वाहनविश्व: भाग ४ इंटर्नल कंबशन इंजिन्स
Primary tabs
आधीचे भाग:
वाहनविश्व : भाग १ प्रस्तावना
वाहनविश्व : भाग २ इतिहास
वाहनविश्व: भाग ३ संरचना आणि विभागणी
इंजिन्स :
इंजिनं हे स्वयंचलित वाहनाचं ह्रुदय असतं. ह्याच्याचं धडधडीचं रुपांतर वेगवेगळ्या यांत्रिकी यंत्रणा वापरुन गतीमधे केलं जातं. पारंपारिक इंजिनांमधे बाह्यज्वलनं पद्धत (एक्स्टर्नल कंबशन) आणि आंतर्ज्वलन पद्धत (इंटरनल कंबशन) वापरली जाते. त्यातल्या त्यात आंतर्ज्वलन पद्धतीची इंजिनं प्रामुख्यानी रोजच्या वापरामधे असतात. दोघांमधला महत्त्वाचे फरक इंधनाच्या ज्वलनाची जागा, इंधनाचं ज्वलन करायची पद्धत आणि ह्या ज्वलनामधुन निर्माण झालेल्या ताकदीचं वहन करायच्या पद्धतींमुळे पडतो. आपण ह्या धाग्यामधे आंतरज्वलन पद्धतीच्या इंजिनांची माहिती बघणार आहोत. आधीच्या धाग्यामधे पाहिल्याप्रमाणे आंतर्ज्वलन पद्धतीच्या इंजिनांमधे खालील प्रमुख प्रकार आहेत.
४.१ टु स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन
४.२ फोर स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन
४.३ सिक्स स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन
४.४ टु स्ट्रोक डिझेल इंजिन
४.५ फोर स्ट्रोक डिझेल इंजिन
४.६ सिक्स स्ट्रोक डिझेल इंजिन
४.७ फोर स्ट्रोक सी.एन.जी. इंजिन (किट आणी प्युअर सी.एन.जी)
४.८ फोर स्ट्रोक एल.पी.जी. इंजिन (किट)
ह्या लेखामधे आपण सिक्स स्ट्रोक डिझेल इंजिनापर्यंतची माहिती पाहणार आहोत. पेट्रोल आणि डिझेल सिक्स स्ट्रोक मधे प्राथमिक इंधनाचा आणि त्याचं ज्वलनं करणार्या तत्त्वांचा फरक सोडला तर काहीही फरक नाही त्यामुळे आपण थेट डिझेल सिक्स स्ट्रोक इंजिनं मधेचं त्याची माहिती पाहाणार आहोत. सी.एन.जी. आणि एल.पी.जी. इंजिन्स आपण डेराईव्ड इंजिन्स च्या भागात पाहणार आहोत. कुठल्याही इंजिनाच्या योग्य चलनवलनामधे इग्निशन सिस्टीम, फ्युएल सप्लाय सिस्टीम्स, एअर फिल्ट्रेशन, ल्युब्रिकेशन सिस्टीम, कुलिंग सिस्टीम, सुपरचार्जिंग आणि टर्बोचार्जिंगचा सिंहाचा वाटा असतो. ह्या भागामधे ह्यांची फक्त नावं येतील.म नंतरच्या लेखांमधे त्याविषयी विस्तारानी माहिती येईलचं.
इंजिनांचे प्रमुख भाग :
इंजिनांची सखोल माहिती घेण्याआधी त्यामधे असण्यार्या महत्त्वाच्या भागांविषयी तसचं काही महत्त्वाच्या टर्मिनोलॉजिज (ह्याला मराठी शब्द सुचवा: संज्ञा?) ची माहिती पाहु.
इंजिनाचे महत्त्वाचे भाग :
१. इंजिन ब्लॉक
२. सिलिंडर हेड
३. पिस्टन आणि पिस्टन रिंग्ज
४. कनेक्टिंग रॉड
५. क्रँक शाफ्ट
६. क्रँक केस
७. फ्लायव्हील
८. स्पार्क प्लग (फक्त पेट्रोल इंजिनामधे)
९. डिझेल इंजेक्टर (फक्त डिझेल इंजिनामधे)
१०. व्हॉल्व्ज आणि स्प्रिंग्स (स्प्रिंग लोडेड रोलर कॅम फॉलोवर मेकॅनिझम)
११. पोर्ट्स
१२. कॅम शाफ्ट
१३. टायमिंग बेल्ट / टायमिंग ड्राईव्ह
१४. वेगवेगळी प्रेशर सिलींग गॅस्केट्स, जेली वगैरे वगैरे
महत्त्वाच्या टर्मिनॉलॉगिज :
१. टॉप डेड सेंटर (टी.डी.सी.)
२. बॉटम डेड सेंटर (बी.डी.सी.)
३. क्लीअरन्स व्हॉल्युम / कॉंप्रेशन व्हॉल्युम (सी.व्ही.)
इंजिनाचे महत्त्वाचे भाग :
१. इंजिन ब्लॉक :
इंजिन ब्लॉकलाच सिलिंडर ब्लॉक अश्याही नावानी ओळखलं जातं. इंजिनाला लागणारे सिलिंडर बोअर्स, ल्यूब्रिकेशन पॅसेजेस, कुलिंग जॅकेट्स, एअर ब्लिडींग पॅसेज (फक्त मरिन इंजिनात) अश्या अनेक गोष्टींना सामावुन घेण्यासाठी इंजिन ब्लॉक्स बनवलेले असतात. इंजिन ब्लॉकच्या वरच्या भागावर सिलिंडर हेड बसवलेलं असतं. आणि दोघांच्या मधे सिलींग साठी गॅस्केट्स लावलेलं असतं. दुचाकीमधे इंजिन ब्लॉक च्या भोवती एअर कुलिंग साठी फिन्स बसवलेले असतात.
(फोटो: इनलाईन इंजिन ब्लॉक, सौजन्यः आं.जा.)
२. सिलिंडर हेड :
इंजिन ब्लॉकच्या वरच्या भागावरती सिलिंडर हेड बसवलेला असतो. सिलिंडर हेड मधे व्हॉल्व सीट्स, व्हॉल्व्ज पॅसेज, स्पार्क प्लग, फ्युएल इंजेक्टर ईंत्यादी गोष्टी बसवतात. ह्याच्या आतल्या बाजुला पोकळ भाग असतो. पिस्टन टी.डी.सी. अर्थात टॉप डेड सेंटर ला असताना, सिलिंडर ब्लॉक आणि सिलिंडर हेड मधे गॅसेस काँप्रेस होतात ते ह्याच पोकळीमधे.
फोटो: सिलिंडर हेड, सौजन्य: होंडा मोटर्स
३. पिस्टन आणि पिस्टन रिंग्ज :
सिलिंडर स्लिव्ह मधे पिस्टन बसवलेला असतो. इंधनाच्या ज्वलनामुळे आतल्या गॅसेस प्रसरण पावतात. त्याद्वारे तयार झालेलं प्रेशर पिस्टन ला रेषीय गती देतं. फोर स्ट्रोक इंजिन आणि टु स्ट्रोक इंजिनाच्या पिस्टनमधे महत्त्वाचा फरक असतो तो म्हणजे पिस्टन च्या वरच्या भागामधे. टु स्ट्रोक इंजिनाच्या पिस्टनला क्राऊन असतो जो की फोर स्ट्रोकच्या ईंजिनाला नसतो. पिस्तनच्या लंबदंडगोलाकृती भागावर ग्रुव्हज असतात. ह्या ग्रुव्हज मधे पिस्टन रिंग बसवतात. पिस्टन रिंग सिलिंडर वॉल आणि पिस्टनच्या मधे सील चं काम करतात.
(फोटो: पिस्टन आणि पिस्टन रिंग्ज :
४. कनेक्टींग रॉड :
कनेक्टींग रॉड हा पिस्टन आणि क्रॅंकशाफ्टमधला दुवा असतो. ह्याचं एक टोकं पिस्टनच्या खालच्या भागाला जोडलेलं असत. दुसरं टो़क क्रँकशाफ्ट ला जोडलेलं असतं. पिस्टन पिन आणि क्रँकशाफ्टचा वर्तुळाकार भाग कनेंक्टींग रॉडमधे मोकळेपणानी फिरु शकतात.
(फोटो: कनेक्टींग रॉड, सौजन्यः आं.जा.)
५. क्रँक शाफ्ट :
पिस्टनच्या रेषीय वारंवारिता गतीला (लिनिअर रेसिप्रोकेटींग मोशन) कनेक्टींग रॉडच्या माध्यमातुन वर्तुळाकार गतीमधे (रोटरी मोशन) रुपांतरीत करायचं काम क्रँक शाफ्ट करतो. इंजिन बंद स्थितीमधुन चालु स्थितीमधे आणताना क्रँक शाफ्टच्या वर्तुळाकार गतीला रेषीय गतीमधे आणायचं कामही क्रँकशाफ्टच्या विशिष्ट रचनेमुळे होतं. क्रँक शाफ्टच्या बाहेरच्या बाजुला फ्लायव्हील बसवलेलंं असतं.
(फोटो: क्रँकशाफ्ट, सौजन्यः आंजा)
(फोटो: पिस्टन, कनेक्टिंङ रॉड आणि क्रँकशाफ्ट असेंब्ली, सौजन्यः आं.जा.)
६. क्रँककेस :
क्रँकशाफ्टच्या बिअरिंगचं अर्धं हाउसिंग क्रँककेसमधे असतं (डिझाईनप्रमाणे कदाचित पुर्ण बिअरिंग ईंजिन ब्लॉकचा किंवा पुर्णपणे क्रँककेसचा हिस्सा असु शकतात). तसचं त्याच्या खालचा भाग ल्युब्रिकेशनच्या टाकीचं काम करतो (ऑईल सम्प).
(फोटो: क्रँककेस, फोटो सौजन्य: आं.जा.)
७. फ्लायव्हील :
फ्लायव्हीलचा वापर स्टॅबिलायझरसारखा होतो. पॉवर स्ट्रोकमधे तयार झालेली अतिरिक्त शक्ती फ्लायव्हील मधे साठवली जाते. अतिरिक्त शक्तीची गरज पडते त्यावेळी ही शक्ती क्रँकशाफ्ट ला दिली जाते. गाडीच्या शक्तीच्या मागणीमधे जे चढ उतार होतं असतात ते फ्लायव्हीलद्वारे नियंत्रीत केले जातात. जेणेकरुन गाडीच्या इंजिनचं नॉकिंग कमी होतं किंवा टाळलं जातं. चुकीच्या गिअरमधे गाडी चालवली असता जसं नॉकिंग होतं तसचं नॉकींग पॉवर फ्लक्च्युएकशन मुळे होऊ शकतं.
(फोटो: फ्लायव्हील, सौजन्यः ड्युकाटी)
८. स्पार्क प्लग :
पेट्रोल इंजिनामधे हवा आणि पेट्रोलच्या मिश्रणाचं प्रज्वलन करण्यासाठी स्पार्क प्लग वापरला जातो. स्पार्क प्लग ला विद्युत उर्जेचा स्त्रोत जोडलेला असतो. योग्य वेळी योग्य ताकदीचा स्पार्क निर्माण करणं हे स्पार्क प्लग चं काम असतं. स्पार्क प्लग च्या भारीत अथवा धन (+ve) भागामधे १९,००० व्होल्ट ते ३५,००० व्होल्ट एवढ विभवांतर (व्होल्टेज, पोटेन्शिअल डिफ्रन्स) असु शकतं. त्यासाठी उच्च क्षमता आणि वारंवारितेचे कपॅसिटर्स सर्किटमधे वापरलेले असतात.
(फोटो: स्पार्क प्लग, सौजन्यः एन.जी.के. स्पार्क प्लग्ज अँड ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स लिमिटेड)
९. डिझेल इंजेक्टर :
डिझेल इंजिनाच्या पॉवर स्ट्रोक मधे योग्य प्रमाणामधे डिझेल प्रेशरनी पुरवायचं काम डिझेल इंजेक्टर करतो. डिझेल इंजेक्टरपर्यंत इंधनपुरवठा करणार्या अनेक प्रणाली अस्तित्वात आहेत. जसं की कॉमन रेल डिझेल इंजेक्शन (सी.आर.डी.आय.), टर्बोचार्ज्ड डायरेक्ट इंजेक्शन (टी.डी.आय.) ई.ई.
(फोटो: डिझेल इंजेक्टर, सौजन्यः आंतरजाल)
१०. व्हॉल्वज आणि स्प्रिंग्ज :
व्हॉल्व्ज आणि स्प्रिंग्ज ह्या स्प्रिंग लोडेड रोलर कॅम आणि फॉलोवर ह्या प्रकारचे असतात. कॅमशाफ्ट च्या रोटेशन च्या सहाय्यानी इंधन आणि हवेच्या मिश्रणाचे तसचं ज्वलन झाल्यावर तयार झालेले गॅस ह्यांना अनुक्रमे इंजिनमधे आणि इंजिनच्या बाहेर टाकण्यासाठी व्हॉल्व्ज वापरले जातात. व्हॉल्व सिलिंडर हेड मधल्या व्हॉल्व सीटशी जुळवलेले असतात. व्हॉल्व बंद असताना कुठल्याही प्रकारचे प्रेशर लिकेज असु नये ह्यासाठी स्प्रिंग लोडचा वापर होतो.
(फोटो: कॅम आणि फॉलोवर संरचना, अशी रचना इंजिनाचे व्हॉल्व्जची उघडझाप करायसाठी वापरलेली असते, सौजन्यः थिअरी ऑफ मशिन्स बाय मॅक्युलरॉय )
११. पोर्ट्स :
पोर्ट्सचा वापर फक्त टु स्ट्रोक इंजिनामधे वापरली जातात. फोर स्ट्रोक इंजिनमधे जी कामं व्हॉल्व करतात तीच काम टु स्ट्रोक इंजिनामधे पोर्टस करतात. पोर्ट्स ही सतत उघडी असतात. पिस्टनच्या बी.डी.सी. आणि टी.डी.सी. मधल्या हालचालींमुळे पोर्ट्सची उघडझाप होते. मरिन इंजिन्समधे मल्टिपोर्ट इंजिन्स वापरली जातात.
१२. कॅम शाफ्ट :
इंजिनाच्या व्हॉल्व्ज ची उघडझाप करण्यासाठी कॅमशाफ्टचा वापर केला जातो. वर म्हणल्याप्रमाणे शाफ्ट चा कॅम प्लेनचा उंच हिस्सा जेव्हा रोलर फॉलोवर वरुन जातो त्यावेळी रोलर दाबला जाउन व्हॉल्व ओपन होतात आणि लघुत्तम हिस्सा समोर आल्यावर रोलर फॉलोवर स्प्रिंग लोड मुळे परत जागेवर येतो. कॅमशाफ्ट हा टायमिंग बेल्ट किंवा टायमिंग ड्राईव्हच्या सहाय्यानी फिरवला जातो.
(फोटो: कॅम शाफ्ट आणि टायमिंग ड्राईव्ह, टायमिंग ड्राईव्ह हा गिअर किंवा स्प्रॉकेट अश्या दोन्ही प्रकारात असु शकतो, सौजन्यः आं.जा)
१३. टायमिंग बेल्ट / टायमिंग ड्राईव्ह :
टायमिंग बेल्ट / टायमिंग ड्राईव्ह हा क्रँकशाफ्ट आणि कॅमशाफ्टच्या मधला दुवा असतो. इंजिनाचे व्हॉल्वज अचुक वेळी उघडता किंवा मिटता यावं ह्यासाठी टायमिंग बेल्ट किंवा टायमिंग ड्राईव्ह डिझाईन केलेला असतो. हा ड्राईव्ह अश्या प्रकारे डिझाईन केलेला असतो की क्रँकशाफ्ट च्या दर दोन रोटेशननंतर व्हॉल्व्ज उघडले किंवा बंद व्हावेत. कॅमशाफ्टची प्लेन्स अश्या पद्धतीनी जुळवलेली असतात की इंजिनाच्या फायरिंग ऑर्डरप्रमाणे व्हॉल्व्ज उघडले किंवा बंद केले जाउ शकतील.
(फोटो: टायमिंग ड्राईव्ह, सौजन्यः ऑटोमोबाईल इंजिनिअरिंग बाय किर्पाल सिंग)
१४. गॅस्केट्स आणि सिलींग जेल्स वगैरे :
कुठल्याही वाहनाच्या इंजिनाची कार्यक्षमता उच्च दर्जाच्या सीलींग वरती अवलंबुन असते. इंजिनाच्या आतले गॅसेस जेवढ्या चांगल्या पद्धतीनी सील करता येउ शकतील तेवढी इंजिनाची कार्यक्षमता चांगली असते. इंजिन दुरुस्तीसाठी जेव्हा जेव्हा उघडावं लागतं तेव्हा तेव्हा गॅस्केट्स बदलुन घ्यावीत. सतत उष्णतेमधले आणि प्रेशरमधल्या दबावाला तोंड देऊन देऊन गॅस्केट्स खराब होतात. डोळ्याला गॅस्केट चांगलं दिसलं तरी ते बदलुन घ्यावं.
(फोटो: गॅस्केट्स आणि सील्स, सौजन्यः आं.जा.)
महत्त्वाच्या टर्मिनॉलॉजीज :
ह्या लेखामधे संबंधित असणार्या काही महत्त्वाच्या टर्मिनोलॉजिज येथे देत आहे.
१. टॉप डेड सेंटर (टी.डी.सी.) :
पिस्टन जेव्हा सिलिंडर ब्लॉकमधे संपुर्ण वरच्या स्थितीमधे असतो त्याला टॉप डेड सेंटर असं म्हणलं जातं. पिस्टन टॉप डेड सेंटर ला काँप्रेशन आनि एक्झॉस्ट स्ट्रोक च्या वेळी असतो.
२. बॉटम डेड सेंटर (बी.डी.सी.) :
पिस्टन जेव्हा सिलिंडर ब्लॉक मधे संपुर्ण खालच्या स्थितीमधे असतो त्याला बॉटम डेड सेंटर असं म्हणलं जातं. पिस्टन बॉटम डेड सेंटर ला सक्शन आणि पॉवर स्ट्रोकच्या वेळी असतो.
