रोटरी इंजन: संचालन का सिद्धांत, विशेषताएं

2024 लेखक: Erin Ralphs | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-02-19 16:09

इंजन किसी भी वाहन की नींव होता है। इसके बिना कार की आवाजाही असंभव है। फिलहाल, सबसे आम पिस्टन आंतरिक दहन इंजन हैं। अगर हम ज्यादातर क्रॉस-कंट्री कारों की बात करें, तो ये इन-लाइन फोर-सिलेंडर इंटरनल कम्बशन इंजन हैं। हालांकि, ऐसे इंजन वाली कारें हैं, जहां क्लासिक पिस्टन सिद्धांत रूप में अनुपस्थित है। इन मोटर्स में एक पूरी तरह से अलग उपकरण और संचालन का सिद्धांत है। उन्हें रोटरी आंतरिक दहन इंजन कहा जाता है। ये इकाइयाँ क्या हैं, उनकी विशेषताएं, पक्ष और विपक्ष क्या हैं? हमारे आज के लेख में विचार करें।

विशेषता

एक रोटरी इंजन थर्मल आंतरिक दहन इंजन के प्रकारों में से एक है। पहली बार इस तरह की मोटर को 19वीं शताब्दी में वापस विकसित किया गया था। आज, मज़्दा RX-8 और कुछ अन्य स्पोर्ट्स कारों पर एक रोटरी इंजन का उपयोग किया जाता है। इस तरह की मोटर की एक प्रमुख विशेषता होती है - इसमें पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन की तरह पारस्परिक गति नहीं होती है।

यहां घुमाया जाता हैविशेष त्रिकोणीय रोटर। वह एक विशेष इमारत में है। पिछली शताब्दी के 50 के दशक में जर्मन कंपनी एनएसयू द्वारा इसी तरह की योजना का अभ्यास किया गया था। ऐसे आंतरिक दहन इंजन के लेखक फेलिक्स वांकेल थे। यह उनकी योजना के अनुसार है कि सभी आधुनिक रोटरी इंजन का उत्पादन किया जाता है (माज़्दा आरएक्स कोई अपवाद नहीं है)।

डिवाइस

बिजली इकाई के डिजाइन में शामिल हैं:

• मामला।
• आउटपुट शाफ्ट।
• रोटर।

मामला ही मुख्य कार्य कक्ष है। रोटरी इंजन पर इसका अंडाकार आकार होता है। दहन कक्ष का ऐसा असामान्य डिजाइन ट्राइहेड्रल रोटर के उपयोग के कारण होता है। इसलिए, जब यह दीवारों के संपर्क में आता है, तो पृथक बंद आकृतियाँ बन जाती हैं। यह उनमें है कि आंतरिक दहन इंजन के कार्य चक्र को पूरा किया जाता है। यह है:

• इनलेट।
• संपीड़न।
• इग्निशन और वर्किंग स्ट्रोक।
• रिलीज।

रोटरी आंतरिक दहन इंजन की विशेषताओं के बीच, यह क्लासिक सेवन और निकास वाल्व की अनुपस्थिति पर ध्यान देने योग्य है। इसके बजाय, विशेष छेद का उपयोग किया जाता है। वे दहन कक्ष के किनारों पर स्थित हैं। ये छेद सीधे एग्जॉस्ट सिस्टम और पावर सिस्टम से जुड़े होते हैं।

रोटर

इस प्रकार के बिजली संयंत्र के डिजाइन का आधार रोटर है। यह इस इंजन में पिस्टन का कार्य करता है। हालांकि, रोटर एक ही प्रति में है, जबकि पिस्टन तीन से बारह या अधिक तक हो सकता है। इस तत्व का आकार गोल किनारों वाले त्रिभुज जैसा दिखता है।

ऐसे किनारों की जरूरत हैदहन कक्ष की अधिक वायुरोधी और उच्च गुणवत्ता वाली सीलिंग के लिए। यह ईंधन मिश्रण का उचित दहन सुनिश्चित करता है। विशेष प्लेटें चेहरे के ऊपरी भाग में और उसके किनारों पर स्थित होती हैं। वे संपीड़न के छल्ले के रूप में कार्य करते हैं। रोटर में दांत भी होते हैं। वे ड्राइव को घुमाने का काम करते हैं, जो आउटपुट शाफ्ट को भी चलाता है। हम बाद वाले की नियुक्ति के बारे में नीचे बात करेंगे।

