रोटरी इंजन कैसे काम करते हैं

एक रोटरी इंजन आपकी कार के इंजन की तरह एक आंतरिक दहन इंजन है, लेकिन यह पारंपरिक पिस्टन इंजन की तुलना में पूरी तरह से अलग तरीके से काम करता है।

एक पिस्टन इंजन में, समान मात्रा में स्थान (सिलेंडर) बारी-बारी से चार अलग-अलग कार्य करता है - सेवन, संपीड़न, दहन और निकास। एक रोटरी इंजन यही चार काम करता है, लेकिन हर एक आवास के अपने हिस्से में होता है। यह चार कामों में से प्रत्येक के लिए एक समर्पित सिलेंडर होने जैसा है, जिसमें पिस्टन लगातार एक से दूसरे में जा रहा है।

रोटरी इंजन (मूल रूप से डॉ. फेलिक्स वांकेल द्वारा कल्पना और विकसित) को कभी-कभी वांकेल इंजन , या वेंकेल रोटरी इंजन कहा जाता है ।

इस लेख में, हम सीखेंगे कि एक रोटरी इंजन कैसे काम करता है। आइए काम के बुनियादी सिद्धांतों से शुरू करें।

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अंतर्वस्तु

1. एक रोटरी इंजन के सिद्धांत
2. रोटरी इंजन के पुर्जे
3. रोटरी इंजन असेंबली
4. रोटरी इंजन पावर
5. मतभेद और चुनौतियां

पिस्टन इंजन की तरह, रोटरी इंजन हवा और ईंधन के संयोजन के जलने पर बने दबाव का उपयोग करता है। एक पिस्टन इंजन में, वह दबाव सिलेंडरों में समाहित होता है और पिस्टन को आगे-पीछे करने के लिए मजबूर करता है। कनेक्टिंग रॉड और क्रैंकशाफ्ट पिस्टन की पारस्परिक गति को घूर्णी गति में परिवर्तित करते हैं जिसका उपयोग कार को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।

एक रोटरी इंजन में, दहन का दबाव आवास के हिस्से से बने एक कक्ष में समाहित होता है और त्रिकोणीय रोटर के एक चेहरे द्वारा सील किया जाता है, जो कि पिस्टन के बजाय इंजन का उपयोग करता है।

रोटर एक पथ का अनुसरण करता है जो कुछ ऐसा दिखता है जिसे आप स्पाइरोग्राफ के साथ बनाएंगे । यह पथ रोटर की तीन चोटियों में से प्रत्येक को आवास के संपर्क में रखता है, जिससे गैस के तीन अलग-अलग खंड बनते हैं। जैसे ही रोटर कक्ष के चारों ओर घूमता है, गैस के तीन खंडों में से प्रत्येक बारी-बारी से फैलता और सिकुड़ता है। यह विस्तार और संकुचन है जो इंजन में हवा और ईंधन खींचता है, इसे संपीड़ित करता है और गैसों के विस्तार के रूप में उपयोगी शक्ति बनाता है , और फिर निकास को बाहर निकालता है।

हम भागों की जांच करने के लिए एक रोटरी इंजन के अंदर एक नज़र डालेंगे, लेकिन पहले आइए एक नए मॉडल की कार पर एक बिल्कुल नए रोटरी इंजन पर एक नज़र डालें।

माज़दा RX-8

माज़दा उत्पादन कारों को विकसित करने में अग्रणी रही है जो रोटरी इंजन का उपयोग करती हैं। RX-7, जिसकी बिक्री 1978 में शुरू हुई थी, शायद सबसे सफल रोटरी-इंजन से चलने वाली कार थी। लेकिन इससे पहले रोटरी-इंजन वाली कारों, ट्रकों और यहां तक ​​कि बसों की एक शृंखला, 1967 के कॉस्मो स्पोर्ट से शुरू हुई थी । पिछले साल संयुक्त राज्य अमेरिका में RX-7 को 1995 में बेचा गया था, लेकिन रोटरी इंजन निकट भविष्य में वापसी करने के लिए तैयार है।

मज़्दा RX-8, माज़दा की एक नई कार, में एक नया, पुरस्कार विजेता रोटरी इंजन है जिसे RENESIS कहा जाता है । वर्ष 2003 का अंतर्राष्ट्रीय इंजन नामित, यह स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड दो-रोटर इंजन लगभग 250 हॉर्स पावर का उत्पादन करेगा । अधिक जानकारी के लिए मज़्दा की RX-8 वेब साइट पर जाएँ ।