(फोटो सौजन्यः टॉप डेड सेंटर (टी.डी.सी.) आणि बॉटम डेड सेंटर (बी.डी.सी.) )
३. क्लिअरन्स व्हॉल्युम / काँप्रेशन व्हॉल्युम (सी.व्ही.) :
पिस्टन टॉप डेड सेंटर ला असताना पिस्टनचा वरचा भाग आणि सिलिंडर हेडमधली पोकळी ह्याच्यामधे असणार्या व्हॉल्युमला क्लिअरन्स व्हॉल्युम असं म्हणलं जातं. इंधन आणि हवेचं मिश्रण ह्या व्हॉल्युम मधे दाबाखाली आणलं जातं.
इंजिनाचं पॉवर आउटपुट हे क्लिअरन्स व्हॉल्युम च्या व्यस्त प्रमाणात असतं. गाड्या मॉडीफाय करणारे कित्येक जणं टर्बोचार्जिंग, सुपरचार्जिंग आणि नायट्रस ऑक्साईडच्या इंजेक्शन बरोबरचं इंजिनाच हेड मिलिंग आणि ग्राईंडींग करुन कमी करतात. जेणे करुन इंजिनामधलं प्रेशर भरपुर वाढतं. इंजिनचं हेड साईज कमी केल्यानी इंजिनाचं आयुष्य मोठ्या प्रमाणावर कमी होतं.
पेट्रोल आणि डिझेल इंजिनांमधले महत्त्वाचे फरक :
प्रत्येक इंजिनाची स्वतंत्र माहिती पाहण्याआधी पेट्रोल आणि डिझेल इंजिनांमधले प्रमुख फरक पाहुयात.
पेट्रोल इंजिनालाचं स्पार्क इग्निशन इंजिन अर्थात (एस.आय. इंजिन) असं म्हणलं जातं. कार्ब्युरेटर मधे फिल्टर केलेली हवा आणि पेट्रोल चं विशिष्ट गुणोत्तरामधलं मिश्रण तयार केलं जातं आणि इंजिनाला पुरवलं जातं. स्पार्क प्लग द्वारे ठिणगी पाडुन ह्या मिश्रणाचा दबावाखाली स्फोट केला जातो. ह्यातुन निर्माण झालेल्या उर्जेचा वापर पुढे गती मिळण्यासाठी केला जातो. इंजिन सायकल्समधे निर्माण झालेला दाब डिझेल इंजिनांच्या तुलनेनी कमी असतो.
डिझेल ईंजिनामधे उच्च दबावाखाली असलेल्या हवेमधे प्रमाणातील आणि प्रेशरमधलं डिझेल पुरवलं जातं. दबावाखालच्या हवेचं तापमान डिझेल च्या फ्लॅश पॉईंट (भडका उडणे) पेक्षा जास्त असतं. ह्या ज्वलनामधुन निर्माण झालेल्या उर्जेचा वापर पुढे गती मिळण्यासाठी केला जातो. ह्या प्रक्रियेला काँप्रेशन इग्निशन म्हणजेच (सी.आय) ह्या नावानी ओळखलं जातं. डिझेल इंजिनमधे कार्ब्युरेटर आणि स्पार्क प्लग नसतो. त्याऐवजी काँप्रेसर आणि डिझेल इंजेक्शनचा वापर केला जातो. ह्या प्रकारच्या इंजिनप्रक्रियेमधे अतिशय उच्च दाब निर्माण होतो.
टु स्ट्रोक, फोर स्ट्रोक आणि सिक्स स्ट्रोक इंजिनांमधले महत्त्वाचे फरक :
टु स्ट्रोक, फोर स्ट्रोक आणि सिक्स स्ट्रोक इंजिनांमधे क्रँकशाफ्टच्या अनुक्रमे एक, दोन आणि तीन वर्तुळगतींमधे एक सायकल पुर्ण होते तर प्रत्येक एका सायकलमधे अनुक्रमे एक, एक आणि दोन पॉवर स्ट्रोक आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक चा समावेश असतो. सिक्स स्ट्रोक इंजिनामधला पाचवा स्ट्रोक पाण्याच्या इंजेक्शनचा असतो. त्यासाठी अजुन एक वेगळा कॅमशाफ्ट ह्या व्हॉल्वच्या उघडझाप करण्यासाठी बसवलेला असतो. (काही प्रोटोटाईप्स मधे सॉलेनॉईड व्हॉल्व च्या सहाय्यानी सुद्धा ही क्रिया साधली जाते). इंजिनांच्या संरचनेमधली गुंतागुंत तसचं किंमतही अनुक्रमे वाढत जाते.
__
४.१ टु स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन :
टु स्ट्रोक पेट्रोल इंजिनाचं श्रेयं प्रामुख्यानी ड्युगाक्ड क्लार्क (स्कॉटलंड) आणि जोसेफ डे (इंग्लंड) ह्यांना जातं. ह्यापैकी क्लार्क ह्याने सेपरेट काँप्रेशन सिलिंडर असणार्या टु स्ट्रोक इंजिनाची निर्मिती करुन पेटंट घेतलं. तरं जोसेफ डे ह्यानी क्रँककेस ब्रिदिंग इंजिनची (ह्यालाचं क्रँककेस काँप्रेशन पंप इंजिनं असही म्हणतात) रचना केली. आपल्या शोधाचं त्यानी पेटंट घेतलं आणि त्यावर अजुन संशोधन करणार्यांना त्यानी रॉयल्टी माफ केली.
टु स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन्सची रचना अत्यंत सुटसुटीत असते. त्यामुळे त्यांची देखभाल करणं कमी त्रासदायकं असतं. तसचं त्यांचं वजनही कमी असतं. पॉवर टु वेट रेशो बाकीच्या सगळ्या इंजिनांपेक्षा सरस असतो. ह्या प्रकारच्या इंजिनांचा वापर दुचाक्या, अपवादात्मक परिस्थितीमधे चारचाक्या, पोर्टेबल चेनसॉ, एअर काँप्रेसर्स (हवा दाबक =)) ) तसचं विद्युत जनित्रांमधे केला जातो.
(फोटो: टु स्ट्रोक इंजिन, फोटो सौजन्यः आं.जा.)
टु स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन- नावातचं ह्याचं कार्यवैषिश्ट्य दडलेलं आहे. क्रँकशाफ्टच्या एका वर्तुळाकार गतीमधे ह्याचे दोन स्ट्रोक्स पुर्ण होतात. खालील आकृतीमधे ह्या प्रकारच्या पेट्रोल इंजिनाची संरचना दाखवलेली आहे.
ह्या इंजिनामधे इनलेट आणि एक्झॉस्ट अशी दोन पोर्ट्स असतात. ह्या पोर्ट्सची उघडझाप करायचे काम पिस्टनच्या रेषीय गतीमुळे साधलं जातं. हे पेट्रोल इंजिन असल्यामुळे ह्यामधे स्पार्क प्लग असणं अनिवार्य असतं. पिस्टनंची रचना सुद्धा फोर स्ट्रोक इंजिनापेक्षा वेगळी असते. पेट्रोल-ह्वेच्या मिश्रणाला आणि ज्वलनातुन निर्माण झालेल्या गॅसेसना वेगळं ठेवण्यासाठी पिस्टनच्या वरच्या भागावर क्राऊन अर्थात मुकुटं असतो. इंजिनाच्या अंतर्गत भागांना वंगण पुरवण्यासाठी वेगळी संरचना नसुन पेट्रोल मधेचं वंगण तेल (पेट्रोऑईल) मिसळलं जातं.
ह्या प्रकारच्या इंजिनामधे एका स्ट्रोकमधे इंजिनाची प्रत्येकी दोन कार्ये साधली जातात. ती खालीलप्रमाणे :
४.१.१ इनटेक आणि काँप्रेशन स्ट्रोक :
४.१.२ पॉवर/ इग्निशन/ वर्किंग आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
४.१.१ इनटेक आणि काँप्रेशन स्ट्रोक :
पिस्टन बी.डी.सी. ला असताना इनलेट पोर्ट उघडलं जातं. पिस्टनच्या आणि क्रँकच्या गतीमुळे तसचं एक्झॉस्ट पोर्ट मधुन निघुन जाणार्या गरम हवेमुळे इंजिनामधे कमी दाबाचा पट्टा तयार होतो. ह्या कमी दाबाच्या पट्ट्यामुळे कार्ब्युरेटरकडुन आलेलं इंधन आणि हवेचं मिश्रण क्रँककेसमधे प्रवेश करतं. त्यानंतर इंजिनाचं स्कॅव्हेंजिंग (क्रँककेसमधे आलेलं मिश्रणं पिस्टनच्या वरच्या भागात न्यायसाठी असलेले रस्ते) ज्या पद्धतीनी केलेलं असेल त्या रस्त्यानी (फ्युएल पाथ) मिश्रण पिस्टनच्या वरच्या भागात नेलं जातं. ह्याचवेळी पिस्टन टी.डी.सी. कडे जातो आणि इंजिनाचं इनटेक आणि एक्झॉस्ट पोर्ट्स पिस्टनमुळे बंद होतात. पिस्टनच्या आणि सिलिंडर हेडमधे असणार्या क्लिअरन्स मधे इंधन आणि हवेचंं (फ्युएल चार्ज) मिश्रण दाबलं जातं. ह्या सर्व प्रक्रियेमधे क्रँकशाफ्ट १८० अंशामधे म्हणजे अर्ध्या वर्तुळगतीमधे फिरतो. अश्या प्रकारे टु स्ट्रोक पेट्रोल इंजिनाचा पहिला स्ट्रोक पुर्ण होतो.
