અંતર્દહન એન્જિનો

(internal combustion engines)

પ્રચાલકો(prime movers)નો એક પ્રકાર, જેમાં દહનખંડમાં ઇંધન-હવાના મિશ્રણના વિસ્ફોટન દ્વારા ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી યાંત્રિક શક્તિ મેળવવામાં આવે છે. ઉષ્માનો ઉપયોગ કરીને યાંત્રિક શક્તિ મેળવવાનાં યંત્રો ઉષ્મા-એન્જિનો (heat engines) તરીકે ઓળખાય છે. દટ્ટા(piston)વાળા સિલિન્ડર કે ટર્બાઇનમાં અલગ ઉત્પન્ન કરાયેલી વરાળ દાખલ કરીને યાંત્રિક શક્તિ મેળવવા માટેનાં એન્જિનોને બહિર્દહન (external combustion) એન્જિનો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે; જ્યારે અંતર્દહન એન્જિનોમાં દટ્ટાવાળા સિલિન્ડરમાં જ ગૅસોલિન (પેટ્રોલ), ડીઝલ, ક્રૂડ, કુદરતી વાયુ કે બાયૉગૅસનો ઇંધન તરીકે ઉપયોગ કરાય છે.

મોટરકાર, ટ્રક, મોટરબોટ, રેલવેનાં ડીઝલ-એન્જિનો, માટી ખોદવાનાં – ખસેડવાનાં યંત્રો, ટ્રૅક્ટર અને ખેતીનાં યંત્રો, કૉંક્રીટ મિક્સર, ડીઝલ-પંપો, ચૂનો પીસવાનાં અને શેરડી પીલવાનાં યંત્રો, વીજળી પેદા કરવાના ડીઝલ-સેટ તથા વિમાનોમાં અને સબમરીનમાં આ પ્રકારનાં એન્જિનો વપરાય છે.

અંતર્દહન પ્રત્યાગામી (reciprocating) એન્જિનોના જ્વલન(ignition)ની પદ્ધતિ અનુસાર મુખ્ય બે પ્રકાર છે : 1. તણખા-જ્વલન એન્જિનો, જેમાં પેટ્રોલ-એન્જિનો મુખ્ય છે; 2. સંપીડન- (compression)-જ્વલન એન્જિનો, જેમાં ડીઝલ-એન્જિનો મુખ્ય છે. ઉષ્માઊર્જાના ફક્ત 20થી 30 ટકા જેટલા ભાગનું કાર્યકારી ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.

પેટ્રોલ–એન્જિન : સામાન્ય રીતે આ એન્જિનોમાં હવા અને ઇંધનની બાષ્પ(vapour)નું સંપીડન કરી, ઇંધનનું વિસ્ફોટન (explosion) કરી ઉચ્ચ દબાણે ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. આ ઉચ્ચ દબાણવાળા દહનવાયુઓનું પ્રસરણ (expansion) કરીને ઊર્જાનું કાર્યમાં રૂપાંતર કરવામાં આવે છે. વિલિયમ બાર્નેટે 1838માં સૌપ્રથમ સંપીડનની અસર દરમિયાન વિસ્ફોટન કરી ઊર્જા મેળવવાની અગત્ય તરફ ધ્યાન દોર્યું. બ્યુ દ રોચાસે 1862માં ઇંધનની કરકસર માટે સંપીડન તથા ઊંચો પ્રસરણ-ગુણોત્તર સૂચવ્યો અને આ માટે ચાર ચાલ (ફટકા)- (stroke)વાળા આવર્તન(cycle)નો ઉપયોગ કરતા એન્જિનના અભિકલ્પ (designs) તૈયાર કર્યા. 1876માં ઉપરના સિદ્ધાંત અનુસાર નિકોલસ ઑટો નામના જર્મન શોધકે આ પ્રકારનું સર્વપ્રથમ એન્જિન તૈયાર કર્યું. આ પ્રકારના એન્જિનમાં એક દહન-આવર્તન (combustion cycle) પૂર્ણ કરવા માટે ક્રૅંકશાફ્ટના બે આંટા જરૂરી હોય છે. 1878માં સર ડ્યુગાલ્ડ ક્લાર્કે દહનઆવર્તન પૂર્ણ કરવા ક્રૅંકશાફ્ટના ફક્ત એક જ આંટાની જરૂર પડે તેવું બે ચાલવાળું એન્જિન વિકસાવ્યું. 1891માં જૉસેફ ડે નામના શોધકે બે ચાલવાળા એન્જિનના ક્રૅંકકેસનો હવા દાખલ કરવા માટે ઉપયોગ કરીને તેને વધુ સરળ બનાવ્યું. કાર્લ બેન્ઝ નામના શોધકે ઑટો-એન્જિનનો ઉપયોગ કરીને 1855માં સૌપ્રથમ મોટરગાડી બનાવી. ગોટ્લિયેવ ડેમ્લરે કાર્બ્યુરેટર ઉમેરીને વધુ ઝડપવાળું અંતર્દહન-એન્જિન વિકસાવ્યું.

ઑટો-એન્જિનની શોધના સમયે સામાન્ય રીતે કોલવાયુ વપરાતો હતો અને દહનશીલ વાયુમિશ્રણના વિસ્ફોટ માટે તણખા કે જ્યોતનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો.

ડીઝલ–એન્જિન : ઑટો-એન્જિનની શોધ પછી આશરે વીસ વર્ષ બાદ રૂડોલ્ફ ડીઝલે સંપીડન દ્વારા હવાને ઇંધનના પ્રજ્વલન તાપમાન કે તેથી વધારે તાપમાન સુધી ગરમ કરી તેનો વિસ્ફોટ કરવાનો સફળ પ્રયોગ કર્યો. આટલું ઊંચું તાપમાન મેળવવા માટે દબાણ ગુણોત્તર 14થી 22 જેટલો વાપરવામાં આવે છે. ડીઝલ-આવર્તન(diesel cycle)માં ઇંધનનું દહન લગભગ અચળ દબાણે થાય છે. ઑટો-આવર્તનની જેમ ડીઝલ-આવર્તનની સૂચિત ઉષ્મીય દક્ષતા (heat efficiency) દબાણ-ગુણોત્તર વધારવાથી વધે છે. ડીઝલ-એન્જિનમાં ઇંધન દાખલ કરવાની શરૂઆતની મુશ્કેલીઓ બાદ લગભગ 1930માં વાયુહીન (airless) અંત:ક્ષેપન(injection)નો સંપૂર્ણ વિકાસ થયો. ડીઝલ-એન્જિનમાં દબાણ ગુણોત્તરની સીમા ઉચ્ચ સીટેન આંક ધરાવતા ઇંધનનો ઉપયોગ કરી વધારી શકાય છે. વળી સુપર ચાર્જર(હાલમાં ટર્બોચાર્જર)નો ઉપયોગ કરીને દબાણ-ગુણોત્તર વધારી શકાય છે, જેથી ઊર્જામાત્રામાં ખાસો વધારો કરી શકાય છે. ટર્બોચાર્જરના ઉપયોગથી હવા ખૂબ ગરમ થાય છે. આને ઠંડી પાડવાથી તેની ઘનતા વધે છે. આથી એક જ કદે જે હવા સિલિન્ડરમાં જાય તેમાં ઑક્સિજનનું પ્રમાણ વધારે હોય છે. આ લાભ લેવા માટે ટર્બોચાર્જરમાંથી હવાને પશ્ચશીતક(after cooler)માં મોકલાય છે. આમ, ડીઝલ-એન્જિનના ત્રણ પ્રકાર વપરાશમાં છે : (i) કુદરતી હવા શોષનાર (naturally aspirated), (ii) ટર્બોચાર્જર સાથેના અને (iii) ટર્બોચાર્જર પશ્ચશીતકયુક્ત. બહુ ઊંચે ઊડનાર હવાઈ જહાજમાં આ પ્રયુક્તિઓ ઘણી ઉપયોગી છે, કારણ કે વધુ ઊંચાઈએ હવા પાતળી થતી જાય છે. ટર્બોચાર્જર ડીઝલના નિષ્કાસ-વાયુઓની ગતિશક્તિ, દાબશક્તિ અને ઉષ્માશક્તિનો ઉપયોગ કરીને ચલાવવામાં આવે છે. ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ કરવાથી ભારે ડીઝલ તેલ જેવા ઇંધનનો પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે. દબાણ કે તાપમાન વધારવાથી પૂર્વજ્વલન તથા અપસ્ફોટનની શક્યતા રહે છે. આ માટે ઇંધનમાં ફેરફાર કરીને ઊંચા દબાણ ગુણોત્તરનો લાભ લેવામાં આવે છે. ડીઝલ-એન્જિન હળવો ભાર વહન કરતી વખતે ઑટો-એન્જિન કરતાં વધારે ઉષ્મીય દક્ષતા આપે છે.

