बॉर्के इंजन: Difference between revisions

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File:Bourke Engine four Cylinder-Color.png
चार सिलेंडर वाला बॉर्के इंजन
File:US2172670- Figure 2-Color.png
पेटेंट यूएस 2172670 ए से चित्र 2
File:US2172670-Figure 1-Color.png
पेटेंट यूएस 2172670 ए से चित्र 1
File:Bourke - two stroke - four cylinder.gif
चार सिलेंडर वाले बॉर्के इंजन का एनिमेशन

1920 के दशक में दो-स्ट्रोक आंतरिक दहन इंजन को उत्तम बनाने के लिए बॉर्के इंजन रसेल बॉर्के का एक प्रयास था।अपने डिजाइन को पूरा करने और कई कार्यशील इंजनों के निर्माण के अतिरिक्त द्वितीय विश्व युद्ध की प्रारंभिक परीक्षण के परिणामों की कमी,[1] और उनकी पत्नी के खराब स्वास्थ्य ने उनके इंजन को बाजार में सफलतापूर्वक आने से रोक दिया। डिजाइन के मुख्य प्रमाणित किए गए गुण यह हैं कि इसमें केवल दो चलने वाले भाग हल्के होते हैं, प्रति क्रांति में दो शक्ति दालें होती हैं, और ईंधन में मिश्रित तेल की आवश्यकता नहीं होती है।

बॉर्के इंजन मूल रूप से एक दो स्ट्रोक इंजन है। टू-स्ट्रोक डिज़ाइन एक क्षैतिज रूप से विपरीत पिस्टन असेंबली के साथ दो पिस्टन का उपयोग करता है जो एक ही समय में एक ही दिशा में चलते हैं, जिससे उनका संचालन 180 डिग्री चरण (तरंगें) हो। पिस्टन अधिक सामान्य क्रैंकशाफ्ट तंत्र के स्थान पर स्कॉच योक तंत्र से जुड़े होते हैं, इस प्रकार पिस्टन त्वरण पूरी तरह से साइनसोइडल होता है। यह पिस्टन को पारंपरिक इंजनों की तुलना में शीर्ष मृत केंद्र पर अधिक समय बिताने का कारण बनता है। आने वाले चार्ज को पिस्टन के नीचे एक कक्ष में संकुचित किया जाता है, जैसा कि पारंपरिक क्रैंककेस-चार्ज टू-स्ट्रोक इंजन में होता है। कनेक्टिंग-रॉड सील ईंधन को निचले सिरे के चिकनाई वाले तेल को दूषित करने से रोकता है।

ऑपरेशन

ऑपरेटिंग चक्र वर्तमान उत्पादन स्पार्क इग्निशन दो स्ट्रोक चक्र टू-स्ट्रोक क्रैंककेस कम्प्रेशन के साथ दो संशोधनों के समान है:

  1. ईंधन को सीधे हवा में इंजेक्ट किया जाता है क्योंकि यह ट्रांसफर पोर्ट के माध्यम से चलता है।
  2. इंजन को गर्म होने के बाद स्पार्क इग्निशन का उपयोग किए बिना चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे ऑटो-इग्निशन या डीजलिंग के रूप में जाना जाता है, और डीजल इंजन और/या दहन कक्ष में गर्म बल्ब इंजन की उपस्थिति के कारण वायु/ईंधन मिश्रण जलने लगता है।

डिजाइन सुविधाएँ

निम्नलिखित डिजाइन सुविधाओं की पहचान की गई है:

यांत्रिक विशेषताएं

  • स्कॉच योक, और रैखिक रूप से स्लाइडिंग कनेक्टिंग रॉड।
  • कम चलने वाले भाग (विपरीत सिलेंडर जोड़ी में केवल 2 चलती असेंबली) और विपरीत सिलेंडर 2, 4, 6, 8, 10, 12 या किसी भी संख्या में सिलेंडर बनाने के लिए संयोजन योग्य हैं।
  • पिस्टन स्कॉच योक से स्लिपर बेयरिंग (हाइड्रोडायनामिक टिल्टिंग-पैड द्रव बेयरिंग का एक प्रकार) के माध्यम से जुड़ा हुआ है।
  • यांत्रिक ईंधन इंजेक्शन।
  • पॉपट वॉल्व के अतिरिक्त पोर्ट (इंजन)।
  • सरल उपकरणों के साथ आसान रखरखाव (शीर्ष ओवरहालिंग)।
  • स्कॉच योक पिस्टन पर पार्श्व बल नहीं बनाता, घर्षण और पिस्टन पहनने को कम करता है।
  • गास्केट के अतिरिक्त जोड़ों को सील करने के लिए O-रिंग का उपयोग किया जाता है।
  • स्कॉच योक पिस्टन को शीर्ष मृत केंद्र पर थोड़ा लंबा रहने का कोण बनाता है, इसलिए कम मात्रा में ईंधन पूरी तरह से जलता है।