एक रोटरी इंजन में एक इग्निशन सिस्टम और एक ईंधन-वितरण प्रणाली होती है जो पिस्टन इंजन के समान होती है। यदि आपने कभी रोटरी इंजन के अंदर नहीं देखा है, तो आश्चर्य के लिए तैयार रहें, क्योंकि आप ज्यादा पहचान नहीं पाएंगे।

रोटार

रोटर में तीन उत्तल फलक होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक पिस्टन की तरह कार्य करता है। रोटर के प्रत्येक चेहरे में एक पॉकेट होता है, जो इंजन के विस्थापन को बढ़ाता है, जिससे हवा/ईंधन मिश्रण के लिए अधिक जगह मिलती है।

प्रत्येक चेहरे के शीर्ष पर एक धातु का ब्लेड होता है जो दहन कक्ष के बाहर एक मुहर बनाता है। रोटर के प्रत्येक तरफ धातु के छल्ले भी होते हैं जो दहन कक्ष के किनारों को सील करते हैं।

रोटर में एक तरफ के केंद्र में कटे हुए आंतरिक गियर दांतों का एक सेट होता है। ये दांत एक गियर के साथ मिलते हैं जो आवास के लिए तय होता है। यह गियर मेटिंग उस पथ और दिशा को निर्धारित करता है जो रोटर आवास के माध्यम से लेता है।

आवास

आवास आकार में मोटे तौर पर अंडाकार है (यह वास्तव में एक एपिट्रोकॉइड है - यह जावा प्रदर्शन देखें कि आकार कैसे प्राप्त होता है)। दहन कक्ष का आकार डिज़ाइन किया गया है ताकि रोटर के तीन सिरे हमेशा कक्ष की दीवार के संपर्क में रहें, जिससे गैस की तीन सीलबंद मात्राएँ बनती हैं।

आवास का प्रत्येक भाग दहन प्रक्रिया के एक भाग को समर्पित है। चार खंड हैं:

सेवन और निकास बंदरगाह आवास में स्थित हैं। इन बंदरगाहों में कोई वाल्व नहीं हैं। निकास बंदरगाह सीधे निकास से जुड़ता है, और सेवन बंदरगाह सीधे थ्रॉटल से जुड़ता है।

आउटपुट शॉफ़्ट

आउटपुट शाफ्ट में गोल लोब विलक्षण रूप से घुड़सवार होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे शाफ्ट की केंद्र रेखा से ऑफसेट होते हैं। प्रत्येक रोटर इनमें से एक लोब पर फिट बैठता है। लोब पिस्टन इंजन में क्रैंकशाफ्ट की तरह काम करता है। जैसे ही रोटर आवास के चारों ओर अपने पथ का अनुसरण करता है, यह लोब पर धक्का देता है। चूंकि लोब आउटपुट शाफ्ट के लिए सनकी घुड़सवार होते हैं, रोटर को लोब पर लागू करने वाला बल शाफ्ट में टोक़ बनाता है , जिससे यह स्पिन हो जाता है।

अब आइए देखें कि इन भागों को कैसे इकट्ठा किया जाता है और यह कैसे बिजली पैदा करता है।

एक रोटरी इंजन को परतों में इकट्ठा किया जाता है। हमने जिस दो-रोटर इंजन को अलग किया, उसमें पांच मुख्य परतें हैं जो लंबे बोल्ट की एक अंगूठी द्वारा एक साथ रखी जाती हैं। शीतलक सभी टुकड़ों के आसपास के मार्गों से होकर बहता है।

दो अंत परतों में आउटपुट शाफ्ट के लिए सील और बीयरिंग होते हैं। वे आवास के दो खंडों में भी सील करते हैं जिनमें रोटार होते हैं। इन टुकड़ों की अंदरूनी सतह बहुत चिकनी होती है, जो रोटर पर सील को अपना काम करने में मदद करती है। इन अंत टुकड़ों में से प्रत्येक पर एक सेवन बंदरगाह स्थित है।

बाहर से अगली परत अंडाकार आकार का रोटर आवास है, जिसमें निकास बंदरगाह होते हैं। यह आवास का वह हिस्सा है जिसमें रोटर होता है।

केंद्र के टुकड़े में दो सेवन बंदरगाह होते हैं, प्रत्येक रोटर के लिए एक। यह दो रोटार को भी अलग करता है, इसलिए इसकी बाहरी सतह बहुत चिकनी होती है।