થોડાં વર્ષો પહેલાં, મોટરકારમાં ચાર ચાલવાળાં ઑટો-એન્જિનો જ વપરાતાં હતાં ને મોટરસાઇકલમાં બે ચાલવાળાં ઑટો-એન્જિનો વપરાતાં હતાં. ટૅકનૉલૉજીમાં દિનપ્રતિદિન થતી પ્રગતિને લઈને હાલ ડીઝલ-એન્જિનનો ઉપયોગ મોટરકાર, ઉતારુ-બસો, મોટરસાઇકલ અને અતિભાર વહન કરતી ટ્રકોમાં ખૂબ થાય છે. એક જ યંત્રમાંથી વધુ ઊર્જા મેળવવા માટે અને ધ્રુજારી ઘટાડવા ક્રૅંકશાફ્ટના એક પરિભ્રમણ માટે વધુ ફટકા (ચાલ) મેળવવા માટે યંત્રોમાં વધુ સિલિન્ડર બેસાડાય છે. સામાન્ય રીતે મોટરકાર-એન્જિનોમાં સારા સંતુલન માટે ઓછામાં ઓછાં ચાર સિલિન્ડર વપરાય છે. 1912 પછી એકસીધમાં (in-line) 6-સિલિન્ડર હોય તેવું એન્જિન શોધાયું છે, જેમાં વધુ એકસમાન ઘૂર્ણબળ (torque) અને વધુ સારું સંતુલન પ્રાપ્ત છે. 1940માં આઠ સિલિન્ડરવાળાં ‘V’ – પ્રકારનાં બે હારવાળાં એન્જિનો પણ પ્રચલિત થયાં. આ ઉપરાંત ‘X’અરીય (radial) વગેરે ગોઠવણીઓ પણ પ્રચલિત છે. V-12 (12-સિલિન્ડરવાળાં) અને V-16 (16-સિલિન્ડરવાળાં) એન્જિનો હાલમાં માટી ખોદવાના ખસેડવાના (earthmoving equipment) તથા વીજળી પેદા કરવાના ડીઝલ જનરેટિંગ સેટમાં વપરાય છે. V-6 અને V-8 પ્રકારનાં એન્જિનોનો મોટરકારો વગેરેમાં બહોળો ઉપયોગ થાય છે. જેમ જેમ સિલિન્ડરની સંખ્યા વધતી જાય છે તેમ તેમ ઇંધનની એકસમાન વહેંચણી માટે વપરાતા પ્રવેશ-મૅનિફોલ્ડ તથા સ્પાર્ક-પ્લગ વિસ્ફોટન અંગેના પ્રશ્નો વધુ જટિલ બને છે. મૅનિફોલ્ડમાં થતો દબાણનો વ્યય ઘટાડી તેમજ નિષ્કાસ-મૅનિફોલ્ડમાં થતો અવરોધ ઘટાડી ઊર્જામાત્રામાં વધારો થઈ શકે છે. આ માટે પ્રવેશ અને નિષ્કાસ-વાલ્વનું ક્ષેત્રફળ તેમજ પ્રવેશ અને નિષ્કાસ-દ્વારનું ક્ષેત્રફળ વધારવું પડે છે. ઉપરાંત પ્રવેશ અને નિષ્કાસ વાલ્વના ખૂલવાના અને બંધ થવાના સમયની યોગ્ય ગોઠવણી કરવાથી પણ ઊર્જામાત્રાને વધારી શકાય છે. ઉપર ચર્ચેલ સર્વે ગોઠવણી મહત્તમ આયતનિક (volumetric) દક્ષતા (efficiency) મળે તે પ્રમાણે કરવી જરૂરી છે.

એન્જિનની યંત્રરચના : અંતર્દહન-એન્જિનમાં એક છેડે બંધ સિલિન્ડર (નળો) હોય છે. તેમાં દટ્ટો (piston) ઉપરનીચે ખસે છે. સિલિન્ડરના જે બંધ છેડાવાળા ભાગમાં ઇંધન સળગે છે તેને દહનખંડ કહે છે.

દટ્ટાને ગજનપિન (gudgeon pin) દ્વારા કનેક્ટિંગ રૉડ સાથે જોડેલ હોય છે. કનેક્ટિંગ રૉડનો બીજો છેડો ક્રૅંકશાફ્ટની ક્રૅંકપિન સાથે જોડેલો હોય છે. ક્રૅંકશાફ્ટ તેના બેરિંગમાં ફરે છે. આવી યંત્રરચનાને કારણે દટ્ટો સિલિન્ડરમાં ઉપરનીચે ખસે છે ત્યારે ક્રૅંકશાફ્ટ ગોળ ગોળ ફરે છે. એટલે કે દટ્ટાની રૈખિક ગતિને ક્રૅંકશાફ્ટની વર્તુળગતિમાં રૂપાંતરિત કરાય છે. દટ્ટાના એક બાજુમાં વધારેમાં વધારે ખસવાને ચાલ (stroke) કહે છે. ચાર ચાલના એન્જિનમાં દહનખંડમાં બે વાલ્વ આપવામાં આવે છે. દટ્ટાની ચાલ પર આધાર રાખીને બંને વાલ્વ ઉઘાડબંધ થાય છે. પ્રવેશ વાલ્વ દ્વારા હવા-ઇંધનનું મિશ્રણ સિલિન્ડરમાં પ્રવેશે છે, જ્યારે બીજા વાલ્વ (નિષ્કાસ વાલ્વ) દ્વારા પ્રજ્વલિત વાયુ સિલિન્ડરમાંથી બહાર નીકળે છે.

હવા અને ઇંધનનું યોગ્ય પ્રમાણમાં મિશ્રણ કરવા કાર્બ્યુરેટર નામનો એકમ હોય છે. નિષ્કાસ વાલ્વની નલિકાની સાથે પ્રજ્વલિત વાયુના વિસ્ફોટનધ્વનિને શાંત કરનાર એકમ (silencer) જોડવામાં આવે છે. દહનખંડમાં એક સ્પાર્ક પ્લગ હોય છે, જે વીજપ્રવાહ મળતાં તણખો ઉત્પન્ન કરે છે અને સ્ફોટક મિશ્રણ પ્રજ્વલિત થાય છે. ડીઝલ- એન્જિનમાં કાર્બ્યુરેટરને બદલે ડીઝલ-પંપ અને ઍટોમાઇઝર હોય છે. ડીઝલનો ઊંચા દબાણે દહનખંડમાં ઍટોમાઇઝર મારફત છંટકાવ કરવામાં આવે છે. ડીઝલ-એન્જિનમાં સ્પાર્ક પ્લગ જરૂરી નથી. બે ચાલ એન્જિનમાં વાલ્વ હોતા નથી, પણ સિલિન્ડરમાં નિયત સ્થાને યોગ્ય આકારનાં છિદ્રો હોય છે.

