6 થી 1 થી 10 થી 1 હોય છે. કમ્પ્રેશન રેશિયો જેટલો ઊંચો હશે, એન્જિન તેટલું વધુ ઇંધણ કાર્યક્ષમ હશે. ઊંચો કમ્પ્રેશન રેશિયો સામાન્ય રીતે દહન દબાણ અથવા પિસ્ટન પર કાર્ય કરતા બળમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. જો કે, ઊંચો કમ્પ્રેશન રેશિયો ઓપરેટરને એન્જિન શરૂ કરવા માટે જરૂરી પ્રયત્નોમાં વધારો કરે છે. કેટલાક નાના એન્જિનમાં એવી સિસ્ટમો હોય છે જે કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક દરમિયાન દબાણ ઘટાડે છે જેથી એન્જિન શરૂ કરતી વખતે ઓપરેટરને જરૂરી પ્રયત્નોમાં ઘટાડો થાય.

ઇગ્નીશન ઘટનાજ્યારે ચાર્જ સળગાવવામાં આવે છે અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઝડપથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે જેથી થર્મલ ઉર્જા મુક્ત થાય છે ત્યારે ઇગ્નીશન (દહન) ઘટના બને છે. દહન એ એક ઝડપી ઓક્સિડેટીવ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે જેમાં બળતણ રાસાયણિક રીતે વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે અને ગરમીના સ્વરૂપમાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે.

યોગ્ય દહનમાં ટૂંકા પરંતુ મર્યાદિત સમયનો સમાવેશ થાય છે જેમાં જ્યોત સમગ્ર કમ્બશન ચેમ્બરમાં ફેલાય છે. જ્યારે ક્રેન્કશાફ્ટ ટોચના ડેડ સેન્ટર પહેલાં લગભગ 20° ફરે છે ત્યારે સ્પાર્ક પ્લગ પરનો તણખો દહન શરૂ થાય છે. વાતાવરણીય ઓક્સિજન અને બળતણ વરાળ આગળ વધતી જ્યોતના આગળના ભાગ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાય છે. જ્યોતનો આગળનો ભાગ એ સીમા દિવાલ છે જે ચાર્જને દહનના ઉપ-ઉત્પાદનોથી અલગ કરે છે. જ્યોતનો આગળનો ભાગ કમ્બશન ચેમ્બરમાંથી પસાર થાય છે જ્યાં સુધી સમગ્ર ચાર્જ બળી ન જાય.

પાવર સ્ટ્રોક

પાવર સ્ટ્રોક એ એન્જિન ઓપરેટિંગ સ્ટ્રોક છે જેમાં ગરમ ​​વિસ્તરતા વાયુઓ પિસ્ટન હેડને સિલિન્ડર હેડથી દૂર દબાણ કરે છે. પિસ્ટન ફોર્સ અને ત્યારબાદની હિલચાલ કનેક્ટિંગ રોડ દ્વારા ક્રેન્કશાફ્ટ પર ટોર્ક લાગુ કરવા માટે પ્રસારિત થાય છે. લાગુ ટોર્ક ક્રેન્કશાફ્ટનું પરિભ્રમણ શરૂ કરે છે. ઉત્પાદિત ટોર્કનું પ્રમાણ પિસ્ટન પરના દબાણ, પિસ્ટનનું કદ અને એન્જિનના સ્ટ્રોક દ્વારા નક્કી થાય છે. પાવર સ્ટ્રોક દરમિયાન, બંને વાલ્વ બંધ હોય છે.

એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક ત્યારે થાય છે જ્યારે એક્ઝોસ્ટ વાયુઓને કમ્બશન ચેમ્બરમાંથી બહાર કાઢીને વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે. એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક એ અંતિમ સ્ટ્રોક છે અને જ્યારે એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ ખુલે છે અને ઇન્ટેક વાલ્વ બંધ થાય છે ત્યારે થાય છે. પિસ્ટનની ગતિ એક્ઝોસ્ટ વાયુઓને વાતાવરણમાં બહાર કાઢે છે.

જ્યારે પાવર સ્ટ્રોક દરમિયાન પિસ્ટન તળિયે ડેડ સેન્ટર પર પહોંચે છે, ત્યારે દહન પૂર્ણ થાય છે અને સિલિન્ડર એક્ઝોસ્ટ વાયુઓથી ભરાઈ જાય છે. એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ ખુલે છે, અને ફ્લાયવ્હીલ અને અન્ય ગતિશીલ ભાગોની જડતા પિસ્ટનને ઉપરના ડેડ સેન્ટર પર પાછું ધકેલે છે, જેના કારણે એક્ઝોસ્ટ વાયુઓ ખુલ્લા એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે છે. એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોકના અંતે, પિસ્ટન ટોચના ડેડ સેન્ટર પર હોય છે અને કાર્ય ચક્ર પૂર્ણ થાય છે.