गैस प्रवाह और थर्मोडायनामिक विशेषताएं

  • कम निकास तापमान (उबलते पानी के नीचे) इसलिए धातु निकास घटकों की आवश्यकता नहीं होती है; अगर एग्जॉस्ट प्रणाली से ताकत की जरूरत नहीं है तो प्लास्टिक वाले का उपयोग किया जा सकता है।
  • उच्च दक्षता के लिए 15:1 से 24:1 संपीड़न अनुपात और इसे विभिन्न ईंधन और संचालन आवश्यकताओं के लिए आवश्यकतानुसार आसानी से बदला जा सकता है।
  • जब इसे ट्रांसफर पोर्ट में इंजेक्ट किया जाता है तो ईंधन वाष्पीकृत हो जाता है, और इनटेक मैनिफोल्ड में अशांति और रिंग के ऊपर पिस्टन आकार ईंधन-हवा के मिश्रण को दहन कक्ष में स्तरीकृत कर देता है।
  • बढ़ी हुई दक्षता और कम उत्सर्जन के लिए लीन बर्न।

स्नेहन

  • यह डिज़ाइन दहन कक्ष से प्रदूषण को रोकने के लिए तेल सील का उपयोग करता है (चार-स्ट्रोक में पिस्टन रिंग ब्लो-बाय द्वारा बनाया गया और दो-स्ट्रोक में सिर्फ दहन) क्रैंककेस तेल को प्रदूषित करने से, तेल के जीवन का विस्तार करते हुए इसका उपयोग किया जाता है धीरे-धीरे रिंग को तेल से भरा रखने के लिए तेल को धीरे-धीरे उपयोग करने के लिए दिखाया गया था, किंतु इसके निर्माता रसेल बॉर्के द्वारा अभी भी इसकी मात्रा और शुद्धता की जांच करने की पक्षसमर्थन की गई थी।
  • बेस में चिकनाई वाला तेल कनेक्टिंग रॉड पर एक तेल सील द्वारा दहन कक्ष प्रदूषण से सुरक्षित है।
  • पिस्टन के रिंग को निचले मृत केंद्र में सिलेंडर की दीवार में एक छोटे आपूर्ति छेद से तेल की आपूर्ति की जाती है।

प्रमाणित किया गया और मापा गया प्रदर्शन

  • दक्षता - 0.25 (lb/h)/hp का प्रमाणित किया गया है - लगभग सर्वश्रेष्ठ डीजल इंजन के समान,[2] या सामान्यतः सर्वश्रेष्ठ दो स्ट्रोक के रूप में दो बार कुशल[3] यह 55.4% की थर्मोडायनामिक दक्षता के समान है, जो एक छोटे आंतरिक दहन इंजन के लिए अत्यधिक उच्च आंकड़ा है। किसी तीसरे पक्ष द्वारा देखे गए परीक्षण में, वास्तविक ईंधन खपत 1.1 hp/(lb/hr) थी,[4] या 0.9 (lb/hr)/hp, लगभग 12.5% ​​की थर्मोडायनामिक दक्षता के समान, जो 1920 के दशक के भाप इंजन की विशेषता है।[5] बॉर्के के एक समीप सहयोगी द्वारा बनाए गए 30 क्यूबिक इंच के वॉक्स इंजन के परीक्षण ने अधिकतम शक्ति पर 1.48 पौंड/(बीएचपी घंटा), या 0.7 (एलबी/घंटा)/एचपी की ईंधन खपत दी।[6]
  • पावर टू वेट - सिल्वर ईगल को 45 lb से 25 hp या 0.55 hp/lb के पावर-टू-वेट अनुपात का उत्पादन करने का प्रमाणित किया गया था। 140 क्यूबिक इंच का बड़ा इंजन 125 lb से 120 hp या लगभग 1 hp/lb के लिए अच्छा था। मॉडल एच के बारे में प्रमाणित किया गया था कि वह 95 पौंड के वजन के साथ 60 hp का उत्पादन करता है, इसलिए यह 0.63 hp/lb का शक्ति-से-वजन अनुपात देता है। जुड़वां में 30 घन 15000rpm पर 114 hp का उत्पादन करने की सूचना मिली थी, जबकि केवल 38 lb का वजन था, एक अविश्वसनीय 3 hp/lb[7] चूँकि, अधिक परिश्रम करने के बाद भी, वॉक्स इंजन की प्रतिकृति में 30 cu ने 4000 आरपीएम पर सिर्फ 8.8 hp का उत्पादन किया।[8] अन्य स्रोत 0.9 का प्रमाणित करते हैं[9] 2.5 hp/lb तक चूँकि इन उच्च आंकड़ों का समर्थन करने के लिए स्वतंत्र रूप से देखे गए किसी भी परीक्षण का दस्तावेजीकरण नहीं किया गया है। इसकी ऊपरी सीमा यहाँ दिखाए गए सर्वश्रेष्ठ चार-स्ट्रोक उत्पादन इंजन से लगभग दोगुनी है,[10] या 0.1 hp/lb ग्रेपनर GmbH G58 टू-स्ट्रोक से उत्तम है।[11] निचला प्रमाणित उल्लेखनीय नहीं है, आसानी से चार स्ट्रोक इंजनों के उत्पादन से अधिक है, दो स्ट्रोक को कभी भी ध्यान न दें।[12]
  • उत्सर्जन - प्रकाशित परीक्षण परिणामों में वस्तुतः कोई हाइड्रोकार्बन (80 पीपीएम) या कार्बन मोनोआक्साइड (10 पीपीएम से कम) प्राप्त नहीं हुआ,[13] चूँकि इन परिणामों के लिए कोई पावर आउटपुट नहीं दिया गया था, और एनओएक्स को नहीं मापा गया था।
  • निम्न उत्सर्जन - इंजन के बारे में प्रमाणित किया जाता है कि वह बिना किसी संशोधन के हाइड्रोजन या किसी भी हाइड्रो-कार्बन ईंधन पर काम करने में सक्षम है, जिससे उत्सर्जन के रूप में केवल जल वाष्प और कार्बन डाईऑक्साइड का उत्पादन होता है।