એન્જિનનું વર્ગીકરણ ઇંધનના પ્રકાર, ઇંધન પેટાવવાની પદ્ધતિ, કેટલા ફટકા (strokes)માં કાર્યવર્તુળ પૂરું થાય છે, સિલિન્ડરની સંખ્યા તથા ગોઠવણી, દટ્ટાની સરકવાની રીત વગેરે બાબતો ધ્યાનમાં લઈને કરવામાં આવે છે.

અંતર્દહન આવર્તન એન્જિનની કાર્યરીતિ :

(I) ચાર–ફટકા ઑટો આવર્તન એન્જિન : આમાં શ્રેણીબદ્ધ ચાર ઘટનાઓનું એક કાર્યવર્તુળ (working cycle) અથવા આવર્તન સતત થતું હોય છે. ચાર ફટકાઓમાંથી ત્રીજી ફટકામાં યાંત્રિક શક્તિ પેદા થાય છે. દરેક કાર્યવર્તુળ ચાર ફટકામાં પૂરું થતું હોવાથી આ એન્જિનને 4-ફટકાનું એન્જિન કહે છે. ચારે ફટકા આ પ્રમાણે હોય છે :

(1) ચુસાણ (શોષણ, suction) ફટકા : દટ્ટો, સિલિન્ડરમાં ટોચના નિયત બિંદુથી તળિયાના નિયત બિંદુ તરફ ચાલે છે. આ ફટકાની શરૂઆતથી ચુસાણ વાલ્વ ખૂલે છે. સિલિન્ડરમાંની ખાલી જગાનું કદ વધવાથી અંદરનું દબાણ બહારના વાતાવરણના દબાણ કરતાં ઓછું થાય છે, જેથી કાર્બ્યુરેટરમાંથી હવા અને પેટ્રોલનું મિશ્રણ ચુસાણ વાલ્વ દ્વારા સિલિન્ડરમાં ધસી આવે છે. દટ્ટો તળિયાના નિયત બિંદુએ પહોંચે ત્યારે ચુસાણ-વાલ્વ બંધ થાય છે.

(2) સંપીડન (સંકોચન) ફટકો : આ ફટકા દરમિયાન બંને વાલ્વ બંધ રહે છે. દટ્ટો સિલિન્ડરમાં અંદર તરફ ખસે છે, જેને કારણે મિશ્રણનું સંપીડન થાય છે. આ ફટકાના અંતે મિશ્રણનું દબાણ 8થી 9 કિગ્રા. દર ચોસેમી. અને તાપમાન 300⁰થી 400⁰ સે. જેટલું થાય છે.

(3) શક્તિ ફટકો : સંપીડનને અંતે દહનખંડમાં દબાયેલ મિશ્રણને વિદ્યુત તિખારો (તણખો) પસાર કરીને પ્રજ્વલિત કરાય છે. પ્રજ્વલનના પરિણામે ગૅસનું તાપમાન 2000⁰ સે. અને દબાણ 24થી 36 કિગ્રા. દર ચોસેમી. જેટલું વધે છે. આ ગૅસ દટ્ટા પર કાર્ય કરી, તેને ધકેલીને યાંત્રિક શક્તિ પેદા કરે છે. આ ઘટના દરમિયાન બંને વાલ્વ બંધ રહે છે.

(4) નિષ્કાસ ફટકા : શક્તિ ફટકાના અંતે ગૅસનું દબાણ 1 કિગ્રા. દર ચોસેમી. તથા તાપમાન 700⁰ સે. જેટલું ઘટી જાય છે. હવે નિષ્કાસ- વાલ્વ ખૂલે છે. દટ્ટો અંદરની તરફ ખસે છે અને સિલિન્ડરમાંથી પ્રજ્વલિત ગૅસ વાતાવરણમાં ધકેલાય છે. આ ફટકાના અંતે નિષ્કાસ- વાલ્વ બંધ થાય છે.

ઉપર પ્રમાણે ચાર ફટકા પૂરા થતાં નવું ઘટનાવર્તુળ શરૂ થાય છે. ઘટનાવર્તુળમાં શક્તિ-ફટકા દરમિયાન જ શક્તિ પ્રાપ્ત થાય છે; જ્યારે બાકીના ત્રણ ફટકા  ચુસાણ, સંપીડન અને નિષ્કાસ-ચાલ  નિષ્ક્રિય ફટકા છે અને તે દરમિયાન એન્જિનને ચાલુ રાખવા બહારથી શક્તિ અપાય છે. ક્રૅંકશાફ્ટ પર બેસાડેલ ભારે ફ્લાય-વ્હીલ શક્તિ-ફટકામાંથી પ્રાપ્ત કરેલી શક્તિથી ચાલુ રહે છે, અને ત્રણેય નિષ્ક્રિય ફટકા દરમિયાન એન્જિનને કાર્યરત રાખે છે. શક્તિ મળે અને ખર્ચાય તે દરમિયાન ભારે ફ્લાય-વ્હીલની ગતિમાં બહુ જ નજીવો ફેરફાર થતો હોવાથી એન્જિન લગભગ એકધારી ગતિથી ચાલે છે.

(II) ચાર-ફટકા ડીઝલ આવર્તન એન્જિન : એન્જિન ચાલુ કરવા પ્રારંભિક વીજ-મોટરનો ઘણી વખત ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. મોટા એન્જિનમાં દબાણે ભરી રાખેલી હવાનો ઉપયોગ કરીને પણ એન્જિન ચાલુ કરવામાં આવે છે.

ડીઝલ-એન્જિનના ફટકા પણ ઑટો-એન્જિન જેમ જ કાર્ય કરે છે. સિવાય કે ચુસાણ ચાલ દરમિયાન ચોખ્ખી હવા સિલિન્ડરમાં ચુસાય છે. સંપીડનકાર્ય દરમિયાન સંકોચન 14થી 22ગણું થતું હોવાથી હવાનું દબાણ 30થી 40 કિગ્રા. દર ચોસેમી. અને તાપમાન 550⁰ સે. સુધી વધે છે. સંપીડન ચાલના અંતના ભાગમાં ડીઝલ-તેલનો ફુવારો અતિ ગરમ અને ઘટ્ટ હવામાં ઉડાડવામાં આવે છે. હવાની ગરમી શોષીને ઇંધણકણોની બાષ્પ બનવા લાગે છે, જે હવાના પ્રાણવાયુ સાથે ગાઢ રીતે મિશ્રિત થાય છે. મિશ્રણ સ્વયંપ્રજ્વલન (autoignition) તાપમાન કરતાં ઊંચા તાપમાને કોઈ સાનુકૂળ કેન્દ્રબિંદુએ જ્વાળારૂપે પ્રજ્વલિત થઈને દહનનો આરંભ કરે છે. પ્રજ્વલનને અંતે વાયુનું દબાણ 60થી 70 કિગ્રા. દર ચોસેમી. અને તાપમાન 2000⁰ સે. સુધી વધે છે. સંકોચન-ગુણોત્તર 14થી 22નો હોવાથી પેટ્રોલ-એન્જિનના ભાગો કરતાં ડીઝલ-એન્જિનના ભાગો વધારે મજબૂત અને તેથી વજનમાં થોડા ભારે હોય છે.

(III) દ્વિ–ફટકા આવર્તન પેટ્રોલ–એન્જિન : આવર્તનના 4 ફટકામાંથી નિષ્ક્રિય ફટકા  જેવા કે ચુસાણ અને નિષ્કાસ ફટકાની બાદબાકી કરવામાં આવે તો બાકી સંપીડન-ફટકો અને શક્તિ-ફટકા રહે. પડતાં મુકાયેલ ચુસાણ અને નિષ્કાસ-ચાલને સ્થાને જરૂરી ક્રિયાઓ દટ્ટો તળિયાના નિયત બિંદુ પર ક્ષણભર ધીમો પડે તે દરમિયાન કરવામાં આવે છે. આ માટે તળિયાના નિયત બિંદુ પાસે સિલિન્ડરની દીવાલમાં ઉપદ્વારો આપવામાં આવે છે. દટ્ટો તેને ઉઘાડ-બંધ કરે છે.