प्रत्येक रोटर के केंद्र में एक बड़ा आंतरिक गियर होता है जो एक छोटे गियर के चारों ओर घूमता है जो इंजन के आवास के लिए तय होता है। यह वही है जो रोटर की कक्षा निर्धारित करता है। रोटर आउटपुट शाफ्ट पर बड़े गोलाकार लोब पर भी सवारी करता है।

अगला, हम देखेंगे कि इंजन वास्तव में कैसे शक्ति बनाता है।

रोटरी इंजन चार-स्ट्रोक दहन चक्र का उपयोग करते हैं, जो वही चक्र है जिसका उपयोग चार-स्ट्रोक पिस्टन इंजन करते हैं। लेकिन एक रोटरी इंजन में, यह पूरी तरह से अलग तरीके से किया जाता है।

यदि आप ध्यान से देखें, तो आप आउटपुट शाफ्ट पर रोटर की प्रत्येक पूर्ण क्रांति के लिए ऑफसेट लोब को तीन बार घूमते हुए देखेंगे।

रोटरी इंजन का हृदय रोटर होता है। यह मोटे तौर पर पिस्टन इंजन में पिस्टन के बराबर है। रोटर आउटपुट शाफ्ट पर एक बड़े गोलाकार लोब पर लगाया जाता है। यह लोब शाफ्ट की केंद्र रेखा से ऑफसेट होता है और एक चरखी पर क्रैंक हैंडल की तरह कार्य करता है, रोटर को आउटपुट शाफ्ट को चालू करने के लिए आवश्यक उत्तोलन देता है। जैसे ही रोटर आवास के अंदर परिक्रमा करता है, यह लोब को तंग घेरे में चारों ओर धकेलता है, रोटर के हर एक चक्कर के लिए तीन बार मुड़ता है ।

जैसे ही रोटर आवास के माध्यम से चलता है, रोटर द्वारा बनाए गए तीन कक्ष आकार बदलते हैं। यह आकार परिवर्तन एक पंपिंग क्रिया उत्पन्न करता है। आइए रोटर के एक चेहरे को देखते हुए इंजन के चार स्ट्रोक में से प्रत्येक को देखें।

प्रवेश

चक्र का सेवन चरण तब शुरू होता है जब रोटर की नोक इनटेक पोर्ट से गुजरती है। जिस समय इंटेक पोर्ट चैम्बर के संपर्क में आता है, उस समय उस चैम्बर का आयतन अपने न्यूनतम के करीब होता है। जैसे ही रोटर इनटेक पोर्ट से आगे बढ़ता है, चैम्बर का आयतन फैलता है, जिससे चेंबर में हवा/ईंधन मिश्रण आता है।

जब रोटर का शिखर सेवन बंदरगाह से गुजरता है, तो उस कक्ष को बंद कर दिया जाता है और संपीड़न शुरू हो जाता है।

दबाव

जैसे-जैसे रोटर आवास के चारों ओर अपनी गति जारी रखता है, कक्ष का आयतन छोटा होता जाता है और वायु/ईंधन मिश्रण संकुचित हो जाता है। जब तक रोटर का चेहरा इसे स्पार्क प्लग के चारों ओर बना देता है , तब तक चैम्बर का आयतन फिर से अपने न्यूनतम के करीब हो जाता है। यह तब होता है जब दहन शुरू होता है।

दहन

अधिकांश रोटरी इंजन में दो स्पार्क प्लग होते हैं। दहन कक्ष लंबा है, इसलिए यदि केवल एक प्लग होता तो लौ बहुत धीमी गति से फैलती। जब स्पार्क प्लग हवा/ईंधन मिश्रण को प्रज्वलित करते हैं, तो दबाव तेजी से बनता है, जिससे रोटर हिलने लगता है।

दहन का दबाव रोटर को उस दिशा में ले जाने के लिए मजबूर करता है जिससे कक्ष मात्रा में बढ़ता है। दहन गैसों का विस्तार जारी है, रोटर को हिलाना और शक्ति बनाना, जब तक कि रोटर का शिखर निकास बंदरगाह से नहीं गुजरता।

