Bourke engine
1920ના દાયકામાં રસેલ બોર્કે દ્વારા બે-સ્ટ્રોક આંતરિક દહન એન્જિનમાં સુધારો કરવા માટે બોર્કે એન્જિનનો પ્રયાસ કરવામાં આવ્યો હતો. તેમની ડિઝાઇન પૂર્ણ કરવા અને કેટલાક કાર્યરત એન્જિનનું નિર્માણ કરવા છતાં, બીજા વિશ્વયુદ્ધની શરૂઆત, પરીક્ષણ પરિણામોનો અભાવ અને તેમની પત્નીની નબળી તબિયતએ તેમના એન્જિનને ક્યારેય સફળતાપૂર્વક બજારમાં આવતા રોકવા માટે ચક્રવૃદ્ધિ કરી હતી. ડિઝાઇનના મુખ્ય દાવો કરાયેલા ગુણો એ છે કે તેમાં માત્ર બે ફરતા ભાગો છે, તે હળવા વજનના છે, તેમાં પ્રતિ પરિભ્રમણ બે પાવર પલ્સ છે, અને તેને બળતણમાં તેલ મિશ્રિત કરવાની જરૂર નથી. બોર્કે એન્જિન મૂળભૂત રીતે બે-સ્ટ્રોક ડિઝાઇન છે, જેમાં બે પિસ્ટનનો ઉપયોગ કરીને એક આડા વિરોધી પિસ્ટન એસેમ્બલી છે જે એક જ સમયે એક જ દિશામાં આગળ વધે છે, જેથી તેમની કામગીરી તબક્કાની બહાર 180 ડિગ્રી હોય. પિસ્ટન વધુ સામાન્ય ક્રેન્કશાફ્ટ મિકેનિઝમની જગ્યાએ સ્કોચ યોક મિકેનિઝમ સાથે જોડાયેલા હોય છે, આમ પિસ્ટન પ્રવેગક સંપૂર્ણપણે સાઇનસોઇડલ હોય છે. આ કારણે પિસ્ટન પરંપરાગત એન્જિન કરતાં ટોપ ડેડ સેન્ટરમાં વધુ સમય વિતાવે છે. પરંપરાગત ક્રેન્કકેસ-ચાર્જ્ડ ટુ-સ્ટ્રોક એન્જિનની જેમ, આવતા ચાર્જને પિસ્ટનની નીચે ચેમ્બરમાં સંકુચિત કરવામાં આવે છે. કનેક્ટિંગ-રોડ સીલ બળતણને તળિયેથી ઊંજણ તેલને દૂષિત કરતા અટકાવે છે. ઓપરેશન સંચાલન ચક્ર બે ફેરફારો સાથે ક્રેન્કકેસ સંકોચન સાથે વર્તમાન ઉત્પાદન સ્પાર્ક ઇગ્નીશન ટુ-સ્ટ્રોક જેવું જ છેઃ ટ્રાન્સફર પોર્ટમાંથી પસાર થતાં બળતણને સીધા હવામાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે. એકવાર એન્જિન ગરમ થઈ જાય પછી તેને સ્પાર્ક ઇગ્નીશનનો ઉપયોગ કર્યા વિના ચલાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. આને ઓટો-ઇગ્નીશન અથવા ડીઝલિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને કોમ્પ્રેસ્ડ ગેસના ઊંચા તાપમાન અને/અથવા કમ્બશન ચેમ્બરમાં ગરમ ધાતુની હાજરીને કારણે હવા/બળતણનું મિશ્રણ બળવાનું શરૂ કરે છે. ડિઝાઇનની લાક્ષણિકતાઓ નીચેની ડિઝાઇનની લાક્ષણિકતાઓ ઓળખવામાં આવી છેઃ યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓ સ્કોચ યોક, અને રેખીય રીતે સ્લાઇડિંગ કનેક્ટિંગ સળિયા. ઓછા ગતિશીલ ભાગો (વિરોધી નળાકાર જોડી દીઠ માત્ર 2 ગતિશીલ જોડાણો) અને વિરોધી નળાકાર 2,4,6,8,10,12 અથવા કોઈપણ સમાન સંખ્યામાં નળાકાર બનાવવા માટે સંયોજનક્ષમ છે. પિસ્ટન સ્લીપર બેરિંગ (હાઇડ્રોડાયનેમિક ટિલ્ટિંગ-પેડ પ્રવાહી બેરિંગનો એક પ્રકાર) દ્વારા સ્કોચ ઝૂંસરી સાથે જોડાયેલ છે. યાંત્રિક ઇંધણ ઈન્જેક્શન. વાલ્વને બદલે બંદરો. સરળ સાધનો સાથે સરળ જાળવણી (ટોપ ઓવરહોલિંગ). સ્કોચ ઝૂંસરી પિસ્ટન પર બાજુની બળો બનાવતી નથી, ઘર્ષણ અને પિસ્ટન ઘસારો ઘટાડે છે. ઓ-રિંગ્સનો ઉપયોગ ગાસ્કેટને બદલે સાંધાને સીલ કરવા માટે થાય છે. સ્કોચ ઝૂંસરી પિસ્ટનને ટોચના મૃત કેન્દ્રમાં થોડો લાંબો સમય રહે છે, તેથી બળતણ ઓછા જથ્થામાં વધુ સંપૂર્ણપણે બળી જાય છે. ગેસના પ્રવાહ અને થર્મોડાયનેમિક લક્ષણો નીચા એક્ઝોસ્ટ તાપમાન (ઉકળતા પાણીની નીચે) તેથી ધાતુના એક્ઝોસ્ટ ઘટકોની જરૂર નથી; જો એક્ઝોસ્ટ સિસ્ટમમાંથી તાકાતની જરૂર ન હોય તો પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા માટે 15:1 થી 24:1 સંકોચન ગુણોત્તર અને વિવિધ ઇંધણ અને કામગીરીની જરૂરિયાતો માટે તેને સરળતાથી બદલી શકાય છે. જ્યારે તેને ટ્રાન્સફર બંદરોમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે ત્યારે બળતણ બાષ્પીભવન થાય છે, અને ઇન્ટેક મેનીફોલ્ડ્સમાં અશાંતિ અને રિંગ્સની ઉપરના પિસ્ટન આકાર બળતણ-હવાના મિશ્રણને કમ્બશન ચેમ્બરમાં સ્તરીકૃત કરે છે. કાર્યક્ષમતા વધારવા અને ઉત્સર્જનમાં ઘટાડો કરવા માટે લીન બર્ન કરો. ઉંજણ આ ડિઝાઇનમાં ક્રેંકકેસ તેલને પ્રદૂષિત કરવાથી દહન ચેમ્બર (ચાર-સ્ટ્રોકમાં પિસ્ટન રિંગ બ્લો-બાય અને માત્ર બે-સ્ટ્રોકમાં દહન દ્વારા બનાવવામાં આવેલ) માંથી પ્રદૂષણને રોકવા માટે તેલની સીલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે તેલના જીવનને લંબાવે છે કારણ કે તેનો ઉપયોગ તેલથી ભરેલા રિંગ્સને રાખવા માટે ધીમે ધીમે થાય છે. તેલનો ઉપયોગ ધીમે ધીમે થતો હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ તેના નિર્માતા રસેલ બોર્કે દ્વારા તેની માત્રા અને સ્વચ્છતાની તપાસ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવી હતી. આધારમાં ઊંજણ તેલને જોડતી લાકડી પર તેલની સીલ દ્વારા દહન ચેમ્બરના પ્રદૂષણથી સુરક્ષિત કરવામાં આવે છે. પિસ્ટન રિંગ્સને તળિયાના મૃત કેન્દ્રમાં સિલિન્ડરની દિવાલમાં નાના પુરવઠાના છિદ્રમાંથી તેલ પૂરું પાડવામાં આવે છે. દાવો કરાયેલ અને માપેલ કામગીરી કાર્યક્ષમતા-0.25 (એલબી/એચ)/એચપીનો દાવો કરવામાં આવે છે-જે શ્રેષ્ઠ ડીઝલ એન્જિન જેટલું જ છે, અથવા શ્રેષ્ઠ બે સ્ટ્રોક કરતા લગભગ બમણું કાર્યક્ષમ છે. આ 55.4% ની થર્મોડાયનેમિક કાર્યક્ષમતાની સમકક્ષ છે, જે નાના આંતરિક કમ્બશન એન્જિન માટે ખૂબ જ ઊંચો આંકડો છે. ત્રીજા પક્ષ દ્વારા જોવામાં આવેલા પરીક્ષણમાં, વાસ્તવિક બળતણનો વપરાશ 1.1 એચપી/(એલબી/એચઆર) અથવા 0.9 (એલબી/એચઆર)/એચપી હતો, જે લગભગ 12.5% ની થર્મોડાયનેમિક કાર્યક્ષમતાની સમકક્ષ છે, જે 1920ના વરાળ એન્જિનની લાક્ષણિકતા છે. બોર્કેના નજીકના સહયોગી દ્વારા બનાવવામાં આવેલા 30 ઘન ઇંચના વોક્સ એન્જિનના પરીક્ષણમાં મહત્તમ શક્તિ પર 1.48 પાઉન્ડ/(બી. એચ. પી. એચ. આર.) અથવા 0.7 (એલ. બી./એચ. આર.)