(1) શક્તિ–ફટકા અને મિશ્રણ–સ્થાનાંતર(displacement)ની ક્રિયા : દટ્ટો શક્તિ-ચાલ પર તળિયે પહોંચતાં પહેલાં નિષ્કાસ-ઉપદ્વારોને ખોલે છે. તેના દ્વારા હળવા દબાણ અને તાપમાનવાળો બળેલો ગૅસ વાતાવરણમાં ધસી જાય છે. દટ્ટો થોડો વધુ નીચે ખસતાં સ્થાનાંતર-ઉપદ્વાર ખૂલે છે. ક્રૅંક-ચેમ્બરમાં અગાઉ ચૂસેલ હવા અને પેટ્રોલનું મિશ્રણ શક્તિ-ચાલ દરમિયાન સાધારણ દબાયું હોય છે, જે સ્થાનાંતર-માર્ગ દ્વારા સિલિન્ડરમાં દાખલ થાય છે. સ્થાનાંતર-ઉપદ્વાર નિષ્કાસ-ઉપદ્વારને કાટખૂણે આવેલ હોઈ, બળેલા ગૅસની સાથે મિશ્રણ બહાર નીકળી જવાના પ્રમાણમાં ઘણો ઘટાડો થાય છે. દાખલ થતા મિશ્રણને સિલિન્ડરમાં ઉપરની દિશામાં બેફલ મારફત મોડ આપવાને કારણે બળેલો ગૅસ પૂરેપૂરો સિલિન્ડરની બહાર ધકેલાઈ જાય છે અને બંને પ્રકારના વાયુઓનું ઓછામાં ઓછું મિશ્રણ થાય છે.

(2) સંપીડન–ફટકા અને ચૂસણની ક્રિયા : દટ્ટાની અંદરની ચાલની શરૂઆતમાં નિષ્કાસ અને સ્થાનાંતર-ઉપદ્વારો બંધ થાય છે અને મિશ્રણ સિલિન્ડરમાં દબાવા લાગે છે. સંપીડન-ફટકા દરમિયાન ક્રૅંક-ચેમ્બરમાં આંશિક શૂન્યાવકાશ સર્જાય છે; તેથી વાતાવરણની હવા કાર્બ્યુરેટરમાં પેટ્રોલમિશ્રિત થઈને રીડ-વાલ્વ (દબાણના તફાવતથી ઉઘાડબંધ થતો વાલ્વ) દ્વારા ક્રૅંક-ચેમ્બરમાં દાખલ થાય છે. એક અન્ય યોજનામાં સંપીડન-ચાલના અંત ભાગમાં દટ્ટાની નીચેની કિનારી ચુસાણ-ઉપદ્વારને ખોલે છે, જેથી ક્રૅંક-ચેમ્બરમાં મિશ્રણ લેવાય છે. સંપીડન-ફટકાના અંતભાગમાં દહનખંડમાં વિદ્યુત-તણખો પસાર કરીને હવા અને પેટ્રોલના મિશ્રણને પ્રજ્વલિત કરવામાં આવે છે, ત્યારથી શક્તિ-ફટકો શરૂ થાય છે. શક્તિ-ફટકાય દટ્ટો નીચે ધકેલાતાં, ચૂસણ-ઉપદ્વાર બંધ થાય છે અથવા રીડ-વાલ્વ બાબતમાં દબાણ વધવાથી તે બંધ થાય છે. શક્તિ-ફટકા દરમિયાન મિશ્રણ ક્રૅંક-ચેમ્બરમાં થોડું દબાય છે, જે તેનું સિલિન્ડરમાં સ્થાનાંતર કરવામાં મદદરૂપ થાય છે.

આ રીતે ક્રૅંકશાફ્ટના દર એક ચક્રે એક શક્તિ-ફટકો પ્રાપ્ત થાય છે. સિલિન્ડરમાં મિશ્રણને ભરવા અને સળગેલા ગૅસને બહાર કાઢવાની ક્રિયાઓ, દટ્ટાની ચાલના અભાવે 4-ફટકા એન્જિન જેટલી સચોટ અને સંપૂર્ણ હોતી નથી. તેથી એકસરખા કદના સિલિન્ડરવાળા અને સમાન પરિભ્રમણ-દરવાળા 4-ફટકા એન્જિન કરતાં 2-ફટકા એન્જિન બેગણી શક્તિ આપી શકતું નથી. નિષ્કાસ-ઉપદ્વાર ખુલ્લું હોય તે જ ક્ષણે સ્થાનાંતર થતું મિશ્રણ થોડા પ્રમાણમાં નિષ્કાસિત થતાં ગૅસ સાથે બહાર નીકળી જાય છે. તેને કારણે 15થી 20 ટકા ઇંધન-તેલ (પેટ્રોલ) વધારે વપરાય છે. વળી નિષ્કાસ-વાલ્વ ખોલવા માટે દટ્ટાની ચાલમાં ઘટાડો થાય છે. આ ઉપરાંત દહન-વાયુઓમાં નિષ્કાસ-વાયુનું મિશ્રણ થતાં ઓછી શક્તિ મળે છે. આની સામે બે શક્તિ-ફટકા વચ્ચેનો ગાળો 2-ફટકા એન્જિનમાં ઓછો હોવાને કારણે 2-ચાલ એન્જિન વધુ સારી એકધારી ગતિએ કામ કરે છે. તે ઉપરાંત વાલ્વ અને તેની યંત્રરચનાની ગેરહાજરીને કારણે તે રચનામાં સાદું છે, વજનમાં હલકું તેમજ કિંમતમાં સસ્તું છે; તેથી જ્યાં બળતણની કરકસરને બહુ પ્રાધાન્ય નથી અપાતું તેવાં નાનાં વાહનોમાં તેનો ઉપયોગ વધારે પ્રમાણમાં થાય છે.

(IV) 2–ફટકા આવર્તન ડીઝલ–એન્જિન : તેની રચના 2-ફટકા પેટ્રોલ-એન્જિન જેવી હોય છે. હવા-ઇંધણના મિશ્રણને સ્થાને આ એન્જિનમાં એકલી હવા લેવાય છે. તેને સિલિન્ડરમાં દબાવીને તેમાં ઇંધણ-તેલનો ફુવારો ધકેલવામાં આવે છે. શક્તિ-ચાલના અંતભાગમાં નિષ્કાસ-ઉપદ્વાર દ્વારા હળવા દબાણે સંપીડિત હવા સિલિન્ડરમાં દાખલ થાય છે. મોટેભાગે બે-ફટકા ડીઝલ-એન્જિન સુપર ચાર્જરવાળું હોય છે. તેમાં હવાને હળવા દબાણથી સિલિન્ડરમાં ઉપદ્વાર દ્વારા ભરવામાં આવે છે. કોઈ એન્જિનમાં સિલિન્ડરના મથાળામાં નિષ્કાસ-વાલ્વ આપવામાં આવે છે. શક્તિ-ફટકાના અંત પહેલાં નિષ્કાસ-વાલ્વ ખૂલે છે અને બળેલો દબાણવાળો વાયુ બહાર ધસી જાય છે. ત્યારબાદ તળિયાના નિયતબિંદુ પાસેના ઉપદ્વાર દ્વારા હળવા દબાણથી હવા સિલિન્ડરમાં દાખલ થતાં સિલિન્ડર ભરાતું જાય તેમ બાકી રહેલો બળેલો ગૅસ વાલ્વ દ્વારા બહાર ધકેલાય છે. 2-ફટકાવાળાં ડીઝલ-એન્જિન વધારે અશ્વશક્તિવાળાં હોય છે. વીજઉત્પાદન, દરિયાઈ જહાજ કે ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે સામાન્ય રીતે તે વપરાય છે.