बॉर्के इंजन की इंजीनियरिंग समालोचना

बॉर्के इंजन में कुछ रोचक विशेषताएं हैं, किंतु असाधारण प्रमाणित [14] इसके प्रदर्शन के लिए वास्तविक परीक्षणों द्वारा वहन किए जाने की संभावना नहीं है कई प्रमाण विरोधाभासी हैं।[15]

  1. कनेक्टिंग छड़ के विपरीत एयर कंप्रेसर चैंबर और क्रैंककेस के बीच सील से सील घर्षण, दक्षता को कम करेगा।[16]
  2. पंपिंग हानि के कारण दक्षता कम हो जाएगी क्योंकि वायु आवेश दो बार संकुचित और विस्तारित होता है, किंतु प्रति पिस्टन स्ट्रोक के विस्तार में से केवल एक में ऊर्जा के लिए ऊर्जा निकाली जाती है।[17][18]
  3. इंजन का वजन अधिक होने की संभावना है क्योंकि तेजी से उच्च तापमान दहन के परिणामस्वरूप दिखाई देने वाले उच्च शिखर दबावों का सामना करने के लिए इसे बहुत शक्ति से बनाया जाना होगा।[19]
  4. प्रत्येक पिस्टन जोड़ी अत्यधिक असंतुलित होती है क्योंकि बॉक्सर इंजन के विपरीत दो पिस्टन एक ही समय में एक ही दिशा में चलते हैं।[20] यह गति सीमा और इसलिए इंजन की शक्ति को सीमित करेगा, और घटकों में उच्च बलों को प्रतिक्रिया देने के लिए आवश्यक शसक्त निर्माण के कारण इसका वजन बढ़ाएगा।[21]
  5. हाई स्पीड टू-स्ट्रोक इंजन फोर-स्ट्रोक की तुलना में अक्षम होते हैं क्योंकि कुछ इंटेक चार्ज एग्जॉस्ट के साथ बिना जले निकल जाते हैं।[22]
  6. अतिरिक्त हवा का उपयोग किसी दिए गए इंजन आकार के लिए उपलब्ध टॉर्क को कम कर देगा।[23]
  7. छोटे पोर्ट के माध्यम से निकास को तेजी से बाहर निकालने से दक्षता में और कमी आएगी।[24]
  8. विस्फोट में एक आंतरिक दहन इंजन का संचालन दहन कक्ष की दीवारों के विपरीत शॉक तरंगों द्वारा रगड़ी जा रही दहन गैसों से खोई हुई उष्मा के कारण दक्षता कम कर देता है।[25]
  9. उत्सर्जन - चूँकि कुछ परीक्षणों में कुछ परिस्थितियों में कम उत्सर्जन दिखाया गया है, ये जरूरी नहीं कि पूरी शक्ति पर हों। जैसे-जैसे स्कैवेंज अनुपात (अर्थात इंजन टॉर्क) बढ़ता है, अधिक एचसी और सीओ उत्सर्जित होंगे।[26]
  10. टीडीसी में रहने का समय बढ़ने से सिलेंडर की दीवारों में अधिक उष्मा स्थानांतरित हो जाएगी, जिससे दक्षता कम हो जाएगी।[27]
  11. ऑटो-इग्निशन मोड में चलने पर जलने की प्रारंभिक का समय स्पार्क इग्निशन या डीजल इंजन के अतिरिक्त सीधे इंजन की परिचालन स्थिति द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस प्रकार इसे एक ऑपरेटिंग स्थिति के लिए अनुकूलित करना संभव हो सकता है, किंतु टार्क और गति की विस्तृत श्रृंखला के लिए नहीं जो एक इंजन सामान्यतः देखता है। परिणाम कम दक्षता और उच्च उत्सर्जन होगा।[28]
  12. यदि दक्षता अधिक है, तो दहन तापमान उच्च होना चाहिए, जैसा कि कार्नाट चक्र द्वारा आवश्यक है, और वायु ईंधन मिश्रण पतला होना चाहिए। उच्च दहन तापमान और पतला मिश्रण नाइट्रोजन डाइऑक्साइड बनने का कारण बनता है।