वैल

जैसे, रोटरी पिस्टन इंजन में कोई क्रैंकशाफ्ट नहीं होता है। इसके बजाय, एक आउटपुट तत्व का उपयोग किया जाता है। इसके केंद्र के सापेक्ष विशेष प्रोट्रूशियंस (कैम) हैं। वे असममित रूप से स्थित हैं। रोटर से टॉर्क, जो कैम को प्रेषित होता है, शाफ्ट को अपनी धुरी के चारों ओर घूमने का कारण बनता है। यह कार में ड्राइव और पहियों को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा बनाता है।

बीट्स

रोटरी इंजन का कार्य सिद्धांत क्या है? पिस्टन इंजन के साथ समान चक्रों के बावजूद कार्रवाई का एल्गोरिथ्म अलग है। तो, चक्र की शुरुआत तब होती है जब रोटर का एक सिरा आंतरिक दहन इंजन आवास के इनलेट चैनल से होकर गुजरता है। फिलहाल, वैक्यूम की क्रिया के तहत, एक दहनशील मिश्रण को कक्ष में चूसा जाता है। रोटर के आगे घूमने के साथ, मिश्रण का संपीड़न स्ट्रोक होता है। ऐसा तब होता है जब दूसरा सिरा इनलेट से होकर गुजरता है। मिश्रण का दबाव धीरे-धीरे बढ़ता है। यह अंततः प्रज्वलित करता है। लेकिन यह संपीड़न के बल से नहीं, बल्कि स्पार्क प्लग की चिंगारी से प्रज्वलित होता है। उसके बाद, रोटर स्ट्रोक का कार्य चक्र शुरू होता है।

चूंकि ऐसे इंजन में दहन कक्ष का अंडाकार आकार होता है, इसलिए डिजाइन में दो मोमबत्तियों का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। यह आपको मिश्रण को जल्दी से प्रज्वलित करने की अनुमति देता है।इस प्रकार, लौ सामने अधिक समान रूप से फैलती है। वैसे, एक पारंपरिक पिस्टन आंतरिक दहन इंजन में प्रति दहन कक्ष में दो मोमबत्तियों का भी उपयोग किया जा सकता है (यह डिजाइन अत्यंत दुर्लभ है)। हालांकि, एक रोटरी इंजन के लिए, यह जरूरी है।

प्रज्वलन के बाद कक्ष में गैसों का उच्च दाब बनता है। बल इतना बड़ा है कि यह रोटर को सनकी पर घूमने देता है। यह आउटपुट शाफ्ट पर टॉर्क उत्पन्न करने में योगदान देता है। जैसे ही रोटर का शीर्ष आउटलेट के पास पहुंचता है, गैसों की ऊर्जा का बल और दबाव कम हो जाता है। वे अनायास आउटलेट चैनल में भाग जाते हैं। कैमरा पूरी तरह से मुक्त होने के बाद, एक नई प्रक्रिया शुरू होती है। रोटरी इंजन इंटेक स्ट्रोक, कम्प्रेशन, इग्निशन और फिर पावर स्ट्रोक के साथ फिर से शुरू होता है।

स्नेहन प्रणाली और पोषण के बारे में

इस इकाई में ईंधन आपूर्ति प्रणाली में कोई अंतर नहीं है। यह एक सबमर्सिबल पंप का भी उपयोग करता है जो टैंक के दबाव में गैसोलीन की आपूर्ति करता है। लेकिन स्नेहन प्रणाली की अपनी विशेषताएं हैं। तो, इंजन के रगड़ भागों के लिए तेल सीधे दहन कक्ष में खिलाया जाता है। स्नेहन के लिए एक विशेष छेद प्रदान किया जाता है। लेकिन सवाल यह उठता है कि अगर तेल दहन कक्ष में प्रवेश करता है तो वह कहां जाता है? यहां ऑपरेशन का सिद्धांत टू-स्ट्रोक इंजन के समान है। तेल कक्ष में प्रवेश करता है और गैसोलीन के साथ जलता है। ऑपरेशन की इस योजना का उपयोग पिस्टन इंजन सहित प्रत्येक रोटरी वेन इंजन पर किया जाता है। स्नेहन प्रणाली के विशेष डिजाइन के कारण, ऐसे मोटर्स आधुनिक नहीं मिल सकते हैंपर्यावरण नियमों। यह कई कारणों में से एक है कि क्यों VAZ और अन्य कार मॉडल पर रोटरी इंजन का व्यावसायिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। हालाँकि, पहले हम RPD के फायदों पर ध्यान दें।