(फोटो: टु स्ट्रोक इंजिनाचे स्ट्रोक्स, सौजन्यः आं.जा.)
४.१.२ पॉवर/ इग्निशन/ वर्किंग आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
इनटेक आणि कॉम्प्रेशन स्ट्रोकच्या शेवटी पिस्टन टी.डी.सी.ला असतो. फ्युएल चार्ज काँप्रेस झालेला असतो. दोन्ही पोर्टस बंद असतात. ह्या वेळी सिलिंडर हेडमधे असणारा स्पार्क प्लग सुमारे १९,००० व्होल्ट्स एवढ्या विभवांतरामधुन ठिणगी तयार करतो. ह्या ठिणगीमुळे आतला फ्युएल चार्जचा स्फोट होतो. इंजिनाच्या आतमधे प्रचंड दबाव निर्माण होतो. ह्या दबावामुळे पिस्टन टी.डी.सी. कडुन बी.डी.सी. कडे ढकलला जातो. त्यामुले इंजिनाची दोन्ही पोर्टस परत उघडली जातात. पिस्टनवर असणार्या क्राऊन मुळे इंजिनामधे येणारा नवीन फ्युएल चार्ज आणि आधी ज्वलनं झालेले गॅसेस बहुतांश प्रमाणात मिसळले जाण्यापासुन वाचवले जातात. हे गॅसेस एक्झॉस्ट पोर्टमधुन कॅटॅलिटिक क्न्व्हर्टर्स कडे पाठवले जातात. ह्याचं प्रक्रियेमधे इंजिनाचा क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशांनी फिरतो.
अश्या प्रकारे क्रँकशाफ्ट एक संपुर्ण वर्तुळ पुर्ण करतो आणि इंजिन नव्या सायकलसाठी तयात होतं. ह्या सगळ्या प्रक्रिया इंजिनामधे प्रचंड वारंवारितेमधे पुर्ण होतं असतात. इंजिन ६००० आर.पी.एम. ला असताना एका सेकंदामधे ६० वेळा ही प्रक्रिया पुर्ण होते. ह्यावरुन इंजिनाच्या आतमधे प्रचंड गतीने चालु असणार्या प्रक्रियांचा अंदाज यावा.
४.२ फोर स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन :
फोर स्ट्रोक पेट्रोल इंजिनाचा शोध जरी १८६० च्या आधी लागला असला तरी त्यावेळच्या तंत्रज्ञानावरच्या मर्यादा आणि कार्ब्युरेटरच्या अभावी वापरला जाणारा कापसाच्या बोळ्यांचा डबा ह्यामुळे इंजिनाची कार्यक्षमता मर्यादित होती. निकोलस ऑट्टोच्या "ऑट्टो सायकल" इंजिनांनी खर्या अर्थानी इंजिन क्षेत्रात प्रगती घडवुन आणली. आज आपण जी फोर स्ट्रोक वाहनं वापरतो त्याचं संपुर्ण श्रेय जात ते निकोलस ऑट्टोच्या "ऑट्टो सायकल" ला. त्याआधीच्या कोळश्याच्या गॅसवर चालणार्या इंजिनांचा जनक म्हणुन फिलिप लेबॉन ला श्रेय दिलेचं पाहिजे.
(फोटो: ४ स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन, सौजन्यः ऑटोमोबाईल जर्नल फॉर डेटा रिसर्च, १९९९)
टु स्ट्रोक पेट्रोल इंजिनांप्रमाणेचं फोर स्ट्रोक पेट्रोल इंजिनांमधे दाबाखाली असणार्या फ्युएल चार्जचं ज्वलनं स्पार्क प्लगच्या सहाय्यानी केलं जातं. फरक असा आहे की फोर स्ट्रोक इंजिनांमधे क्रॅंकशाफ्टच्या दोन वर्तुळगतींमधे चारही स्ट्रोक पुर्ण होतात. तसचं इंजिनांना स्वतंत्र ल्युब्रिकेशन सिस्टीम असते. तसचं मल्टीसिलिंडर इंजिन्स किंवा जास्त सी.सी. च्या सिंगल सिलिंडर इंजिनांना एअर कुलिंग ऐवजी लिक्वीड कुलिंग सिस्टीम असते. इंजिनाची संरचना अतिशय गुंतागुंतीची असते. पोर्ट्स च्या ऐवजी कॅमशाफ्ट वापरुन उघडझाप करणारे व्हॉल्व्ज वापरलेले असतात. इंजिन ब्लॉक्स मधेच ल्युब्रिकेशन आणि कुलिंग जॅकेट्स अंतर्भुत केलेले असतात.
खालच्या आकृतीवरुन इंजिनाचे महत्त्वाचे घटकभाग आपल्या लक्षात येतील.
(फोटो: फोर स्ट्रोक इंजिनाची रचना, सौजन्यः आं.जा.)
फोर स्ट्रोक इंजिनामधे खालच्या चार स्ट्रोकसची मिळुन एक सायकल पुर्ण होते,
४.२.१ सक्शन स्ट्रोक :
४.२.२ काँप्रेशन स्ट्रोक :
४.२.३ पॉवर/ एक्स्पान्शन/ वर्किंग स्ट्रोक :
४.२.४ एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
४.२.१ सक्शन स्ट्रोक :
सिलिंडर हेडमधे बसवलेला सक्शन व्हॉल्व कॅमशाफ्टच्या सहाय्याने उघडला जातो आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह बंद असतो. पिस्टन टी.डी.सी. कडुन बी.डी.सी. कडे जातो. पेट्रोल आणि हवेचं कार्ब्युरेटर कडुन आलेलं मिश्रण इंजिनामधे घेतलं जातं. क्रँकशाफ्ट १८० अंशामधे म्हणजे अर्धा फिरतो (०-१८०). जेव्हा पिस्टन पुर्ण बी.डी.सी. ला पोचतो तेव्हा सक्शन स्ट्रोक पुर्ण होतो. (१/४)
४.२.२ काँप्रेशन स्ट्रोक :
इंजिनाचे दोन्ही व्हॉल्व्ज बंद असतात. पिस्टन बी.डी.सी. कडुन टी.डी.सी. कडे येतो. सिलिंडर हेड मधे असणार्या क्लिअरन्स व्हॉल्युम मधे फ्युएल चार्ज दबावाखाली आणला जातो. पिस्टन जेव्हा संपुर्णपणे टी.डी.सी. कडे पोचतो त्यावेळी सक्शन स्ट्रोक पुर्ण होतो. ह्या प्रक्रियेमधे क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशानी फिरलेला असतो (१८० ते ३६०) आणि क्रँकशाफ्टची एक वर्तुळगती पुर्ण होते. (२/४)
(फोटो: फोर स्ट्रोक इंजिनाचे सर्व स्ट्रोक्स, सौजन्यः आं.जा. )
४.२.३ पॉवर/ एक्स्पान्शन/ वर्किंग स्ट्रोक :
इंजिनाचे दोन्ही व्हॉल्व्ज बंद असतात. स्पार्क प्लग मधुन उत्त्पन्न झालेल्या ठि़णगीमुळे फ्युएल चार्जचं ज्वलन होतं. ह्या ज्वलनातुन निर्माण झालेल्या दबावामुळे पिस्टन टी.डी.सी. कडुन बी.डी.सी. कडे जातो. पिस्टन बी.डी.सी. ला पोचतो त्यावेळी हा स्ट्रोक पुर्ण होतो. क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशांनी फिरतो (३६० ते ५४०). ह्या स्ट्रोकमधे गरजेपेक्षा जास्त तयार झालेली ताकद ही फ्लायव्हीलमधे साठवली जाते आणि नंतर बाकीचे तीन स्ट्रोक पुर्ण करण्यासाठी वापरली जाते. (३/४)
४.२.४ एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
पॉवर स्ट्रोकमधे इंधनाच्या ज्वलनामधुन तयार झालेले फ्ल्यु गॅसेस इंजिनाच्या बाहेर काढण्यासाठी ह्या स्ट्रोकचा वापर केला जातो. सक्शन व्हॉल्व बंद असतो आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व कॅमशाफ्टच्या सहाय्यानी उघडला जातो. पिस्टन बी.डी.सी. कडुन टी.डी.सी. कडे जातो. आतले गॅसेस पिस्टनच्या दबावामुळे सिलिंडरच्या बाहेर ढकलले जातात आणि कॅटॅलॅटिक कन्व्हरटरकडे पाठवले जातात. क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशानी फिरतो. (५४० ते ७२०). (४/४).
ह्या चारही स्ट्रोकनंतर इंजिनाची एक सायकल पुर्ण होते.
