ચાર-સ્ટ્રોક એન્જિનના ચાર સ્ટ્રોક શું છે?

ચાર-સ્ટ્રોક એન્જિનના ચાર સ્ટ્રોક શું છે?

ચાર-સ્ટ્રોક સાયકલ એન્જિનએક આંતરિક કમ્બશન એન્જિન છે જે કાર્ય ચક્રને પૂર્ણ કરવા માટે ચાર અલગ-અલગ પિસ્ટન સ્ટ્રોક (ઇનટેક, 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 ફેરવવાની જરૂર છે, એટલે કે, 720°.

ચાર-સ્ટ્રોક સાયકલ એન્જિન એ નાના એન્જિનનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર છે. ચાર-સ્ટ્રોક એન્જિન એક કાર્ય ચક્રમાં પાંચ સ્ટ્રોક પૂર્ણ કરે છે, જેમાં ઇનટેક સ્ટ્રોક, કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક, ઇગ્નીશન સ્ટ્રોક, પાવર સ્ટ્રોક અને એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોકનો સમાવેશ થાય છે.

ઇનટેક સ્ટ્રોક

ઇન્ટેક ઇવેન્ટ એ સમયનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યારે કમ્બશન ચેમ્બરને ભરવા માટે હવા-બળતણ મિશ્રણ દાખલ કરવામાં આવે છે. ઇન્ટેક ઇવેન્ટ ત્યારે થાય છે જ્યારે પિસ્ટન ટોપ ડેડ સેન્ટરમાંથી બોટમ ડેડ સેન્ટર તરફ જાય છે અને ઇન્ટેક વાલ્વ ખુલે છે. તળિયે મૃત કેન્દ્ર તરફ પિસ્ટનની હિલચાલ સિલિન્ડરમાં ઓછું દબાણ બનાવે છે. એમ્બિયન્ટ વાતાવરણીય દબાણ પિસ્ટન ચળવળ દ્વારા બનાવેલ નીચા દબાણવાળા વિસ્તારને ભરવા માટે ખુલ્લા ઇન્ટેક વાલ્વ દ્વારા સિલિન્ડરમાં હવા-બળતણ મિશ્રણને દબાણ કરે છે. સિલિન્ડર તળિયાના મૃત કેન્દ્રની બહાર સહેજ 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 ક્રેન્કશાફ્ટના પરિભ્રમણના થોડા ડિગ્રી માટે ખુલ્લો રહે છે. એન્જિન ડિઝાઇન પર આધાર રાખે છે. ઇન્ટેક વાલ્વ પછી બંધ થાય છે અને હવા-બળતણ મિશ્રણને સિલિન્ડરની અંદર સીલ કરવામાં આવે છે.

કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક એ સમય છે જ્યારે ફસાયેલા એર-ફ્યુઅલ મિશ્રણને સિલિન્ડરની અંદર સંકુચિત કરવામાં આવે છે. ચાર્જ બનાવવા માટે કમ્બશન ચેમ્બરને સીલ કરવામાં આવે છે. ચાર્જ એ ઇગ્નીશન માટે તૈયાર કમ્બશન ચેમ્બરની અંદર કોમ્પ્રેસ્ડ એર-ફ્યુઅલ મિશ્રણનું પ્રમાણ છે. હવા-બળતણ મિશ્રણને સંકુચિત કરવાથી ઇગ્નીશન દરમિયાન વધુ ઊર્જા છૂટે છે. કમ્પ્રેશન પ્રદાન કરવા માટે સિલિન્ડર સીલ કરેલ છે તેની ખાતરી કરવા માટે ઇન્ટેક અને એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ બંધ હોવા જોઈએ. કમ્પ્રેશન એ કમ્બશન ચેમ્બરમાં ચાર્જને મોટા જથ્થામાંથી નાના વોલ્યુમમાં ઘટાડવા અથવા સ્ક્વિઝ કરવાની પ્રક્રિયા છે. ફ્લાયવ્હીલ ચાર્જને સંકુચિત કરવા માટે જરૂરી ગતિ જાળવવામાં મદદ કરે છે.

જ્યારે એન્જીનનો પિસ્ટન ચાર્જને સંકુચિત કરે છે, ત્યારે પિસ્ટન દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલ કમ્પ્રેશન ફોર્સમાં વધારો ગરમીના ઉત્પાદનમાં પરિણમે છે. ચાર્જમાં હવા-બળતણ વરાળનું સંકોચન અને ગરમ થવાથી ચાર્જ તાપમાનમાં વધારો થાય છે અને બળતણનું બાષ્પીભવન વધે છે. ઇગ્નીશન પછી ઝડપી કમ્બશન (ઇંધણ ઓક્સિડેશન) ઉત્પન્ન કરવા માટે ચાર્જ તાપમાનમાં વધારો સમગ્ર કમ્બશન ચેમ્બરમાં સમાનરૂપે થાય છે.

જ્યારે ઉત્પાદિત ગરમીને કારણે બળતણના નાના ટીપાં વધુ સંપૂર્ણ રીતે બાષ્પીભવન કરે છે ત્યારે બળતણનું બાષ્પીભવન વધે છે. ઇગ્નીશન ફ્લેમના સંપર્કમાં આવતા ટીપાંના વધેલા સપાટીના ક્ષેત્રને કારણે કમ્બશન ચેમ્બરમાં ચાર્જના વધુ સંપૂર્ણ કમ્બશન માટે પરવાનગી મળે છે. માત્ર ગેસોલિન વરાળ સળગાવશે. ટીપાંના વધતા સપાટીના વિસ્તારને કારણે ગેસોલિન બાકી રહેલા પ્રવાહીને બદલે વધુ વરાળ છોડે છે.