पेशेवर

इस प्रकार के इंजन के कई फायदे हैं। सबसे पहले, इस मोटर का वजन और आकार छोटा होता है। यह आपको इंजन डिब्बे में जगह बचाने और किसी भी कार में आंतरिक दहन इंजन लगाने की अनुमति देता है। इसके अलावा, कम वजन कार के अधिक सही वजन वितरण में योगदान देता है। आखिरकार, क्लासिक आंतरिक दहन इंजन वाली कारों पर अधिकांश द्रव्यमान शरीर के सामने केंद्रित होता है।

दूसरे, रोटरी पिस्टन इंजन में उच्च शक्ति घनत्व होता है। क्लासिक मोटर्स की तुलना में यह आंकड़ा डेढ़ से दो गुना ज्यादा है। इसके अलावा, रोटरी इंजन में एक व्यापक टोक़ शेल्फ है। यह लगभग निष्क्रिय से उपलब्ध है, जबकि पारंपरिक आंतरिक दहन इंजनों को चार से पांच हजार तक घूमने की आवश्यकता होती है। वैसे, उच्च गति प्राप्त करने के लिए एक रोटरी मोटर बहुत आसान है। यह एक और प्लस है।

तीसरा, ऐसे इंजन का डिज़ाइन सरल होता है। कोई वाल्व नहीं है, कोई स्प्रिंग्स नहीं है, पूरी तरह से कोई क्रैंक तंत्र नहीं है। इसी समय, बेल्ट और कैंषफ़्ट के साथ कोई सामान्य गैस वितरण प्रणाली नहीं है। यह केएसएचएम की अनुपस्थिति है जो एक रोटरी आंतरिक दहन इंजन द्वारा क्रांतियों के आसान सेट में योगदान देता है। ऐसी मोटर एक सेकेंड में आठ से दस हजार तक घूम जाती है। खैर, एक और प्लस विस्फोट करने की कम प्रवृत्ति है।

विपक्ष

अब बात करते हैं उन नुकसानों के बारे में जिनसे रोटरी का प्रयोग होता हैमोटर सीमित हो गई। पहला माइनस तेल की गुणवत्ता के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं। हालाँकि मोटर टू-स्ट्रोक की तरह काम करती है, आप यहाँ सस्ते "मिनरल वाटर" नहीं भर सकते। बिजली इकाई के हिस्से और तंत्र महत्वपूर्ण भार के अधीन हैं, इसलिए, संसाधन को बचाने के लिए, रगड़ जोड़े के बीच एक घने तेल फिल्म की आवश्यकता होती है। वैसे, तेल परिवर्तन कार्यक्रम छह हजार किलोमीटर है।

अगला नुकसान रोटर के सीलिंग तत्वों के तेजी से पहनने की चिंता करता है। यह छोटे संपर्क पैच के कारण है। सीलिंग तत्वों के पहनने के कारण, एक उच्च अंतर दबाव बनता है। इसका रोटरी इंजन के प्रदर्शन और तेल की खपत (और इसके परिणामस्वरूप पर्यावरणीय प्रदर्शन पर) पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

कमियों को सूचीबद्ध करते हुए, यह ईंधन की खपत का उल्लेख करने योग्य है। सिलेंडर-पिस्टन इंजन की तुलना में, रोटरी इंजन में ईंधन दक्षता नहीं होती है, खासकर मध्यम और निम्न गति पर। इसका एक ज्वलंत उदाहरण माज़दा RX-8 है। 1.3 लीटर की मात्रा के साथ, यह इंजन प्रति सौ में कम से कम 15 लीटर गैसोलीन की खपत करता है। उल्लेखनीय रूप से, उच्च रोटर गति पर, सबसे बड़ी ईंधन दक्षता हासिल की जाती है।