अजुन एक लक्षात घ्यायची गोष्ट म्हणजे पॉवर स्ट्रोकमधे वापरला जाणार्या स्पार्क प्लगचे ऑपरेशन होय. मल्टिसिलिंडर इंजिनांमधे नक्की कुठल्या स्पार्क प्लग कडुन स्पार्क पडला जावा हे इंजिनाच्या फायरिंग ऑर्डर वरुन ठरतं. इंजिनाची फायरिंग ऑर्डर ही डिस्ट्रिब्युटर च्या स्पार्क प्लग बरोबरच्या जोडणीवरुन ठरते. ह्याविषयीची अधिक माहिती आपण इग्निशन सिस्टीम्स मधे पाहु.
४.३ टु स्ट्रोक डिझेल इंजिन :
डिझेल इंजिनाच्या शोधाचा जनक रुडॉल्फ डिझेल हा होता. ऑट्टो सायकलमधे ज्याप्रमाणे पेट्रोल वापरलं जाते त्याप्रमाणेचं जड इंधन वापरुन जास्त कार्यक्षम आणि ताकद निर्माण करणार्या इंजिनाचा शोध लावायचा त्याने चंग बांधला होता. डिझेल सायकल ही ऑट्टो सायकलचीचं सुधारित आवृत्ती आहे. ही सायकल वापरणारी इंजिनं डिझेल, केरोसिन आणि कोल गॅस अशी इंधनं वापरु शकतात
(फोटो: २ स्ट्रोक डिझेल इंजिन, सौजन्यः आं.जा.)
डिझेल टु स्ट्रोक इंजिन्सचा वापर जिथे वेगापेक्षा ताकदीला जास्त महत्त्व आहे अश्या ठिकाणी प्राधान्यानी केला जातो. उदा: मोठी जहाजं, स्टोन क्रशर्स, हाय प्रेशर एअर काँप्रेसर्स ई.ई. पेट्रोल टु स्ट्रोक इंजिनांशी तुलना केली असता दिसणारे महत्त्वाचे फरक म्हणजे ह्यामधे सक्शन स्ट्रोकमधे फक्त हवा इंजिनामधे घेतली जाते. तसचं ह्यामधे पोर्ट्स, पोर्टस आणि व्हॉल्वज असणारी अशी दोन्ही पद्धतीची इंजिने असु शकतात. आपण ह्यापैकी दुसर्या प्रकारच्या इंजिनांची माहिती पाहु. डिझेल टु स्ट्रोकमधे खालील स्ट्रोक्स असतात :
४.३.१ सक्शन आणि काँप्रेशन स्ट्रोक :
४.३.२ पॉवर आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
४.३.१ सक्शन आणि काँप्रेशन स्ट्रोक :
पिस्टन बी.डी.सी. ला असल्यामुळे एअर इनटेक पोर्ट उघडलं जात. ह्यावेळी एक्झॉस्ट व्हॉल्व किंवा पोर्ट बंद स्थितीमधे असतं. एअर फिल्टर मधुन गाळली गेलेली हवा पिस्टनच्या वरच्या भागामधे प्रवेश करते. पिस्टन बी.डी.सी. कडुन टी.डी.सी. कडे जातो. पिस्टनच्या ह्या गतीमुळे हवा दबावाखाली येते. दबावाखाली असणारी हवा प्रचंड गरम होते. हवेचं तापमान सुमारे ५४० अंश सेल्सियस होतं. पिस्टन संपुर्णपणे टी.डी.सी. ला पोचला की ही सायकल पुर्ण होते. क्रँकशाफ्ट १८० अंशामधे फिरतो (० ते १८०). (१/२)
(फोटो: टु स्ट्रोक डिझेल इंजिन, सौजन्यः आं.जा.)
४.३.२ पॉवर आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
वरच्या परिच्छेदामधे म्हणल्याप्रमाणे काँप्रेशन मुळे हवेचं तापमान सुमारे ५४० अंश सेल्सियस पर्यंत वाढलेलं असतं. अश्या वेळी डिझेल इंजेक्टर मधुन काँप्रेस झालेल्या हवेपेक्षा जास्त प्रेशरने डिझेल चा फवारा सोडला जातो. भारतीय वातावरणामधे आणि इंधन मिश्रणाप्रमाणे ९६ अंश हा डिझेलचा फ्लॅश पॉईंट असतो (ह्या तापमानापुढे डिझेलचा भडका उडतो). ह्यावेळी इनलेट पोर्ट आणि एक्झॉस्ट पोर्ट बंद असतं. डिझेलचा भडका उडल्यामुळे जी ताकद निर्माण होते त्यामुळे पिस्टन टी.डी.सी. कडुन बी.डी.सी. कडे ढकलला जातो. ह्याचं वेळी कॅमशाफ्ट एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह उघडतो. आणि जळलेले वायु इंजिनाबाहेर फेकले जातात. पोर्ट्स पद्धतीच्या इंजिनामधे पिस्टन खाली आल्या आल्या एक्झॉस्ट पोर्ट उघडले जातं आणि आतले वायु कॅटॅलॅटिक कन्व्हर्टरकडे पाठवले जातात.
४.४ फोर स्ट्रोक डिझेल इंजिन :
फोर स्ट्रोक पेट्रोल इंजिन प्रमाणेचं फोर स्ट्रोक डिझेल इंजिनामधे खालच्या चार स्ट्रोकसची मिळुन एक सायकल पुर्ण होते,
४.४.१ सक्शन स्ट्रोक :
४.४.२ काँप्रेशन स्ट्रोक :
४.४.३ पॉवर/ एक्स्पान्शन/ वर्किंग स्ट्रोक :
४.४.४ एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
४.४.१ सक्शन स्ट्रोक :
सिलिंडर हेडमधे बसवलेला सक्शन व्हॉल्व कॅमशाफ्टच्या सहाय्याने उघडला जातो आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह बंद असतो. पिस्टन टी.डी.सी. कडुन बी.डी.सी. कडे जातो. फिल्टर केलेली हवा इंजिनामधे प्रवेश करते. क्रँकशाफ्ट १८० अंशामधे म्हणजे अर्धा फिरतो (०-१८०). जेव्हा पिस्टन पुर्ण बी.डी.सी. ला पोचतो तेव्हा सक्शन स्ट्रोक पुर्ण होतो. (१/४)
४.४.२ काँप्रेशन स्ट्रोक :
इंजिनाचे दोन्ही व्हॉल्व्ज बंद असतात. पिस्टन बी.डी.सी. कडुन टी.डी.सी. कडे येतो. सिलिंडर हेड मधे असणार्या क्लिअरन्स व्हॉल्युम मधे हवा काँप्रेस केली जाते. हवेचं तापमान ५४० ते ७८० अंश सेल्सियस पर्यंत वाढतं (टर्बोचार्ज्ड / सुपरचार्ज्ड फोर स्ट्रोक बिग ब्लॉक इंजिनांमधे हे तापमान १३०० अंशापर्यंतही जाउ शकतं, हे क्षणिक असल्यामुळे इंजिन ब्लॉक वितळत नाही.) पिस्टन जेव्हा संपुर्णपणे टी.डी.सी. कडे पोचतो त्यावेळी सक्शन स्ट्रोक पुर्ण होतो. ह्या प्रक्रियेमधे क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशानी फिरलेला असतो (१८० ते ३६०) आणि क्रँकशाफ्टची एक वर्तुळगती पुर्ण होते. (२/४)
(फोटो: डिझेल फोर स्ट्रोक इंजिनाचे स्ट्रोक्स, सौजन्य: आं.जा.)
४.४.३ पॉवर/ एक्स्पान्शन/ वर्किंग स्ट्रोक :
इंजिनाचे दोन्ही व्हॉल्व्ज बंद असतात. पिस्टन टी.डी.सी. ला असतो. आतमधे अत्तुच्च दाबाखाली आणि तापमान असणारी हवा असते. ह्याचवेळी डिझेल इंजेक्शन डिझेलचा फवारा सोडतं. ह्या डिझेलचा भडका उडतो. आणि त्यामधुन निर्माण झालेल्या उर्जेमुळे पिस्टन खाली ढकलला जातो. पिस्टन बी.डी.सी. ला पोचला की पॉवर स्ट्रोक पुर्ण होतो. (३/४)
४.४.४ एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
पॉवर स्ट्रोकमधे इंधनाच्या ज्वलनामधुन तयार झालेले गरम गॅसेस इंजिनाच्या बाहेर काढण्यासाठी ह्या स्ट्रोकचा वापर केला जातो. सक्शन व्हॉल्व बंद असतो आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व कॅमशाफ्टच्या सहाय्यानी उघडला जातो. पिस्टन बी.डी.सी. कडुन टी.डी.सी. कडे जातो. आतले गॅसेस पिस्टनच्या दबावामुळे सिलिंडरच्या बाहेर ढकलले जातात आणि कॅटॅलॅटिक कन्व्हरटरकडे पाठवले जातात. क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशानी फिरतो (५४० ते ७२०). आपण जर कधी डिझेल इंजिनावरच्या ट्रक शेजारुन जात असाल तर सायलेंन्सर मधुन येणार्या हवेनी किती गरम चटका बसु शकतो ह्याचा अनुभव घेतला असेलचं. बाहेर पडायच्या वेळी गॅसचं तापमान सहजपणे १४० अंश सेल्सियस इतकं असु शकतं. (४/४).