વધુ ચાર્જ થયેલ વરાળના પરમાણુઓ સંકુચિત થાય છે, કમ્બશન પ્રક્રિયામાંથી વધુ ઊર્જા પ્રાપ્ત થાય છે. ચાર્જને સંકુચિત કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા કમ્બશન દરમિયાન ઉત્પાદિત બળના લાભ કરતાં ઘણી ઓછી છે. ઉદાહરણ તરીકે, સામાન્ય નાના એન્જિનમાં, ચાર્જને સંકુચિત કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા દહન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાના માત્ર એક ચતુર્થાંશ છે.

જ્યારે પિસ્ટન તળિયે ડેડ સેન્ટરમાં હોય ત્યારે કમ્બશન ચેમ્બરના જથ્થાની સરખામણી જ્યારે પિસ્ટન ટોચના ડેડ સેન્ટર પર હોય ત્યારે કમ્બશન ચેમ્બરના જથ્થા સાથે એન્જિનનો કમ્પ્રેશન રેશિયો. આ વિસ્તાર, કમ્બશન ચેમ્બરની ડિઝાઇન અને શૈલી સાથે જોડાયેલો, કમ્પ્રેશન રેશિયો નક્કી કરે છે. ગેસોલિન એન્જિનમાં સામાન્ય રીતે 6 થી 1 થી 10 થી 1 નો કમ્પ્રેશન રેશિયો હોય છે. કમ્પ્રેશન રેશિયો જેટલો ઊંચો હોય છે, તેટલું વધુ ઇંધણ કાર્યક્ષમ હોય છે. ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયો સામાન્ય રીતે કમ્બશન પ્રેશર અથવા પિસ્ટન પર કામ કરતા બળમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. જો કે, ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયો ઓપરેટર દ્વારા એન્જિન શરૂ કરવા માટે જરૂરી પ્રયત્નોમાં વધારો કરે છે. કેટલાક નાના એન્જિનોમાં એવી સિસ્ટમ હોય છે જે એન્જિન શરૂ કરતી વખતે ઓપરેટર દ્વારા જરૂરી પ્રયત્નોને ઘટાડવા માટે કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક દરમિયાન દબાણને દૂર કરે છે.

ઇગ્નીશન ઘટનાએક ઇગ્નીશન (દહન) ઘટના ત્યારે થાય છે જ્યારે ચાર્જ સળગાવવામાં આવે છે અને થર્મલ ઉર્જા છોડવા માટે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઝડપથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. કમ્બશન એ એક ઝડપી ઓક્સિડેટીવ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે જેમાં ઇંધણ રાસાયણિક રીતે વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે અને ગરમીના સ્વરૂપમાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે.

યોગ્ય કમ્બશનમાં સંક્ષિપ્ત 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 સ્પાર્ક કમ્બશન શરૂ કરે છે. વાતાવરણીય ઓક્સિજન અને બળતણ વરાળનો ઉપયોગ આગળની જ્યોત દ્વારા કરવામાં આવે છે. ફ્લેમ ફ્રન્ટ એ બાઉન્ડ્રી વોલ છે જે કમ્બશન બાય-પ્રોડક્ટ્સમાંથી ચાર્જને અલગ કરે છે. જ્યાં સુધી સમગ્ર ચાર્જ બળી ન જાય ત્યાં સુધી જ્યોતનો આગળનો ભાગ કમ્બશન ચેમ્બરમાંથી પસાર થાય છે.

પાવર સ્ટ્રોક

પાવર સ્ટ્રોક એ એન્જિન ઓપરેટિંગ સ્ટ્રોક છે જેમાં ગરમ ​​વિસ્તરતા વાયુઓ પિસ્ટન હેડને સિલિન્ડર હેડથી દૂર કરવા દબાણ કરે છે. ક્રેન્કશાફ્ટમાં ટોર્ક લાગુ કરવા માટે પિસ્ટન ફોર્સ અને અનુગામી ચળવળ કનેક્ટિંગ સળિયા દ્વારા પ્રસારિત થાય છે. લાગુ કરેલ ટોર્ક ક્રેન્કશાફ્ટનું પરિભ્રમણ શરૂ કરે છે. ઉત્પાદિત ટોર્કની માત્રા પિસ્ટન પરના દબાણ, પિસ્ટનનું કદ અને એન્જિનના સ્ટ્રોક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પાવર સ્ટ્રોક દરમિયાન, બંને વાલ્વ બંધ હોય છે.

એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોક ત્યારે થાય છે જ્યારે એક્ઝોસ્ટ ગેસને કમ્બશન ચેમ્બરમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે અને 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 હિલચાલ વાતાવરણમાં એક્ઝોસ્ટ વાયુઓને બહાર કાઢે છે.

જ્યારે પાવર સ્ટ્રોક દરમિયાન પિસ્ટન તળિયે મૃત કેન્દ્રમાં પહોંચે છે, ત્યારે કમ્બશન પૂર્ણ થાય છે અને સિલિન્ડર એક્ઝોસ્ટ ગેસથી ભરે છે. એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ ખુલે છે, અને ફ્લાયવ્હીલ અને અન્ય ફરતા ભાગોની જડતા પિસ્ટનને ટોચના ડેડ સેન્ટર પર પાછા ધકેલે છે, એક્ઝોસ્ટ વાયુઓને ખુલ્લા એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ દ્વારા ડિસ્ચાર્જ કરવાની ફરજ પાડે છે. એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રોકના અંતે, પિસ્ટન ટોચના ડેડ સેન્ટર પર છે અને કાર્ય ચક્ર પૂર્ણ થાય છે.