चार-स्ट्रोक इंजिनचे चार स्ट्रोक काय आहेत?

चार-स्ट्रोक इंजिनचे चार स्ट्रोक काय आहेत?

चार-स्ट्रोक सायकल इंजिनएक अंतर्गत ज्वलन इंजिन आहे जे कार्यरत चक्र पूर्ण करण्यासाठी चार भिन्न पिस्टन स्ट्रोक (इनटेक, कॉम्प्रेशन, पॉवर आणि एक्झॉस्ट) वापरते. कार्यरत चक्र पूर्ण करण्यासाठी पिस्टन सिलेंडरमध्ये दोन पूर्ण स्ट्रोक पूर्ण करतो. एका कार्यरत चक्रासाठी क्रँकशाफ्टला दोनदा फिरवावे लागते, म्हणजेच 720°.

फोर-स्ट्रोक सायकल इंजिन हे लहान इंजिनांचे सर्वात सामान्य प्रकार आहेत. चार-स्ट्रोक इंजिन एका कार्यरत चक्रात पाच स्ट्रोक पूर्ण करते, ज्यामध्ये इनटेक स्ट्रोक, कॉम्प्रेशन स्ट्रोक, इग्निशन स्ट्रोक, पॉवर स्ट्रोक आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक यांचा समावेश होतो.

सेवन स्ट्रोक

इनटेक इव्हेंट त्या वेळेस संदर्भित करते जेव्हा दहन कक्ष भरण्यासाठी हवा-इंधन मिश्रण सादर केले जाते. जेव्हा पिस्टन वरच्या डेड सेंटरमधून खालच्या डेड सेंटरकडे जातो आणि इनटेक व्हॉल्व्ह उघडतो तेव्हा इनटेक इव्हेंट होतो. तळाच्या मृत केंद्राकडे पिस्टनच्या हालचालीमुळे सिलेंडरमध्ये कमी दाब निर्माण होतो. सभोवतालच्या वातावरणाचा दाब पिस्टनच्या हालचालीमुळे तयार होणारा कमी-दाब क्षेत्र भरण्यासाठी ओपन इनटेक व्हॉल्व्हद्वारे सिलेंडरमध्ये हवा-इंधन मिश्रण सक्ती करतो. हवा-इंधन मिश्रण त्याच्या स्वत:च्या जडत्वासह वाहत राहिल्याने आणि पिस्टन दिशा बदलू लागल्याने सिलेंडर तळाच्या मृत केंद्राच्या पलीकडे थोडेसे भरत राहते. BDC नंतर, इनटेक व्हॉल्व्ह क्रँकशाफ्ट रोटेशनच्या काही अंशांसाठी खुला राहतो. इंजिन डिझाइनवर अवलंबून आहे. नंतर इनटेक व्हॉल्व्ह बंद होतो आणि हवा-इंधन मिश्रण सिलेंडरमध्ये सील केले जाते.

कम्प्रेशन स्ट्रोक सिलेंडरमध्ये अडकलेल्या वायु-इंधन मिश्रणाचा संकुचित होण्याची वेळ म्हणजे कॉम्प्रेशन स्ट्रोक. चार्ज तयार करण्यासाठी दहन कक्ष सील केला जातो. प्रज्वलनासाठी तयार असलेल्या दहन कक्षातील संकुचित वायु-इंधन मिश्रणाचा आकार म्हणजे चार्ज. हवा-इंधन मिश्रण संकुचित केल्याने इग्निशन दरम्यान अधिक ऊर्जा मुक्त होते. कम्प्रेशन प्रदान करण्यासाठी सिलेंडर सील केले आहे याची खात्री करण्यासाठी सेवन आणि एक्झॉस्ट वाल्व्ह बंद करणे आवश्यक आहे. कम्प्रेशन म्हणजे दहन कक्षातील प्रभार मोठ्या खंडापासून लहान आकारात कमी करण्याची किंवा पिळून काढण्याची प्रक्रिया. फ्लायव्हील चार्ज संकुचित करण्यासाठी आवश्यक गती राखण्यास मदत करते.

जेव्हा इंजिनचा पिस्टन चार्ज संकुचित करतो, तेव्हा पिस्टनने केलेल्या कामामुळे प्रदान केलेल्या कॉम्प्रेशन फोर्समध्ये वाढ झाल्यामुळे उष्णता निर्माण होते. चार्जमध्ये हवा-इंधन वाष्पाचे कॉम्प्रेशन आणि गरम केल्याने चार्ज तापमान वाढते आणि इंधनाचे वाष्पीकरण वाढते. प्रज्वलनानंतर जलद ज्वलन (इंधन ऑक्सिडेशन) तयार करण्यासाठी चार्ज तापमानात वाढ संपूर्ण दहन कक्षामध्ये समान रीतीने होते.

जेव्हा निर्माण झालेल्या उष्णतेमुळे इंधनाचे लहान थेंब अधिक पूर्णपणे वाफ होतात तेव्हा इंधनाचे बाष्पीभवन वाढते. इग्निशन फ्लेमच्या संपर्कात असलेल्या थेंबांच्या पृष्ठभागाच्या वाढीमुळे दहन कक्षातील चार्जचे अधिक संपूर्ण ज्वलन शक्य होते. फक्त गॅसोलीनची वाफ पेटेल. थेंबांच्या पृष्ठभागाच्या वाढीमुळे गॅसोलीन द्रवपदार्थ सोडण्याऐवजी अधिक वाफ सोडते.