ह्या चारही स्ट्रोकनंतर इंजिनाची एक सायकल पुर्ण होते.
४.५ सिक्स स्ट्रोक डिझेल इंजिन :
सिक्स स्ट्रोक इंजिनं पेट्रोल आणि डिझेल अश्या दोन्ही प्रकारात उपलब्ध आहेत. ह्या इंजिनांवर अजुनही संशोधन चालु आहे. संपुर्ण जगात कदाचित १०० पेक्षा कमी सिक्स स्ट्रोक इंजिन्स अस्तित्त्वात असतील (चुक भुल देणे घेणे, माझ्याकडे फक्त २००६ पर्यंतचा डेटा उपलब्ध आहे). ह्यामधे ग्रिफिन सायकल, क्रोवर सायकल, बेजुलाझ सायकल, मर्लिन सायकल (मर्लिन इंजिन आणि मर्लिन सायकलमधे फरक आहे. इथे मर्लिन सायकल हे नाव संशोधकाच्या नावावरुन पडलेलं आहे), क्रिमसन-जॉईस सायकल वगैरे बरेच प्रकार आहेत. आपण त्यामधलं आजपर्यंतचं सर्वात यशस्वी ठरलेल्या क्रॉवर सायकल मधल्या इंजिनांची माहिती पाहु.
सिक्स स्ट्रोक इंजिनाच्या शोधाचं श्रेयं तस पाहायला गेलं तर सॅम्युएल ग्रिफिन ला जात. (भाग एक वाचा परत =)) ). त्यामधे सुधारणा करत करत अनेक संशोधकांनी आप-आपली वैशिष्ट्य असणारी सिक्स स्ट्रोक इंजिन्स निर्माण केली. हामेरिकेच्या ब्रुसभौ क्रोवर चं इंजिन आजपर्यंत तयार केलेलं सर्वोत्क्रुष्ट इंजिन ठरलय. ह्या इंजिनानी इतिहास घडवलाय.
(फोटो: ब्रुस क्रोवर आणि त्याचं पहिलं सिक्स स्ट्रोक इंजिन, सौजन्यः विकीपेडीया )
सिक्स स्ट्रोक इंजिनं बनवण्यामागची प्रेरणा म्हणजे इंजिनामधे गरजेपेक्षा जास्त उष्णता निर्माण होते. आणि नंतर कुलिंग सिस्टीम द्वारे ती बाहेर टाकली जाते. हा एक प्रकारचा अपव्यय झाला. अशी उर्जा बाहेर नं टाकता तिचं रुपांतर कार्यामधे करता आलं तर? हा प्रश्णामुळे इंजिनांमधे अमुलाग्र बदल घडुन आलाय आणि भविष्यातही येतील. आता इंजिनाचं कार्य पहाता पहाता आपण ह्या अतिरिक्त थर्मल एनर्जी चा वापर कसा होतोय तेही पाहु.
ह्या इंजिनामधे पहिले चार स्ट्रोक्स हे पेट्रोल आणि डिझेल इंजिन्स प्रमाणेच असतात. फक्त चौथ्या स्ट्रोक नंतर सायकल परत सुरु न होता एका मॉडीफाईड कॅमशाफ्ट द्वारे पुढचे दोन स्ट्रोक वापरले जातात.
(फोटो: सिक्स स्ट्रोक सायकल, सौजन्यः पेंट ब्रश आणि माझं कॉलेजचं प्रेझेंटेशन )
सिक्स स्ट्रोक इंजिनाचे दोन वाढीव स्ट्रोक्स खालीलप्रमाणे :
४.५.१ सेकंडरी पॉवर स्ट्रोक :
४.५.२ सेकंडरी एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
४.५.१ सेकंडरी पॉवर स्ट्रोक :
इंजिनाचा साधा एक्झॉस्ट स्ट्रोक पुर्ण होताना पिस्टन टी.डी.सी. ला असतो. त्याचवेळी इंजिनाच्या अंतर्भागाचं तापमान ३५०-५०० अंश सेल्सियस एवढं असतं. अश्याच वेळी इंजिनामधे पाण्याचं इंजेक्शन सोडल जातं. पाण्याचा एक गुणधर्म म्हणजे, पाण्याचं रुपांतर जेव्हा ड्राय स्टीममधे होतं त्यावेळी त्याचं घनफळ हे मुळ घनफळाच्या १६०० पटीनी जास्त असतं. आतमधे सोडलेलं पाणी अर्थातचं दबावाखाली असतं. क्षणार्धात त्याचं रुपांतर ड्राय स्टेममधे होतं. १६०० पटीनी जास्त घनफळ वाढल्यानं पिस्टन टी.डी.सी. कडुन बी.डी.सी. कडे ढकलला जातो. क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशानी फिरतो (७२०-९००). आणि इंजिनाचा सेकंडरी पॉवर स्ट्रोक पुर्ण होतो. (५/६)
४.५.२ सेकंडरी एक्झॉस्ट स्ट्रोक :
सेकंडरी पॉवर स्ट्रोकमधे बी.डी.सी. ला गेलेला पिस्टन टी.डी.सी. ला यायला लागतो. त्याचं वेळी एक्झॉस्ट व्हॉल्व उघडला जातो. आतमधे असणारी वाफ एका सॅच्युरेटरकडे पाठवली जाते. तिथुन ही वाफ एका फिल्टरमधुन एका कंडेंन्सर ला पाठवली जाते. तिथे वाफेचं रुपांतर परत पाण्यात केलं जातं. हेचं पाणी परत वापरण्यासाठी वॉटर टँकमधे आणण्यात येतं. क्रँकशाफ्ट अजुन १८० अंशामधे फिरतो. (९००-१०८०). अश्या प्रकारे इंजिनाचा सहावा अर्थात शेवटचा स्ट्रोक पुर्ण केला जातो. (६/६)
ह्या इंजिनाची रचना जरी गुंतागुंतीची असली तरी त्यामधे वाढीव मायलेज, कमी प्रदुषण असे अनेक फायदे आहेत. ह्याशिवाय कमी सी.सी. इंजिनं नॅचरली अॅस्पायर्ड अर्थात एअर कुल्ड ह्या प्रकारचीही बनवता येऊ शकतील. कारण इंजिनामधे तयार होणार तापमान हे पाण्याची वाफ करण्यासाठी वापरलं जातयं. अर्थात फायद्याबरोबर ह्या इंजिनाला मर्यादाही आहेत. वाफं हे शक्तीचं अत्यंत घातक स्वरुप आहे. क्षणार्धात कातडी सोलवटली जाउ शकते. अश्या वाहनाचा अपघात होउन इंजिन ब्लॉकला झालेल्या नुकसानीमधुन बाहेर पडलेली वाफ ही अपघाताची तीव्रता कितीतरी पटीनी वाढवु शकेल.
______
हा भाग भयानक मोठा झालाय ह्याबद्दल क्षमस्व. ह्यात पण विस्तारभयानी काटछाट करायला लागलीये बरीचं. :(
____
हे असे डिझेल आणि पेट्रोल च्या इंजिनांमधले विविध प्रकार आपण पाहिलेत. पुढच्या भागात आपण इंजिन अरेंजमेंट्स पाहु, ज्यामधे पेट्रोल आणि डिझेलप्रमाणेच कार्य करणार्या पण संरचना वेगवेगळ्या असणार्या इंजिनांविषयी माहीती घेउ. जसं की इनलाईन सिंगल ब्लॉक इंजिन, इनलाईन डबल रो इंजिन, व्ही ब्लॉक इंजिन, ड्बल्यु इंजिन्स, एक्स इंजिन्स, रोटरी इंजिन्स ई.ई. त्यामधेच मॉडीफाईड इंजिन्स चा भाग जमला तर टाकीन.
वाचत रहा.
पुढचा भाग : इंजिनांची संरचना, स्पेसिफिकेशन्स, वापर, फायदे आणि मर्यादा
क्रमशः
तपशीलवार वर्णन व आकृत्यांमुळे हा भाग एकदम वाचनीय झाला आहे.
हे सर्व लिहिण्यासाठी घेतलेले कष्ट वाचताना जाणवतात.
धन्यवाद :)!!!!!
बरीच नविन माहिती समजली. नीट समजण्या साठी हा भाग अजुन तीन ते चार वेळा काळजीपूर्वक वाचावा लागणार आहे.
एक विनंती भाग कितिही मोठा होत असला तरी काटछाट करु नका. वाटल्यास दोन किंवा तीन भाग करा. (होउ दे खर्च मिपा आहे घरच)
या विषयावर कोणालाही समजेल अशा पध्दतीने लिहिलेले आणि ते सुध्दा चक्क मराठी मधे पहिल्यांदाच वाचायला मिळत आहे.