साथ ही, रोटरी इंजन के अधिक गर्म होने का खतरा होता है। यह दहन कक्ष के विशेष लेंटिकुलर आकार के कारण है। यह एक गोलाकार (पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन के रूप में) की तुलना में गर्मी को अच्छी तरह से नहीं हटाता है, इसलिए, ऑपरेशन के दौरान, आपको हमेशा तापमान संवेदक की निगरानी करनी चाहिए। ओवरहीटिंग की स्थिति में, रोटर विकृत हो जाता है। काम करते समय, यह महत्वपूर्ण खरोंच का निर्माण करेगा। नतीजतन, मोटर संसाधन अंत तक पहुंच जाएगा।

साधारण डिजाइन और क्रैंक तंत्र की कमी के बावजूद, इस मोटर की मरम्मत करना मुश्किल है। ऐसे इंजन बहुत दुर्लभ होते हैं और कुछ कारीगरों को उनके साथ अनुभव होता है। इसलिए, कई कार सेवाएं ऐसे मोटर्स को "पूंजीकृत" करने से इनकार करती हैं। और जो रोटार में लगे हुए हैं वे इसके लिए शानदार रकम मांगते हैं। आपको एक नया इंजन भुगतान या स्थापित करना होगा। लेकिन यह उच्च संसाधन की गारंटी नहीं है। ऐसी मोटरें अधिकतम 100 हजार किलोमीटर (मध्यम संचालन और समय पर रखरखाव के साथ भी) की देखभाल करती हैं। और माज़दा RX-8 इंजन कोई अपवाद नहीं थे।

VAZ रोटरी इंजन

हर कोई जानता है कि जापानी निर्माता माज़दा ने अपने वर्षों में ऐसे इंजनों का उपयोग किया था। हालांकि, कम ही लोग इस तथ्य को जानते हैं कि सोवियत संघ में वीएजेड क्लासिक पर आरपीडी का भी इस्तेमाल किया गया था। ऐसी मोटर को विशेष सेवाओं के लिए मंत्रालय के आदेश से विकसित किया गया था। इस तरह के इंजन से लैस VAZ-21079, आठ-सिलेंडर इंजन के साथ प्रसिद्ध ब्लैक "वोल्गा-कैच-अप" का एक एनालॉग था।

VAZ के लिए रोटरी पिस्टन इंजन का विकास 70 के दशक के मध्य में शुरू हुआ। काम आसान नहीं था - एक रोटरी इंजन बनाने के लिए जो सभी मामलों में पारंपरिक पिस्टन आंतरिक दहन इंजन को पार कर जाएगा। समारा विमानन उद्यमों के विशेषज्ञों द्वारा एक नई बिजली इकाई का विकास किया गया। असेंबली और डिज़ाइन ब्यूरो के प्रमुख बोरिस सिदोरोविच पॉस्पेलोव थे।

विदेशी मॉडलों के रोटरी मोटर्स के अध्ययन के साथ-साथ बिजली इकाइयों का विकास भी हुआ।पहली प्रतियां उच्च प्रदर्शन में भिन्न नहीं थीं, और वे श्रृंखला में नहीं गईं। कुछ साल बाद, क्लासिक VAZ के लिए RPD के कई वेरिएंट बनाए गए। VAZ-311 इंजन को उनमें से सर्वश्रेष्ठ के रूप में मान्यता दी गई थी। इस इंजन में जापानी 1ZV इंजन के समान ज्यामितीय पैरामीटर थे। इकाई की अधिकतम शक्ति 70 अश्वशक्ति थी। डिजाइन की अपूर्णता के बावजूद, प्रबंधन ने RPDs के पहले औद्योगिक बैच को जारी करने का निर्णय लिया, जो आधिकारिक VAZ-2101 वाहनों पर स्थापित किए गए थे। हालांकि, जल्द ही बहुत सी कमियों का पता चला: मोटर ने शिकायतों की एक लहर उत्पन्न की, एक घोटाला हुआ और डिजाइन ब्यूरो के कर्मचारियों की संख्या में काफी कमी आई। बार-बार टूटने के कारण, पहला VAZ-311 रोटरी इंजन बंद कर दिया गया था।