ચાર-ચાલવાળા પેટ્રોલ-એન્જિનનું બંધારણ : આકૃતિ-4માં ચાર-ચાલ પેટ્રોલ-એન્જિનના મુખ્ય ભાગો બતાવેલા છે :

દટ્ટો લોખંડ કે ઍલ્યુમિનિયમની મિશ્ર ધાતુમાંથી કાપીને બનાવાય છે. તેના મથાળા પાસે રિંગ બેસી શકે તેવા 2થી 4 ખાંચા બનાવેલા હોય છે. રિંગ સિલિન્ડર અને દટ્ટા વચ્ચેના ગાળાને ઢાંકી દે છે, જેથી ગૅસનું દબાણ ક્ષરણ(leakage)ને કારણે ઘટવા ના પામે. સૌથી નીચેની રિંગ કે જેમાં છેદ આપેલો હોય છે તે સિલિન્ડરની દીવાલ પરથી વધારાના ઊંજણ-તેલને નિતારીને દહનખંડમાં જતું રોકે છે.

ઘડતર(forging)થી મિશ્ર પોલાદ(alloy steel)માંથી 1 છેદવાળો કનેક્ટિંગ રૉડ બનાવાય છે. સિલિન્ડર, દટ્ટો, ગજનપિન અને કનેક્ટિંગ રૉડના સાથમાં રહીને ક્રૅંકશાફ્ટ દટ્ટાની રૈખિક ગતિનું ક્રૅંકશાફ્ટની પરિભ્રામી (rotary) ગતિમાં રૂપાંતર કરે છે.

4-સિલિન્ડર એન્જિન માટે ક્રૅંકપિન વચ્ચેનો ખૂણો 180⁰ અને 6-સિલિન્ડર એન્જિન માટે 120⁰ હોય છે. પરિણામે જુદાં જુદાં સિલિન્ડરની શક્તિ-ચાલને ક્રૅંકશાફ્ટની લંબાઈ પર યોગ્ય રીતે વહેંચીને એન્જિનનું કંપન ઘટાડી શકાય છે તથા સિલિન્ડરમાં આવનજાવન કરતા ગૅસના મૅનિફોલ્ડની અંદર પ્રવાહને સાનુકૂળ બનાવાય છે. 4-સિલિન્ડર એન્જિન માટે દહનનો ક્રમ 1-3-4-2 અથવા 1-2-4-3 હોય છે. જ્યારે 6-સિલિન્ડર એન્જિન માટે 1-5-3-6-2-4નો દહનક્રમ હોય છે. આ રીતે દહનના ધક્કાને વારાફરતી એન્જિનના આગળના અને પાછળના ભાગ વચ્ચે વહેંચી શકાય છે. આધુનિક એન્જિનમાં દટ્ટાની ચાલ સિલિન્ડરના વ્યાસ કરતાં 20 ટકા જેટલી નાની રાખવામાં આવે છે. તેનો એક ફાયદો એ છે કે સિલિન્ડરના સ્થળાંતરિક કદના પ્રમાણમાં વાલ્વ મોટા વાપરી શકાય છે, એન્જિનની ઊંચાઈ ઘટાડી શકાય છે અને દટ્ટાને લીધે થતો ઘર્ષણશક્તિનો વ્યય ઓછો થાય છે.

વાલ્વ કૅમશાફ્ટના કૅમથી ખૂલે છે અને સ્પ્રિંગની મદદથી બંધ થાય છે. ક્રૅંકશાફ્ટની મદદથી ક્રૅંમશાફ્ટ ગિયર દ્વારા અડધી ગતિએ ફરે છે. બંને ધરીના ગિયરને એવી સ્થિતિમાં જોડાય છે કે દટ્ટાના સાપેક્ષમાં વાલ્વનું ઉઘાડબંધ ચોક્કસ અવધિએ થાય છે. રૉકર આર્મ (દોલક ભુજા) અને વાલ્વ વચ્ચે થોડો અંતરાલ રખાય છે, જેનાથી વાલ્વ સંપૂર્ણ બંધ થાય તેની ખાતરી થાય છે અને ગરમીથી થતા પ્રસરણને સમાવી શકાય છે. વાલ્વ અતિ ઊંચી ગરમી અને ફટકા સહી શકે તેવા મિશ્ર-પોલાદ – ક્રોમસ્ટીલમાંથી બનાવાય છે.

ડાયનામૉમિટરથી માપેલ એન્જિનની અશ્વશક્તિ (horse power) બ્રેક અશ્વશક્તિ અથવા ધરી પર પ્રાપ્ત અશ્વશક્તિ તરીકે ઓળખાય છે. આટલી શક્તિ કોઈ પણ કામ માટે આપવાની ક્ષમતા એન્જિનમાં છે. આ ઉપરાંત, એન્જિનના દહનખંડમાં ઇંધન-પ્રજ્વલનને પરિણામે દટ્ટા પર મળતી શક્તિને સૂચિત (indicated) અશ્વશક્તિ કહે છે, જે બ્રેકશક્તિ કરતાં વધારે હોય છે અને તેમાંથી 10થી 15 ટકા શક્તિ ઘર્ષણ અને અન્ય ઉપસાધનો(accessories)માં ખર્ચાય છે.

નિષ્પાદન અંગેની ગણતરી નીચે આપેલાં સૂત્રો પરથી કરી શકાય છે :

જેમાં P = સૂચિત (indicated) સરાસરી અસરકારક દાબ કિગ્રા/ચોસેમી.

L = પિસ્ટનની ચાલની લંબાઈ – મીટર

A = સિલિન્ડરના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ – ચોમી.

N = એન્જિનની ગતિ – પરિભ્રમણ દર/મિનિટ

n = સિલિન્ડરની સંખ્યા

X = 2 (4-ચાલના એન્જિન માટે) અને = 1 (2-ચાલના એન્જિન માટે)

એન્જિનની યાંત્રિક દક્ષતા(efficiency)નો આંક દટ્ટા પર મળેલ શક્તિના કેટલા ટકા શક્તિ ધરી પર મળે છે તે દર્શાવે છે. યાંત્રિક દક્ષતા માટે નીચેનું સૂત્ર વપરાય છે :

સૂચિત સરાસરી અસરકારક દાબને યાંત્રિક દક્ષતાના આંકથી ગુણવાથી જે આંક આવે તેને બ્રેક સરાસરી દાબ કહેવાય છે. આ આંક પરિકલ્પિત (hypothetical) છે અને તેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારનાં એન્જિનોના નિષ્પાદન(performance)ની તુલના કરવામાં થાય છે. જે એન્જિનનો બ્રેક સરાસરી અસરકારક દાબ ઊંચો તે એન્જિન સિલિન્ડરના માપના પ્રમાણમાં એકસરખી ગતિએ વધારે અશ્વશક્તિ પેદા કરે છે.

ડાયનામૉમિટર પરના પરીક્ષણથી એન્જિનની ગતિ અને બળ-ઘૂર્ણ (torque) માપી શકાય છે. આ આંક પરથી બ્રેક અશ્વશક્તિ શોધવા નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છે :

જેમાં N = એન્જિનની ગતિ – પરિભ્રમણ દર મિનિટ; T = બળઘૂર્ણ – કિલો-મીટર

વિશિષ્ટ ઇંધન-વપરાશ એન્જિનની ઇંધન-કરકસર દર્શાવે છે અને તે ‘ગ્રામ/ બી. એચ.પી./ કલાક (gm/BHP/Hour)’ એકમમાં દર્શાવાય છે. શક્તિમાં નાનાંમોટાં તથા જુદી જુદા બનાવટનાં એન્જિનના વિશિષ્ટ ઇંધણ-વપરાશના આંકને સરખાવતાં, કયું એન્જિન ઇંધણ-વપરાશની દૃષ્ટિએ વધારે કરકસરયુક્ત છે તે જાણી શકાય છે. મોટાભાગનાં એન્જિનો માટે એન્જિનની સર્વોચ્ચ ગતિના આંકના અડધા આંકે અને ત્રણચતુર્થાંશ કે વધારે બોજાએ વિશિષ્ટ ઇંધણ-વપરાશ ઓછામાં ઓછી હોય છે. તે કરતાં વધારે કે ઓછી ગતિએ કે બોજાએ વિશિષ્ટ ઇંધન-વપરાશ વધે છે.