पेटेंट

रसेल बॉर्के ने 1939 में इंजन के लिए ब्रिटिश और कनाडाई पेटेंट प्राप्त किया: GB514842[29] और CA381959।[30]

उन्होंने 1939 में U.S. Patent 2,172,670 भी प्राप्त किया।[31]

संदर्भ

  1. ↑ "युद्ध विभाग". Archived from the original on 2007-12-30. Retrieved 2008-01-13.
  2. ↑ The Most Powerful Diesel Engine in the World Archived July 16, 2010, at the Wayback Machine
  3. ↑ best two strokes
  4. ↑ Paul Niquette. "द बॉर्के इंजन". Niquette.com. Retrieved 2011-12-06.
  5. ↑ GS Baker "Ship Form, Resistance, and Screw Propulsion" p215
  6. ↑ Sport Aviation March 1980 p 60 fig 18
  7. ↑ Sport Aviation March 1980 p 54
  8. ↑ Sport Aviation March 1980 p 54
  9. ↑ "Bourke इंजन कॉम". Bourke-engine.com. Retrieved 2011-12-06.
  10. ↑ http://www.sportscardesigner.com/hp_per_lb.jpg[bare URL image file]
  11. ↑ "अनाम-1" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-10-02. Retrieved 2011-12-06.
  12. ↑ "विमान इंजन विकास". Pilotfriend.com. Retrieved 2011-12-06.
  13. ↑ The Bourke Engine Project L.L.C. - Confirmed Test Results Archived September 28, 2007, at the Wayback Machine
  14. ↑ Bourke Engine#Claimed and measured performance
  15. ↑ JB Heywood "Internal Combustion Engine Fundamentals" ISBN 0-07-100499-8 pp240-245|Trade-off between efficiency, emissions and power
  16. ↑ "Friction Forces in O-ring Sealing" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2010-06-29. Retrieved 2007-12-16. |Friction of seals
  17. ↑ JB Heywood "Internal Combustion Engine Fundamentals" ISBN 0-07-100499-8 p723|Pumping losses
  18. ↑ C Feyette Taylor "The Internal Combustion Engine" 4th edition, p194 para 2-3, p205 fig 124b, p258|Pumping losses in two strokes
  19. ↑ C Feyette Taylor "The Internal Combustion Engine" 4th edition, p119|stresses due to detonation
  20. ↑ Engine balance#Single-cylinder engines Balance of single-cylinder engines
  21. ↑ JB Heywood "Internal Combustion Engine Fundamentals" ISBN 0-07-100499-8 p20|Importance of primary balance
  22. ↑ JB Heywood "Internal Combustion Engine Fundamentals" ISBN 0-07-100499-8 pp240-245, p881|Scavenging ratio and low efficiency
  23. ↑ JB Heywood "Internal Combustion Engine Fundamentals" ISBN 0-07-100499-8 pp240-245|Scavenging ratio effect on torque output
  24. ↑ C Feyette Taylor "The Internal Combustion Engine" 4th edition p194 para5|Pumping losses in two strokes
  25. ↑ JB Heywood "Internal Combustion Engine Fundamentals" ISBN 0-07-100499-8 p452-3|Increased thermal losses due to detonation
  26. ↑ JB Heywood "Internal Combustion Engine Fundamentals" ISBN 0-07-100499-8 pp240-245, p881|Scavenging ratio and high emissions
  27. ↑ "Science Links Japan | Effect of Piston Speed around Top Dead Center on Thermal Efficiency". Sciencelinks.jp. 2009-03-18. Archived from the original on 2012-01-27. Retrieved 2011-12-06.
  28. ↑ Hot bulb engine
  29. ↑ "एस्पेसनेट - ग्रंथ सूची डेटा". Worldwide.espacenet.com. Retrieved 2013-01-21.
  30. ↑ "एस्पेसनेट - ग्रंथ सूची डेटा". Worldwide.espacenet.com. Retrieved 2013-01-21.
  31. ↑ "Bourke".


बाहरी संबंध

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