पैजारबुवा,
तुम्ही म्हणताय ते बरोबर आहे. पण काटछाट केलेली माहिती क्लिष्ट तांत्रिकी शब्दांमधे आहे. सगळ्यांनाचं तांत्रिकी माहिती वाचायला आवडेल असं नाही. पण ठिके इथुन पुढच्या भागांमधे काटछाट टाळीनं. :)
टीडीआय हा फ्युएल सिस्टीमचा वेगळा प्रकार नाही. ते नेहेमीचं डायरेक्ट इन्जेक्शनच आहे. फक्त एयर सिस्टिम मध्ये टर्बोचार्जर असतो.
बरोबर. फ्युएल सिस्टीमचा वेगळा प्रकार आहे असं मला म्हणायचं नाही. व्होल्क्स्वॅगन ग्रुपचा रजिस्टर्ड मार्क आहे तो. इंजिनाला डिझेल पुरवायच्या ज्या अनेक सिस्टीम्स आहेत त्यातल्या काही नावाजलेल्या पद्धतींची नावं लिहायची होती. आपण जवळ जवळ सगळ्या लोकप्रिय सिस्टीम्स नंतर पाहणार आहोत. :)
लय भारी
लेखना मागची कळकळ जाणवत आहे.
धन्यवाद. :)
बा.की. व्यनिवर बोलुचं.
आवडीचा विषय आणि इतका सुंदर लेख!! किती मेहनत घेतली आहे.. फारच छान!!
हे सगळं वाचताना जेवढं भारी वाटतं त्याहुन कैकपटीनी जास्त हाताळताना मजा येते!!
धन्यवाद. गाड्यांविषयी प्रचंड प्रेम ह्या एका कारणामुळे मेकॅनिकल इंजिनिअरिंग झालोय, नाहीतर हॉटेल मॅनेजमेंटला जाणार होतो. प्रत्यक्ष टेक्नॉलॉजीवर काम करताना जाम मजा येते.
वाचतोय... जमल्यास ५०-५० करा, म्हणजे वाचायला आणि समजायलाही सोप जाईल.बाकी या लेखामुळे १०वीत २ स्ट्रोक आणि ४ स्ट्रोक होते ते आठवले ! :)
मदनबाण.....
आजची स्वाक्षरी :- रूठ ना जाना तुम से कहू तो... { 1942 A Love Story }
क्या बात है. अर्ध्या गोष्टी कळल्या नाहीयेत. पण जाम रोचक. मुळात गाड्या, ड्रायव्हिंग किंवा एकंदरितच वाहनविश्व प्रचंड आवडीचं असल्याने धागा सॉलिड आवडतोय. खूप नवीन माहिती कळलीय. समजून घेत राहीन (रवंथ केल्यागत)
पण अनेक अनेक अनेक धन्यवाद ! ! ! कष्ट घेऊन इतका सुपर धागा काढल्याबद्दल.
@मदनबाण हो माझाही ५०-५० चा विचार आहे. पण काही गोष्टी एकमेकांवर अवलंबुन असल्यानी एकाच धाग्यात द्यायला लागल्यात.
@वेल्लाभट धन्यवाद. वाचत रहा आणि काही शंका असतील तर जरुर विचारा. नक्की उत्तर देइन :)
एक शंका.
टॉर्क, आणि पॉवर (बीएचपी मधे मोजली जाते ती) यातला फरक नेमका काय? म्हणजे नेमका गाडीच्या वापरात याचा कुठे प्रत्यय येतो?
पुढच्या भागात लिहतो.
अतिशय तपशीलवार आणि इंट्रेस्टिंग. स्टँडिंग ओव्हेशन.
सुरेख !
अजुन फायदे तोटे देता का ? उदा. पेट्रोल इंजिनचे दिजेल इन्जिनवर काय अॅडव्हान्टेजेस आहेत काय डिसअॅडव्हान्टेजेस आहेत ? ( आम्ही पेट्रोल इंजिनला कमी मेन्टेनन्स येतो ह्या एका ऐकिव माहितीवर पेट्रोल गाडी घेतली पण असे का होते ह्या प्रश्नाचे उत्तर मिळाले नाहि )
महिन्द्राच्या थार मधे सी आर डी ई आणि डी आय अशी दोन इंजिन उपलब्ध आहेत ( जवळपास २ लाखाचा फरक आहे ह्या २ डिजेल इंजिनात , असे का असावे ?
अवांतर : वाफेच्या इंजिनावर लिहा ना राव काही तरी ... आमाला ती वाफेवर चालणारी आगिन गाडी लई आवडत !!
थार घेताय ? वा वा.. या टाईपचे वाहन घेणारे लोक कमी असतात. आवड जुळल्याचा आनंद झाला.
"फोर्स वन" विषयी काही माहिती / मते आहेत का? तिच्यावर दिल आलेय.
"एक्स यू व्ही" नुसती पाहून आवडली होती, पण तिच्याविषयी वाईट वाचलं.
नाही हो ... फार इच्छा होती पण "असली गाडी घेतली तर गाडीत बसणारही नाही :-\ " असा डोस मिळाला , त्यावर मी " खरंच ... ;)?" असं विचारल्यावर मोट्।ठा वादंग निर्माण झाला ... :D
शेवटी फोल्स्क्सवॅगन ( अर्थात सामान्य माणसांची गाडी ) पोलो घेतली पेट्रोल हाय लाईन ... पण काय मख्खन गाडी आहे राव !
बाकी पुढची गाडी घेताना ४ बाय ४ गाडीच घेणार आणि घरचे काहीही ऐकणार नाही असे तुर्तास ठरवले आहे , सध्या तरी फोर्ड इन्डेव्हर च्या पेक्षा स्वस्त कोणतीच ४ बाय ४ घेणेबल वाट्त नाही मला ... जीप भारतात कधी पाय्टाकणार देव जाणे , रँगलर ची आतुरतेने वाट पहात आहे ....
बघुया काय कसे होते ते !
!
फोर्स वनची ४X४ येतेय की आलीय असं ऐकलं. शिवाय थारच्या लायनीत फोर्स गुरखा आहे. गुरखा फोर बाय फोर ड्राईव्ह आहे सर्वच व्हेरियंट्समधे माझ्यामते. घेऊन लांब जायचे कुठेतरी खडबडायला.. झकासपैकी. लडाख वगैरे.
फोटो आंजावरुन साभार.
आम्ही ह्याची आस धरुन बसलोय
http://profit.ndtv.com/news/corporates/article-jeep-to-enter-india-mark…
महिन्द्रा ची जुनी कमांडर घेऊन तिचे मॉडिफिकेशन करायचे आमचेही एक स्वप्न आहे :)
अर्र्र्र्र..... कराच राव. कडक लुक होता गाडीचा. जबराट. फॅट टायर्स लावा क्रोम अॅलॉय्ज एक झनझनाटी साउंड सिस्टिम.... बास !
आणि
साउंड सिस्टिमवर यो यो हनी सिंग ची गाणी =))
आणि इमरान खान चं अँप्लिफायर तर हवंच ना राव.....
शिव शिव..काय हे..?
गझल्स हव्यात गझल्स...!!
किंवा एरोस्मिथचे क्रेझी, लिव्हिंग ऑन द एज
किंवा मेटालिका अनफर्गिव्हन
किंवा गन्स अँड रोजेस -- पेशन्स, नोव्हेंबर रेन वगैरे..
वा वा... फारच उत्कृष्ट. जरा लहान केलाय चित्राचा साईज.
बाकी एक मात्र आहे. उघडी जीप फारशी आवडत नाही. कारण धूळ वगैरे फार येते आणि ऊनही. शिवाय जिथे जाऊ तिथे सर्व सामान घेऊन उतरावे लागते, सेफ्टी नाही हे आणखी एक.
प्रीमियर ची "रिओ" कशी आहे? कॉम्पैक्ट एसयुव्ही म्हणुन? इंजन क्वालिटी? ओवरऑल मेक अन रिव्यु मिळाले तर आनंद होइल
मत म्हणून सांगतो, गाडीची बिल्ड क्वालिटी, फीचर्स विशेष नाहीत. परफॉर्मन्स ठीक ठाक सांगितला जातो. तरीही ASS म्हणजेच खरेदीनंतरची सेवा सुमार आहे. एकंदरित प्रिमियर चं नेटवर्क नसल्यात जमा आहे. एकच की, गाडी दिसते सुरेख आणि अतिशय प्रॅक्टिकल आहे.
महिंद्राची काँपॅक्ट एसयुव्ही येतेय २०१५ मधे. थांबता आलं तर थांबा.
कुणी काहीही म्हणावं; ही गाडी मला प्र चं ड म्हणजे प्रच चं ड आवडते. आणि ती भारी आहे. दिल आपलं पण आलंय तिच्यावर. बघू तिला वरून कधी आणता येतंय ते. फोर्स वन ४ व्हील ड्राइव्ह आली आहे बरं का. झालीय लाँच.
माझं आधी आलंय.. तेव्हा आपण कतारमें आहात. कृपया प्रतीक्षा करा. ;)
बाकी इथे अवांतर होतंय. तेव्हा एसयूवी आणि ऑफबीट गाड्यांवरची चर्चा वेगळ्या धाग्यात काढतो.
फोर्स वन नी प्रवास करुन पाहिलाय. बाहेरुन दिसायला छान आहे. इंटेरिअर क्वालिटी तेवढीशी अपीलिंग नाही.