ઑટો સિલિન્ડર પ્રભારણ (charge) : સિલિન્ડરમાં કાર્ય કરતા ગૅસને ભરવાની ક્રિયાને પ્રભારણ કહે છે. એન્જિનમાંથી પ્રાપ્ત થતી સર્વોચ્ચ શક્તિ સિલિન્ડરમાં લેવાયેલ હવા અને ઇંધનના મિશ્રણના વજન પર નિર્ભર રહે છે. જેમ સિલિન્ડરમાં મિશ્રણનું વજન વધારે તેમ વધારે શક્તિ ઉત્પન્ન થાય છે. ચૂસવામાં આવતા મિશ્રણનું વજન, બળેલા ગૅસને સિલિન્ડરમાંથી કેટલી અસરકારક રીતે ખાલી કરવામાં આવે છે તેના પર નિર્ભર રહે છે. સિલિન્ડરમાં રહી જતો બળેલો ગૅસ, તાજા મિશ્રણને કમજોર બનાવે છે.

એન્જિન ઊંચી ગતિએ કાર્ય કરતું હોય ત્યારે મિશ્રણ ભરવાનો અને બળેલા ગૅસને ખાલી કરવાનો સમય એક સેકન્ડના નાના અંશ જેટલો હોય છે અને બંને ગૅસની ગતિ ઊંચી હોય છે. તેથી ગૅસની ગતિશક્તિનો ઉપયોગ કરવાથી સિલિન્ડર ભરવાની ઊંચી ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

શક્તિ-ફટકાના અંત પહેલાં ક્રૅંકશાફ્ટના લગભગ 50 અંશે નિષ્કાસ-વાલ્વને ખોલવામાં આવે છે. [(વાલ્વ ખોલવાના સમયને ક્રૅંકશાફ્ટના પરિભ્રમણના અંશ(degree)રૂપે  ફટકાના અંત પહેલાં કે પછી દર્શાવવામાં આવે છે.] તેનાથી અલબત્ત શક્તિ-ચાલ ટૂંકો થાય છે, પણ બળેલા ગૅસને સિલિન્ડરમાંથી નિષ્કાસિત કરવાનો સમય વધારે મળે છે અને નિષ્કાસ-ચાલ વેળા બળેલા ગૅસને ધકેલવા માટે દટ્ટાને ઓછું કાર્ય કરવું પડતું હોવાથી લાભ થાય છે.

ચુસાણ-ફટકાના અંત પછી પણ 45 અંશ સુધી ચૂસણ-વાલ્વને ખુલ્લો રખાય છે, કારણ કે ધસી આવતા મિશ્રણની ગતિ-શક્તિનો ઉપયોગ કરીને સિલિન્ડરમાં વધુ મિશ્રણ ભરી શકાય છે.

નિષ્કાસ-ફટકાના અંત પછી નિષ્કાસ-વાલ્વને લગભગ 15 અંશ વધારે ખુલ્લો રાખવાથી અને ચૂસણ-વાલ્વને તેની ચાલ શરૂ થતાં પહેલાં 15 અંશ વહેલો ખોલવાથી દહનખંડમાંથી બળેલા ગૅસને અસરકારક રીતે ખાલી કરી શકાય છે, કારણ કે ધસીને બહાર જતો બળેલો વાયુ તેની પાછળ થોડું ચૂસણ ઉત્પન્ન કરે છે, જેથી ચૂસણ- વાલ્વમાંથી ખેંચાતું મિશ્રણ દહનખંડને ભરી દે છે. દહનખંડમાં જ્યાં દટ્ટો પેસી શકતો નથી, તેમાં બળેલા વાયુની જગાએ મિશ્રણને આ રીતે ભરી શકાય છે. ચૂસણ-વાલ્વ અને નિષ્કાસ-વાલ્વ બંને એકસાથે થોડો સમય ખુલ્લા રહે છે, તેને અતિછાદન (overlap) કહે છે.

વધારે ફાયદો મેળવવા બળેલા ગૅસમાં રહેલ અને વેડફાઈ જતી ગતિશક્તિ, દાબશક્તિ અને ઉષ્માશક્તિનો ઉપયોગ સુપરચાર્જર-(ટર્બોચાર્જર)ને ચલાવવામાં કરવામાં આવે છે.

હવા–ઇંધનનું મિશ્રણ : પેટ્રોલ, ડીઝલ વગેરે ઇંધન-તેલના પૂર્ણ દહન માટે, આશરે 1 કિગ્રા. ઇંધણ માટે 15 કિગ્રા. હવા જરૂરી છે. પણ એન્જિનમાં દહનખંડની અપૂર્તતા, હવા અને ઇંધનનું અપૂર્ણ મિશ્રણ, દહન માટે અપૂરતો સમય અને તેના જેવા પ્રતિકૂળ મુદ્દાઓને કારણે અપૂર્ણ દહન અટકાવવા 16 : 1 જેટલું મંદ (dilute) મિશ્રણ ઉત્તમ છે. મિશ્રણ વધુ મંદ હોય તો કાર્યક્ષમતા ઓછી રહે છે, કારણ કે દહન ઘણું મંદ અને ધીમું પડી જાય છે. 12.1 કરતાં વધારે સેંદ્રિત (concentrated) મિશ્રણ, દહનની ગતિ ઘટી જવાથી શક્તિ ઓછી ઉત્પન્ન કરે છે.

સુપરચાર્જિંગ (ટર્બોચાર્જિંગ) : ચાર-ચાલ(ફટકા)વાળા સુપરચાર્જ સ્ફુલિંગ(spark)પ્રજ્વલન-એન્જિનોના પ્રવેશ-મૅનિફોલ્ડમાં વાતાવરણના દબાણ કરતાં ઉચ્ચ દબાણે હવા દાખલ કરી, એન્જિનની સંપૂર્ણ ગતિસીમા દરમિયાન ઉચ્ચ આયતનિક દક્ષતા અને તેથી ઉચ્ચ સરાસરી અસરકારક દબાણ મેળવી શકાય છે. આ માટે કેન્દ્રત્યાગી (centrifugal) વાયુદાબક (compressor) અથવા પરિભ્રામી (rotary) પંપ વાપરવામાં આવે છે, જે એન્જિનની મદદથી જ ચલાવાય છે. સુપરચાર્જિગની આ પદ્ધતિ, ખાસ કરીને ઍરોપ્લેનમાં અધિક ઊંચાઈએ ઊડતાં હવાની ઘનતામાં થતા ઘટાડાને નિવારવામાં મદદરૂપ થાય છે. ઉચ્ચ ગતિએ આવાં એન્જિનોમાં ઇંધન-પ્રવેશપથમાં તેમજ કાર્બ્યુરેટરમાં થતા અવરોધન(throttling)ને લીધે ઘૂર્ણબળમાં થતો ઘટાડો નિવારવામાં મદદરૂપ થાય છે. કોઈ વખત સુપરચાર્જિંગ કરવાથી અમુક ઑક્ટેન આંક ધરાવતા ઇંધણ માટે ઓછો સંપીડન- ગુણોત્તર વાપરીને અપસ્ફોટન(knocking)ના ભય વગર વધુ સરાસરી અસરકારક દબાણ મેળવી વધુ શક્તિ મેળવી શકાય છે.