लेकिन सोवियत आरपीडी की कहानी यहीं खत्म नहीं हुई। 80 के दशक में, इंजीनियर अभी भी एक रोटरी इंजन बनाने में कामयाब रहे जो एक पिस्टन आंतरिक दहन इंजन की विशेषताओं से काफी अधिक था। तो, यह VAZ-4132 रोटरी इंजन था। इकाई ने 120 अश्वशक्ति की शक्ति विकसित की। इसने VAZ-2105 को उत्कृष्ट गतिशील प्रदर्शन दिया। इस इंजन से कार 9 सेकेंड में सौ की रफ्तार पकड़ लेती है। और "कैच-अप" की अधिकतम गति 180 किलोमीटर प्रति घंटा थी। मुख्य लाभों में, यह इंजन के उच्च टोक़, पूरे रेव रेंज में उपलब्ध है और उच्च लीटर शक्ति को ध्यान देने योग्य है, जो बिना किसी बढ़ावा के हासिल किया गया था।

90 के दशक में, AvtoVAZ ने एक नया रोटरी इंजन विकसित करना शुरू किया, जिसे "नौ" पर स्थापित किया जाना था। तो, 1994 मेंमी वर्ष, एक नई बिजली इकाई VAZ-415 का जन्म हुआ। मोटर में 1300 क्यूबिक सेंटीमीटर और दो दहन कक्षों की कार्यशील मात्रा थी। प्रत्येक का संपीड़न अनुपात 9.4 था। यह बिजली संयंत्र दस हजार चक्कर लगाने में सक्षम है। उसी समय, इंजन को कम ईंधन की खपत से अलग किया गया था। संयुक्त चक्र में यूनिट ने औसतन 13-14 लीटर प्रति सौ की खपत की (यह आज के मानकों के अनुसार पुराने रोटरी आंतरिक दहन इंजन के लिए एक अच्छा संकेतक है)। उसी समय, इंजन को कम कर्ब वेट द्वारा प्रतिष्ठित किया गया था। अटैचमेंट के बिना उनका वजन केवल 113 किलोग्राम था।

VAZ-415 इंजन की तेल खपत विशिष्ट ईंधन खपत का 0.6 प्रतिशत है। ओवरहाल से पहले आंतरिक दहन इंजन का संसाधन 125 हजार किलोमीटर है। "नौ" पर स्थापित मोटर ने अच्छी गतिशील विशेषताओं को दिखाया। तो, सौ तक त्वरण में केवल नौ सेकंड लगे। और अधिकतम गति 190 किलोमीटर प्रति घंटा है। रोटरी इंजन के साथ VAZ-2108 के प्रायोगिक नमूने भी थे। अपने हल्के वजन के लिए धन्यवाद, रोटरी "आठ" केवल आठ सेकंड में सैकड़ों तक पहुंच गई। और परीक्षणों के दौरान अधिकतम गति 200 किलोमीटर प्रति घंटा थी। हालांकि, इन मोटर्स ने कभी भी श्रृंखला में प्रवेश नहीं किया। आप उन्हें द्वितीयक बाज़ार और डिस्सेम्बली पर भी नहीं पा सकते हैं।

संक्षेप में

तो, हमने जाना कि रोटरी इंजन क्या होता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, यह अधिकतम दक्षता और शक्ति प्राप्त करने के उद्देश्य से एक बहुत ही रोचक विकास है। हालांकि, उनके डिजाइन के कारण, रोटर तंत्र जल्दी खराब हो गया। इससे इंजन के संसाधन प्रभावित हुए। और भीजापानी आरपीडी यह एक लाख किलोमीटर से अधिक नहीं है। इसके अलावा, इन मोटरों में स्नेहक के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं और आधुनिक पर्यावरण मानकों को पूरा नहीं कर सकती हैं। इसलिए, मोटर वाहन उद्योग में रोटरी पिस्टन आंतरिक दहन इंजन विशेष रूप से लोकप्रिय नहीं हुए हैं।