चार्ज केलेले वाष्प रेणू जितके अधिक संकुचित केले जातील तितकी जास्त ऊर्जा ज्वलन प्रक्रियेतून मिळते. प्रभार संकुचित करण्यासाठी लागणारी उर्जा दहन दरम्यान निर्माण झालेल्या शक्तीपेक्षा खूपच कमी आहे. उदाहरणार्थ, एका सामान्य लहान इंजिनमध्ये, चार्ज संकुचित करण्यासाठी लागणारी उर्जा दहन दरम्यान उत्पादित ऊर्जेच्या फक्त एक चतुर्थांश असते.

इंजिनचे कॉम्प्रेशन रेश्यो म्हणजे कंबशन चेंबरच्या व्हॉल्यूमची तुलना जेव्हा पिस्टन तळाच्या डेड सेंटरमध्ये असतो तेव्हा पिस्टन वरच्या डेड सेंटरमध्ये असतो तेव्हा दहन चेंबरच्या व्हॉल्यूमशी. हे क्षेत्र, ज्वलन चेंबरच्या डिझाइन आणि शैलीसह एकत्रित, कम्प्रेशन गुणोत्तर निर्धारित करते. गॅसोलीन इंजिनमध्ये सामान्यतः 6 ते 1 ते 10 ते 1 असे कॉम्प्रेशन रेशो असते. कॉम्प्रेशन रेशो जितका जास्त असेल तितके इंजिन अधिक इंधन कार्यक्षम असेल. उच्च कम्प्रेशन गुणोत्तर सामान्यतः दहन दाब किंवा पिस्टनवर कार्य करणारी शक्ती लक्षणीयरीत्या वाढवते. तथापि, उच्च कम्प्रेशन गुणोत्तर इंजिन सुरू करण्यासाठी ऑपरेटरला आवश्यक प्रयत्न वाढवते. काही लहान इंजिनांमध्ये अशा सिस्टीम असतात ज्या कॉम्प्रेशन स्ट्रोक दरम्यान दबाव कमी करतात ज्यामुळे इंजिन सुरू करताना ऑपरेटरला लागणारा प्रयत्न कमी होतो.

इग्निशन इव्हेंट एक इग्निशन (ज्वलन) घटना घडते जेव्हा चार्ज प्रज्वलित केला जातो आणि थर्मल ऊर्जा सोडण्यासाठी रासायनिक अभिक्रियाद्वारे वेगाने ऑक्सिडाइझ होतो. ज्वलन ही एक जलद ऑक्सिडेटिव्ह रासायनिक प्रतिक्रिया आहे ज्यामध्ये इंधन रासायनिकपणे वातावरणातील ऑक्सिजनसह एकत्रित होते आणि उष्णतेच्या स्वरूपात ऊर्जा सोडते.

योग्य ज्वलनामध्ये एक संक्षिप्त परंतु मर्यादित वेळ असतो ज्यामध्ये ज्वाला संपूर्ण दहन कक्षेत पसरते. जेव्हा क्रँकशाफ्ट टॉप डेड सेंटरच्या आधी अंदाजे 20° फिरते तेव्हा स्पार्क प्लगवरील स्पार्क ज्वलनास सुरुवात करते. वातावरणातील ऑक्सिजन आणि इंधनाची वाफ प्रगत ज्योतीद्वारे वापरली जाते. फ्लेम फ्रंट ही सीमा भिंत आहे जी दहन उप-उत्पादनांपासून शुल्क वेगळे करते. संपूर्ण चार्ज बर्न होईपर्यंत फ्लेम फ्रंट दहन कक्षातून जातो.

पॉवर स्ट्रोक

पॉवर स्ट्रोक हा इंजिन ऑपरेटिंग स्ट्रोक आहे ज्यामध्ये गरम विस्तारणारे वायू पिस्टनच्या डोक्याला सिलेंडरच्या डोक्यापासून दूर करण्यास भाग पाडतात. क्रँकशाफ्टवर टॉर्क लागू करण्यासाठी पिस्टन फोर्स आणि त्यानंतरची हालचाल कनेक्टिंग रॉडद्वारे प्रसारित केली जाते. लागू केलेला टॉर्क क्रँकशाफ्टचे रोटेशन सुरू करतो. पिस्टनवरील दाब, पिस्टनचा आकार आणि इंजिनच्या स्ट्रोकद्वारे उत्पादित टॉर्कचे प्रमाण निर्धारित केले जाते. पॉवर स्ट्रोक दरम्यान, दोन्ही वाल्व्ह बंद असतात.

एक्झॉस्ट स्ट्रोक एक्झॉस्ट स्ट्रोक तेव्हा होतो जेव्हा एक्झॉस्ट वायू ज्वलन कक्षातून बाहेर काढले जातात आणि वातावरणात सोडले जातात. एक्झॉस्ट स्ट्रोक हा अंतिम स्ट्रोक आहे आणि जेव्हा एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह उघडतो आणि इनटेक वाल्व बंद होतो तेव्हा होतो. पिस्टनच्या हालचालीमुळे वातावरणातील एक्झॉस्ट वायू बाहेर पडतात.

जेव्हा पॉवर स्ट्रोक दरम्यान पिस्टन तळाच्या मृत केंद्रापर्यंत पोहोचतो, तेव्हा ज्वलन पूर्ण होते आणि सिलेंडर एक्झॉस्ट वायूंनी भरलेला असतो. एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह उघडतो, आणि फ्लायव्हील आणि इतर हलणाऱ्या भागांची जडत्व पिस्टनला परत वरच्या मृत केंद्राकडे ढकलते, एक्झॉस्ट वायूंना ओपन एक्झॉस्ट व्हॉल्व्हमधून सोडण्यास भाग पाडते. एक्झॉस्ट स्ट्रोकच्या शेवटी, पिस्टन वरच्या डेड सेंटरवर असतो आणि एक कार्यरत चक्र पूर्ण होते.