ચાર ફટકાવાળાં ડીઝલ-એન્જિનોમાં સુપરચાર્જિંગ કરવાથી ઇંધણની દહન-પ્રક્રિયામાં ખાસ્સો સુધારો થાય છે અને તેથી ઊતરતી કક્ષાનાં ઇંધણોનું વધુ અસરકારક દહન કરી વધુ શક્તિ મેળવી શકાય છે. સુપરચાર્જિંગ દબાણની માત્રા વધારવાથી સરાસરી અસરકારક દબાણ ઘણું વધારી શકાય છે. સામાન્ય રીતે સુપરચાર્જર ચલાવવા માટેની શક્તિ એન્જિનમાં ઉદભવતી શક્તિમાંથી જ વાપરવાની હોય છે, તેથી સુપરચાર્જિંંગ દબાણમાત્રા વધારવાથી તેમાં વપરાતી શક્તિ પણ વધતી જાય છે. આથી સુપરચાર્જિંગ દબાણની માત્રા એન્જિનની મહત્તમ દક્ષતા મળે ત્યાં સુધી સીમિત કરવી જરૂરી છે. જોકે ઘણી વખત આવા સુપરચાર્જરો નિષ્કાસવાયુ-ટર્બાઇન વડે ચલાવવામાં આવે છે અને આવા સંજોગોમાં એન્જિનની દક્ષતામાં ખાસ્સો વધારો મેળવી શકાય છે.

બે ફટકાવાળાં ડીઝલ-એન્જિનોમાં શક્તિપ્રહારને અંતે નિષ્કાસવાયુઓના સંમાર્જન (scavanging) માટે તેમજ ત્યારપછીના આવર્તન માટે જોઈતી હવા સિલિન્ડરમાં ભરવા માટે દાબપંખો વાપરવામાં આવે છે, જે એન્જિન દ્વારા અગર તો નિષ્કાસવાયુ ટર્બાઇનની મદદથી ચલાવવામાં આવે છે.

ઇંધનનું દહન : દહનખંડમાં રહેલા હવા અને પેટ્રોલના મિશ્રણમાં સ્પાર્ક-પ્લગ મારફત ઊંચા તાપમાનવાળો વીજતણખો પસાર કર્યા પછી લગભગ એક સેકન્ડના છસ્સોમા ભાગ જેટલો ગાળો દહન શરૂ થયા વિના પસાર થાય છે. આ પછી સ્પાર્ક-પ્લગના બિંદુની આજુબાજુ જ્વાળા પ્રગટ થાય છે. આટલી સૂક્ષ્મ સમય-અવધિ પ્રજ્વલન દરમિયાન દહન સામાન્ય કે અસામાન્ય થાય તે નક્કી કરે છે. મિશ્રણનું તાપમાન અને દબાણ જેમ વધુ તેમ સમય-અવધિ ઘટે છે. જો મિશ્રણનું તાપમાન સ્વયંપ્રજ્વલન-તાપમાન કરતાં વધે તો તેટલું તાપમાન મેળવ્યા બાદ અવધિના અંતે તિખારા વિના મિશ્રણ આપમેળે જ પ્રસ્ફુટિત થશે. પ્રસ્ફોટન પ્રચંડ દહન હોઈ અસામાન્ય દહન તરીકે ઓળખાય છે. પ્રસ્ફોટનથી ગરમીનું વિમોચન ઝડપી થતાં ગૅસનું તાપમાન અને દબાણ અતિશય વધી જાય છે; તેથી ઝડપથી તેનું યાંત્રિક શક્તિમાં રૂપાંતર થઈ શકતું નથી. આવા પ્રસ્ફોટ યાને અપસ્ફોટનને બૉમ્બના વિસ્ફોટની સાથે સરખાવી શકાય. પ્રસ્ફોટનથી ગૅસમાં ઉચ્ચ દબાણનાં મોજાં પેદા થાય છે, જે દહનખંડની દીવાલ સાથે વેગપૂર્વક અથડાતાં ધ્રુજારી સાથેનો ગડગડાટ એન્જિનમાંથી ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રસ્ફોટન એન્જિનને હાનિ પહોંચાડી શકે છે અને તેનાથી એન્જિનની શક્તિમાં ઘટાડો થાય છે.

પ્રસ્ફોટનનું નિયંત્રણ કરવા માટે મિશ્રણના છેવટના હિસ્સાનું તાપમાન ઓછું રહે તેવી શીતન યોજના દહનખંડ માટે પ્રયોજવી જોઈએ. આ દૃષ્ટિએ દહનખંડને ફાચરનો (wedge) આકાર આપવામાં આવે છે અને મિશ્રણના છેવટના હિસ્સાને ફાચરના છેવટના ભાગમાં રાખવામાં આવે છે.

જ્વાળાના વિસ્તારથી જ મિશ્રણ સળગે તે ખૂબ અગત્યનું છે. તે માટે દહનખંડમાં જ્વાળાનો પથ અતિટૂંકો રાખવો જોઈએ. તે હેતુસર સ્પાર્ક-પ્લગને દહનખંડના મધ્યબિંદુ પાસે સ્થાપિત કરાય છે. બીજા ઉપાય તરીકે મિશ્રણમાં વમળ પેદા થાય તેવો આકાર દહનખંડને આપવામાં આવે છે, જેને કારણે જ્વાળાનો વિસ્તાર ઝડપી બનવામાં મદદ મળે છે.

કાર્બ્યુરેશન : હવાની સાથે પ્રમાણસર પેટ્રોલ ભેળવીને મિશ્રણ બનાવવાની ક્રિયાને કાર્બ્યુરેશન કહેવામાં આવે છે. હવા અને પેટ્રોલનું મિશ્રણ બનાવતા એકમને કાર્બ્યુરેટર કહે છે. કાર્બ્યુરેટર ઘણા પ્રકાર અને બનાવટનાં હોય છે.

સાદા કાર્બ્યુરેટરમાં પ્લવકક્ષ(float chamber)માં પ્લવથી કાર્યરત થતો વાલ્વ જેટના નિર્ગમદ્વાર(outlet)ની સપાટી કરતાં થોડી નીચી સપાટીએ પેટ્રોલને સતત જાળવે છે. સિલિન્ડરમાં ચુસાતી હવા કાર્બ્યુરેટરની વેન્ચ્યુરી નલિકામાંથી પસાર થઈ થ્રૉટલ વાલ્વને પાર કરીને ચુસાણ-નલિકામાં દાખલ થાય છે. વેન્ચ્યુરીના સાંકડા માર્ગમાંથી હવા પસાર થતાં તેની ગતિમાં વધારો થાય છે અને ગતિના પ્રમાણમાં તેનું દબાણ વાતાવરણના દબાણ કરતાં ઘટે છે. પ્લવકક્ષમાં હમેશાં વાતાવરણનું દબાણ હોય છે. પ્લવકક્ષ અને વેન્ચ્યુરી-નલિકા વચ્ચે દબાણના તફાવતના કારણે જેટમાંથી પેટ્રોલ વહે છે અને હવાના પ્રવાહમાં નાના બિંદુના રૂપમાં ભળે છે. આ બિંદુઓ હવામાં તરતાં તરતાં સિલિન્ડર તરફ આગળ વધે છે. એન્જિનની ગતિમાં વધારો થવાને કારણે અથવા થ્રૉટલ વાલ્વ વધારે ખૂલવાને કારણે દબાણનો તફાવત વધે છે. પરિણામે જેટમાંથી પેટ્રોલનો પ્રવાહ વધે છે.