आणि एक्स.यु.व्ही. ५०० चांगली गाडी आहे. पहिल्यांदा चालवुन पाहिली तेव्हा पिकअप ची भिती वाटत होती तिच्या. पण ओव्हरऑल मस्तं आहे गाडी.
एक्स्टर्नल कंबशन इंजिनामधे वाफेची इंजिन्स येतील.
पेट्रोल इंजिनाला मेंटेनन्स खर्च कमी येतो ही जुन्या काळातली गोष्ट झाली. आता डिझेल इंजिनामधे एवढ्या सुधारणा झाल्या आहेत की खर्चं थोड्याफार प्रमाणात जास्त येतो (नेगलिजिबल- तो खर्च नियमित गाडी वापरणार्यासाठी पेट्रोल डिझेल च्या खर्चामधे वसुल होतो). डिझेल इंजिन्स मेंटेनन्स ला अवघड असतात हे सत्य आहे मात्र. कारण पेट्रोल इंजिनांच्या तुलनेनी ह्याची रचना किचकट असते.
पेट्रोल इंजिनाचे फायदे म्हणाल तर कमी एमिशन, जास्त पिकअप, इंजिनाचं वजन तुलनेनी कमी, थर्मल एफिशिअन्सी जास्त, किंमत कमी, मेंटेनन्स तुलनेनी सोपा असे आहेत.
डिझेल इंजिनाचे फायदे म्हणाल तर जास्त टॉर्क, मायलेज जास्त, हेवी इंजिन (मला स्वतःला हेवी गाड्या आवडतात, जास्त स्टेबल असतात. काही जणांना हा तोटाही वाटु शकतो).
महिंद्रा थारच्या किंमतीच्या फरकामधे इंजिन हा एकच घटक जबाबदार नाही. सस्पेंशनमधेही फरक आहे. सी.आर.डी.ई. व्हेरिअंट ला इंडिपेंडंट फ्रंट सस्पेंशन आहे, तर डी.आय. प्रकाराला लीफ स्प्रिंग सस्पेंशन आहे. इंडिव्हिजुअल सस्पेंशन महाग असतं. शिवाय सी.आर. डी.ई. आणी डी.आय व्हेरिअंट मधे सी.सी. आणि बी.एच.पी मधे पण बराच फरक आहे.
आता सी.आर.डी.ई. आणि डी.आय. मधला फरक म्हणाल तर सी.आर.डी.आय. अर्थात कॉमन रेल डिझेल इंजिन जवळजवळ २०% जास्त कार्यक्षम आहे. डिझेल चे पार्टिकल रेल ट्युब मधुन जास्त चांगल्या प्रमाणात अॅटोमाईझ केले जातात. शिवाय स्पीड आणि लोड प्रमाणे रेलमधलं प्रेशर ज्या प्रमाणात बदलायला पाहिजे ते सी.आर.डी.ई. मधे जास्त चांगल्या प्रमाणात होतं.
डी.आय. आणि टी.डी.आय. मधे गल्लत करु नका. दोन्ही वेगवेगळ्या गोष्टी आहेत. (तुम्ही केलेली नाही. इन जनरल प्रतिसाद आहे)
आकडेवारी पाहिली तर
सी.आर.डी.ई. थार= २४९८ सी.सी. १०३ बी.एच.पी. आणि २४७ एन-एम टॉर्क
डी.आय.= २५२३ सी.सी., ६५ बी.एच.पी आणि १८५ एन-एम टॉर्क
एवढा फरक आहे. बाकी फ्युएल सिस्टीममधे पाहु.
एक नंबर!!! कप्तान साहब ज़रा "वेंकेल इंजन" का काय असते त्यावर प्रकाश टाकाल का?
नक्कीचं!!
वेंकेल इंजिन (Wankel Engine) हे पिस्टनलेस ह्या प्रकारचं इंजिन असतं. त्यामधे एक बाहेरच्या बाजु थोड्याश्या वर्तुळाकारात (कॉन्व्हेक्स) प्रोफाईल असणारा एक त्रिकोणी भाग असतो (Oval Epicycloid/ Epitrocoid profile) . त्याच्या मध्यभागी असलेल्या बोअर मधे इंटर्नल गिअर मशिनिंग केलेला असतो. हा गिअर एका शाफ्टवरच्या एक्स्टर्नल गिअरला जोडलेला असतो. इंटर्नल गिअर हा इसेंट्रिक पद्धतीचा असतो. ओव्हल इपिसायक्लॉईड प्रोफाईल इंधन आणि हवेच्या मिश्रणाला काँप्रेस आणि सील करायचं काम करते. इंधन ज्वलन झाल्यावर तयार झालेले गॅसेस हे त्रिकोणाच्या विशिष्ट वर्तुळाकार भागाला गोलाकार गती देतात. मधला गिअर ह्या त्रिकोणाच्या गतीमुळे फिरवला जातो. हा गिअर ज्या शाफ्टवर बसवलेला असतो त्या शाफ्टच्या शेवटी फ्लाय्व्हील बसवलेलं असतं.
आपण ह्याविषयी स्पेशल इंजिन्समधे पाहणारचं आहोतं. हा जरी इंटर्नल कंबशन इंजिनाचा भाग असला तरीही जाणुन बुजुन ह्या लेखात लिहिलेलं नाही. ह्या लेखामधे मास स्केल वर वापरल्या जाणार्या इंजिनांची ओळख करुन देणं असा उद्देश होता. कसा प्रतिसाद मिळतोय ह्यावर मी कुठली इंजिन्स टाकावे स्पेशल इंजिन्स मधे हे ठरवणार आहे.
कप्तान साहब , वेंकेल च्या combustion stroke cycle चे चित्र द्याल का? वेंकेल कुठल्या स्ट्रोक मधे पड़ते? पिस्टन लेस म्हणजे पिस्टनच्या आभावामुळे परफॉरमेंस, वजन (हलकेपणा), फ्यूल एफिशिएंसी इत्यादी परीमाणावर काय फरक पडतो? एचएएल का एडीई ने वेंकेल वापरून एक २ सीटर प्लेन तयार केल्याचे स्मरते, त्याच्या बद्दल सांगु शकाल का?
(डिग्री नसलेला पण हौशी ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग मधे रस असलेला गुलाहौशी)
जोशमी गिब्ज 'बाप्या' :)
वेंकेल इंजिनमधे सुद्धा पिस्टन इंजिनसारखे चारही स्ट्रोक्स असतात.
वजनाबद्दल म्हणाल तर पॉवर टु वेट रेशो वेंकेल इंजिनामधे चांगला असतो, कारण पिस्टन इंजिनामधे असणारे बरेचं घटक जसं की, कॅमशाफ्ट, क्रँकशाफ्ट, पिस्टन्स, कनेक्टिंग रॉड्स वगैरे नसतात.
फ्युएल एफिशिअन्सी म्हणाल तर माझ्या माहितीप्रमाणे ह्याचं फुएल कंजम्प्शन जास्त आहे (रिच पेट्रोल मिक्स्चर) आणि काही प्रमाणात एमिशनही जास्त आहे. १००% ज्वलनाची हमी नाही.
२ सीटर प्लेनबद्दल माहिती नाही. कदाचित गविंना माहिती असेल.
(function(d, s, id) { var js, fjs = d.getElementsByTagName(s)[0]; if (d.getElementById(id)) return; js = d.createElement(s); js.id = id; js.src = "//connect.facebook.net/en_US/sdk.js#xfbml=1&version=v2.3"; fjs.parentNode.insertBefore(js, fjs);}(document, 'script', 'facebook-jssdk'));
मानले तुम्हाला कॅप्टनसाहेब. लेखासाठी भरपूर कष्ट घेतले आहेत हे दिसतच आहे.
मला या विषयाची फारशी आवड नसल्यामुळे आणि त्यातले ज्ञान त्याहूनही कमी असल्यामुळे लेख कळला नाही.तरीही या लेखातून तुमच्या आवडीच्या विषयाची माहिती मिपाकरांना व्हावी यासाठी तुम्ही जे कष्ट घेतले आहेत त्याला _/\_
(एक नंबरचा बत्थड मेकॅनिकल इंजिनिअर) क्लिंटन
धन्यवाद क्लिंटन सर,
काय गम्मत करता का राव गरिबाची :)
मस्त लेख. बराचसा वाचलाच नाही कारण ऑटोमोबिल, मेकॅनिकल इंजिनिअरिंग वगैरे क्षेत्राचा कंटाळा आहे. पण माहितीपूर्ण आहे. पुभाप्र.
खूप मेहनत घेऊन लिहिला आहे त्याबद्दल कौतुक! बाकी गाड्यांचा आपला संबंध फक्त त्यात आरामात बसून फिरण्यापुरता!
धन्यवाद पैसातै!! :)
मेहनत आणि कळकळ जाणवते आहे लेखमालेतून. मराठीत ही ज्ञानगंगा मिळत नाही. तुमचे खूप खूप आभार..
धन्यवाद. वाचत रहा.
प्रचंड माहितीपूर्ण लेख. इतकी माहिती लिहिण्यासाठी जे कष्ट घेतलेत त्यासाठीच खरच आभारी आहे. :)