/એચ. પી. નો બળતણ વપરાશ જોવા મળ્યો હતો. પાવર ટુ વેઇટ-સિલ્વર ઇગલ 45 પાઉન્ડથી 25 એચપી અથવા 0.55 એચપી/પાઉન્ડના પાવર-ટુ-વેઇટ રેશિયોનું ઉત્પાદન કરે છે એવો દાવો કરવામાં આવ્યો હતો. 140 ઘન ઇંચનું મોટું એન્જિન 125 પાઉન્ડથી 120 એચપી અથવા આશરે 1 એચપી/એલબી માટે સારું હતું. મોડલ એચ 95 પાઉન્ડના વજન સાથે 60 એચ. પી. નું ઉત્પાદન કરે છે, તેથી તે 0.63 એચ. પી./એલ. બી. નો વજન ગુણોત્તર આપે છે. 30 ક્યુ ઇન ટ્વીન 15000 આરપીએમ પર 114 એચપી ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યારે તેનું વજન માત્ર 38 પાઉન્ડ છે, જે અકલ્પનીય 3 એચપી/એલબી છે, જો કે વોક્સ એન્જિન્સની પ્રતિકૃતિમાં 30 ક્યુએ 4000 આરપીએમ પર માત્ર 8.8 એચપીનું ઉત્પાદન કર્યું હતું, નોંધપાત્ર પુનઃકાર્ય કર્યા પછી પણ. અન્ય સ્રોતો 0.9 થી 2.5 એચપી/એલબી હોવાનો દાવો કરે છે, જો કે આ ઉચ્ચ આંકડાને ટેકો આપવા માટે કોઈ સ્વતંત્ર સાક્ષી પરીક્ષણનું દસ્તાવેજીકરણ કરવામાં આવ્યું નથી. આની ઉપરની શ્રેણી અહીં દર્શાવેલ શ્રેષ્ઠ ફોર-સ્ટ્રોક ઉત્પાદન એન્જિન કરતાં આશરે બમણી સારી છે, અથવા ગ્રેપનર G58 ટુ-સ્ટ્રોક કરતાં 0.1 hp/lb વધુ સારી છે. નીચલો દાવો નોંધપાત્ર નથી, ઉત્પાદન ચાર-સ્ટ્રોક એન્જિન દ્વારા સરળતાથી ઓળંગી જાય છે, બે સ્ટ્રોકને વાંધો નહીં. ઉત્સર્જન-પ્રકાશિત પરીક્ષણ પરિણામોમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ હાઇડ્રોકાર્બન (80 પીપીએમ) અથવા કાર્બન મોનોક્સાઇડ (10 પીપીએમથી ઓછું) પ્રાપ્ત થયું નથી, જો કે આ પરિણામો માટે કોઈ પાવર આઉટપુટ આપવામાં આવ્યું ન હતું, અને એનઓએક્સ માપવામાં આવ્યું ન હતું. ઓછું ઉત્સર્જન-એન્જિન કોઈ પણ ફેરફાર વિના હાઇડ્રોજન અથવા કોઈપણ હાઇડ્રો-કાર્બન ઇંધણ પર કામ કરવા માટે સક્ષમ હોવાનો દાવો કરવામાં આવે છે, જે ઉત્સર્જન તરીકે માત્ર પાણીની વરાળ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્પાદન કરે છે. બોર્કે એન્જિનની ઇજનેરી ટીકા બોર્કે એન્જિનમાં કેટલીક રસપ્રદ લાક્ષણિકતાઓ છે, પરંતુ તેના પ્રદર્શન માટેના ઉડાઉ દાવાઓ વાસ્તવિક પરીક્ષણો દ્વારા બહાર આવવાની શક્યતા નથી. ઘણા દાવા વિરોધાભાસી છે. એર કોમ્પ્રેસર ચેમ્બર અને ક્રેન્કકેસ વચ્ચેની સીલમાંથી સીલ ઘર્ષણ, કનેક્ટિંગ લાકડી સામે, કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરશે. પંપીંગના નુકસાનને કારણે કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થશે, કારણ કે હવાના ચાર્જને બે વાર સંકુચિત અને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે પરંતુ માત્ર પિસ્ટન સ્ટ્રોક દીઠ વિસ્તરણમાંથી એકમાં શક્તિ માટે ઊર્જા કાઢવામાં આવે