निकास

एक बार जब रोटर का शिखर निकास बंदरगाह से गुजरता है, तो उच्च दबाव वाली दहन गैसें निकास से बाहर निकलने के लिए स्वतंत्र होती हैं। जैसे ही रोटर आगे बढ़ना जारी रखता है, चैम्बर सिकुड़ने लगता है, जिससे शेष निकास बंदरगाह से बाहर हो जाता है। जब तक चैम्बर का आयतन अपने न्यूनतम के करीब होता है, रोटर का शिखर इंटेक पोर्ट से होकर गुजरता है और पूरा चक्र फिर से शुरू हो जाता है।

रोटरी इंजन के बारे में साफ बात यह है कि रोटर के तीन चेहरों में से प्रत्येक हमेशा चक्र के एक हिस्से पर काम कर रहा है - रोटर की एक पूर्ण क्रांति में, तीन दहन स्ट्रोक होंगे। लेकिन याद रखें, रोटर की प्रत्येक पूर्ण क्रांति के लिए आउटपुट शाफ्ट तीन बार घूमता है, जिसका अर्थ है कि आउटपुट शाफ्ट की प्रत्येक क्रांति के लिए एक दहन स्ट्रोक होता है।

कई परिभाषित विशेषताएं हैं जो एक विशिष्ट पिस्टन इंजन से रोटरी इंजन को अलग करती हैं।

कम चलने वाले हिस्से

रोटरी इंजन में तुलनात्मक चार-स्ट्रोक पिस्टन इंजन की तुलना में बहुत कम चलने वाले हिस्से होते हैं। एक दो-रोटर रोटरी इंजन में तीन मुख्य गतिमान भाग होते हैं: दो रोटर और आउटपुट शाफ्ट। यहां तक ​​​​कि सबसे सरल चार-सिलेंडर पिस्टन इंजन में कम से कम 40 चलने वाले हिस्से होते हैं, जिनमें पिस्टन, कनेक्टिंग रॉड, कैंषफ़्ट , वाल्व, वाल्व स्प्रिंग्स, रॉकर्स, टाइमिंग बेल्ट, टाइमिंग गियर और क्रैंकशाफ्ट शामिल हैं।

चलती भागों का यह न्यूनतमकरण एक रोटरी इंजन से बेहतर विश्वसनीयता में तब्दील हो सकता है। यही कारण है कि कुछ विमान निर्माता ( स्काईकार के निर्माता सहित ) पिस्टन इंजन के लिए रोटरी इंजन पसंद करते हैं।

चिकनी

एक पारंपरिक इंजन में पिस्टन की तरह हिंसक रूप से बदलती दिशाओं के बजाय एक रोटरी इंजन के सभी हिस्से लगातार एक दिशा में घूमते हैं। रोटरी इंजन आंतरिक रूप से कताई काउंटरवेट के साथ संतुलित होते हैं जो किसी भी कंपन को रद्द करने के लिए चरणबद्ध होते हैं।

रोटरी इंजन में पावर डिलीवरी भी आसान होती है। चूंकि प्रत्येक दहन घटना रोटर के घूर्णन के 90 डिग्री तक चलती है, और आउटपुट शाफ्ट रोटर की प्रत्येक क्रांति के लिए तीन चक्कर लगाता है, प्रत्येक दहन घटना आउटपुट शाफ्ट के रोटेशन के 270 डिग्री तक चलती है। इसका मतलब है कि एक सिंगल-रोटर इंजन आउटपुट शाफ्ट की प्रत्येक क्रांति के तीन-चौथाई के लिए बिजली प्रदान करता है। इसकी तुलना सिंगल-सिलेंडर पिस्टन इंजन से करें, जिसमें हर दो चक्करों में से 180 डिग्री के दौरान दहन होता है , या क्रैंकशाफ्ट (पिस्टन इंजन का आउटपुट शाफ्ट) की प्रत्येक क्रांति का केवल एक चौथाई हिस्सा होता है।

और धीमा

चूंकि रोटार आउटपुट शाफ्ट की एक तिहाई गति से घूमते हैं, इंजन के मुख्य चलने वाले हिस्से पिस्टन इंजन के हिस्सों की तुलना में धीमी गति से चलते हैं। यह विश्वसनीयता में भी मदद करता है।

चुनौतियों

रोटरी इंजन को डिजाइन करने में कुछ चुनौतियाँ हैं:

रोटरी इंजन और संबंधित विषयों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर लिंक देखें।

मूल रूप से प्रकाशित: २९ मार्च २००१

रोटरी इंजन कैसे काम करता है?

रोटरी इंजन खराब क्यों होते हैं?

क्या रोटरी इंजन बेहतर है?

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