છે. એન્જિનનું વજન ઊંચું હોવાની શક્યતા છે કારણ કે ઝડપી ઉચ્ચ તાપમાનના દહનના પરિણામે જોવા મળતા ઉચ્ચ શિખર દબાણનો સામનો કરવા માટે તેને ખૂબ જ મજબૂત રીતે બાંધવું પડશે. દરેક પિસ્ટન જોડી અત્યંત અસંતુલિત હોય છે કારણ કે બે પિસ્ટન બોક્સર એન્જિનથી વિપરીત એક જ સમયે એક જ દિશામાં આગળ વધે છે. આ ઝડપ શ્રેણીને મર્યાદિત કરશે અને તેથી એન્જિનની શક્તિ, અને ઘટકોમાં ઉચ્ચ દળોને પ્રતિક્રિયા આપવા માટે જરૂરી મજબૂત રચનાને કારણે તેનું વજન વધશે. ફોર-સ્ટ્રોકની સરખામણીમાં હાઇ સ્પીડ ટુ-સ્ટ્રોક એન્જિન બિનકાર્યક્ષમ હોય છે કારણ કે કેટલાક ઇન્ટેક ચાર્જ એક્ઝોસ્ટ સાથે બળીને બચી જાય છે. વધારાની હવાનો ઉપયોગ આપેલ એન્જિનના કદ માટે ઉપલબ્ધ ટોર્કને ઘટાડશે. નાના બંદરો દ્વારા ઝડપથી એક્ઝોસ્ટને બહાર કાઢવાથી કાર્યક્ષમતામાં વધુ નુકસાન થશે. વિસ્ફોટમાં આંતરિક કમ્બશન એન્જિનનું સંચાલન કરવાથી આંચકા તરંગો દ્વારા કમ્બશન ચેમ્બરની દિવાલો સામે સ્ક્રબ કરવામાં આવતા કમ્બશન ગેસમાંથી ગુમાવેલી ગરમીને કારણે કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે. ઉત્સર્જન-જોકે કેટલાક પરીક્ષણોએ કેટલાક સંજોગોમાં ઓછું ઉત્સર્જન દર્શાવ્યું છે, તે જરૂરી નથી કે તે સંપૂર્ણ શક્તિ પર હોય. સફાઈ ગુણોત્તર તરીકે (એટલે કે. એન્જિનનું ટોર્ક) વધે તો વધુ HC અને CO ઉત્સર્જિત થશે. ટી. ડી. સી. ખાતે રહેવાનો સમય વધવાથી નળાકારની દિવાલોમાં વધુ ગરમી સ્થાનાંતરિત થશે, જેનાથી કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થશે. ઓટો-ઇગ્નીશન મોડમાં ચાલતી વખતે બર્ન શરૂ થવાનો સમય સ્પાર્ક ઇગ્નીશન અથવા ડીઝલ એન્જિનની જેમ સીધા બદલે એન્જિનની ઓપરેટિંગ સ્થિતિ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. જેમ કે તેને એક ઓપરેટિંગ સ્થિતિ માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવું શક્ય છે, પરંતુ ટોર્ક અને ઝડપની વિશાળ શ્રેણી માટે નહીં કે જે એન્જિન સામાન્ય રીતે જુએ છે. પરિણામે કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થશે અને વધુ ઉત્સર્જન થશે. જો કાર્યક્ષમતા વધારે હોય, તો કાર્નોટ ચક્ર દ્વારા જરૂરી દહન તાપમાન ઊંચું હોવું જોઈએ, અને હવામાં બળતણનું મિશ્રણ નબળું હોવું જોઈએ. ઉચ્ચ દહન તાપમાન અને દુર્બળ મિશ્રણ નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડની રચનાનું કારણ બને છે. પેટન્ટ રસેલ બોર્કેએ 1939માં એન્જિન માટે બ્રિટિશ અને કેનેડિયન પેટન્ટ મેળવ્યાઃ GB514842 અને CA381959. તેમણે 1939માં પણ જીત મેળવી હતી. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ રનિંગ એન્જિન અને કેડ મોડેલિંગ સૂચિત એન્જિન પિસ્ટન એન્જિન એન્જિન ટેકનોલોજી ટુ-સ્ટ્રોક એન્જિન ટેકનોલોજી