વેન્ચ્યુરી-નલિકા અને જેટના માપ પ્રમાણે હવા અને પેટ્રોલના મિશ્રણમાં બંનેના કદનું પ્રમાણ હવાની ગતિમાં વધઘટ થવા છતાં પણ સચવાઈ રહે છે; પણ મિશ્રણમાં વજનની દૃષ્ટિએ બંનેનું પ્રમાણ યોગ્ય સચવાતું નથી. હવાની ઊંચી ગતિએ વેન્ચ્યુરી-નલિકામાં દબાણ વધારે ઘટવાથી હવાની ઘનતા ઘટે છે. તેથી વજનની ગણતરીએ મિશ્રણમાં હવાનું પ્રમાણ ઓછું અને પેટ્રોલનું પ્રમાણ વધારે થાય છે, જેથી મિશ્રણ પ્રબળ બને છે. હવાની ગતિ અને ઘનતામાં થતા ફેરફારને કારણે મિશ્રણની ગુણવત્તામાં ફરક પડે છે. તે સાદા કાર્બ્યુરેટરની મૂળગત ખામી છે. તેથી સાદું કાર્બ્યુરેટર ગતિમાં વધઘટ થતી હોય તેવા એન્જિન માટે સાનુકૂળ નથી. વ્યાવહારિક કાર્બ્યુરેટરમાં આ ખામી દૂર કરવા માટે ખાસ પૂરક યોજના આપવામાં આવે છે. તે ઉપરાંત, ઑટોમોબાઇલ એન્જિનની મિશ્રણ અંગેની બધી જરૂરિયાત સંતોષવા માટે કાર્બ્યુરેટરની બનાવટ જટિલ બને છે. જુદી જુદી પરિસ્થિતિમાં એન્જિનની મિશ્રણ અંગેની જરૂરિયાત આ પ્રમાણે છે:

	પરિસ્થિતિ	હવા : પેટ્રોલનો નિગમદર ગુણોત્તર (વજનમાં)
1.	અતિઠંડા એન્જિનને ચાલુ કરવા માટે	1 : 1
2.	એન્જિનને હૂંફાળું બનાવવા માટે	4 : 1
3.	નિષ્ક્રિય ચાલ અને હળવા બોજા માટે	11 : 1
4.	વચગાળાની ગતિ માટે	16 : 1
5.	સર્વોચ્ચ ગતિ માટે	14 : 1
6.	પ્રવેગ માટે	12.5 : 1

કાર્બ્યુરેટરની એક પ્રકારની પૂરક યોજનામાં પેટ્રોલની નલિકામાં યોગ્ય પ્રમાણમાં હવાનું ક્ષરણ (leakage) કરવામાં આવે છે, જેનું પ્રમાણ ધીમી ગતિએ ઓછું અને ઊંચી ગતિએ વધારે હોય છે. તેથી પ્રબળ મિશ્રણ થવાના વલણ પર અંકુશ આવે છે. આ યોજનાનો વ્યાપક પ્રમાણમાં ઉપયોગ થાય છે. બીજા પ્રકારની પૂરક યોજનામાં જેટના છેદમાં શંકુ આકારની સળી (taper pin) વપરાય છે અને થ્રૉટલ વાલ્વ સાથે તે સળી જોડાય છે, જેથી થ્રૉટલ વાલ્વની જુદી જુદી સ્થિતિએ હવા અને પેટ્રોલનું પ્રમાણ સચવાઈ રહે છે. કાર્બ્યુરેટરમાં ત્રણ કે વધુ પેટ્રોલ-પથ હોય છે, જેમાં જેટ બેસાડેલા હોય છે. દરેક પેટ્રોલ-પથ અમુક ચોક્કસ પરિસ્થિતિએ કાર્ય કરે છે. કાર્બ્યુરેટર બહુ-જેટવાળું બનાવવામાં આવે છે.

વીજ–પ્રજ્વલન તંત્ર : વીજ-પ્રજ્વલન તંત્ર પેટ્રોલ-એન્જિનમાં વપરાય છે અને તેનું મુખ્ય કાર્ય અમુક ચોક્કસ અવધિ(timing)એ સ્પાર્ક-પ્લગને ઉચ્ચ દબાણવાળો સૂક્ષ્મ વીજપ્રવાહનો સ્પંદ (pulse) આપવાનું છે. સ્પાર્ક-પ્લગના અંતરાલ(gap)માં તે તણખો બનીને મિશ્રણને દહનખંડમાં પ્રજ્વલિત કરે છે. પ્રજ્વાલન તંત્ર બે પ્રકારનાં હોય છે : એક ચુંબક પ્રણાલીવાળું (magneto type) અને બીજું ગૂંચળાં (coil) તથા બૅટરીવાળું. મૅગ્નેટો તંત્ર કાર્યની દૃષ્ટિએ એક સંપૂર્ણ એકમ છે. તેમાં માત્ર સ્પાર્ક-પ્લગ અને તેને જોડતા તારની જરૂર રહે છે. મૅગ્નેટો તંત્ર સ્કૂટર, મોટરસાઇકલ, મૉપેડ, રિક્ષા વગેરેમાં વપરાય છે. ગૂંચળાં અને બૅટરીવાળા તંત્ર માટે અન્ય વિવિધ એકમોની જરૂર પડે છે :

ગૂંચળાં અને બૅટરીવાળા તંત્રમાં બૅટરી, પ્રજ્વાલન-સ્વિચ, પ્રેરકતા ગૂંચળું (induction coil), વિતરક અને વીજપથ હોય છે. વીજપથના હળવા (6 કે 12) વોલ્ટેજવાળા વિભાગને બૅટરી સાથે જોડવામાં આવે છે. બૅટરીનો એક છેડો ભૂમિસ્થ (earthed) હોય છે. વીજપ્રવાહ પ્રજ્વાલન-સ્વિચ મારફત પ્રેરકતા-ગૂંચળાના પ્રાથમિક વીંટા(winding)માં થઈને સ્પર્શબિંદુ દ્વારા ભૂમિસ્થ થાય છે. સ્પર્શબિંદુ આ વીજપ્રવાહને ચાલુ-બંધ કરે છે. પ્રાથમિક વીંટો જાડા તારનો સેંકડો વળવાળો હોય છે. ક્રૅંમશાફ્ટ સાથે જોડેલા વિતરક એકમની ધરી પર બેસાડેલો કૅમ સ્પર્શબિંદુને ઉઘાડબંધ કરે છે. ઊંચા વોલ્ટેજવાળો વીજપથ ગૌણ ગૂંચળાથી શરૂ થાય છે. બારીક તારના હજારો વળવાળા ગૌણ વીંટાને પ્રાથમિક વીંટા ઉપર વીંટવામાં આવે છે. તેનો એક છેડો બહાર અને બીજો પ્રાથમિક વીંટાના છેડા સાથે જોડાય છે. બહાર આવતા છેડાને વિતરક એકમની ટોપી(cap)ની મધ્યમાંથી રોટર મારફત જુદા જુદા સ્પાર્ક-પ્લગ સાથે વારાફરતી જોડવામાં આવે છે. ટોપી અને રોટર મળીને રોટરી-સ્વિચ બને છે. ઊંચા વોલ્ટેજવાળા પરિપથ માટે જાડા વિસંવાહિત (insulated) તાર વપરાય છે.

સ્પર્શબિંદુ બંધ હોય અને પ્રજ્વાલન-સ્વિચ ચાલુ હોય ત્યારે પ્રાથમિક વીંટામાં થઈને વીજપ્રવાહ સ્પર્શબિંદુ દ્વારા ભૂમિસ્થ થાય છે, તેથી પ્રાથમિક વીંટાની આજુબાજુ ગૌણ વીંટાને સાંકળતું વીજચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા થાય છે. કૅમથી સ્પર્શબિંદુ જુદાં થવાથી વીજપથ તૂટે છે અને વીજચુંબકીય ક્ષેત્ર શમી જાય છે. વીજચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થવાને કારણે ગૌણ વીંટાના દરેક વળમાં પ્રેરિત વીજદબાણ ઉત્પન્ન થાય છે. ગૌણ વીંટાના હજારો વળ હોવાથી સરવાળે 20,000 વોલ્ટ જેટલું વીજદબાણ પ્રાપ્ત થાય છે. સ્પર્શબિંદુ જુદાં પડતાંની સાથે જ ઉચ્ચ દબાણવાળો વીજપ્રવાહ વિતરકની ટોપી અને રોટર દ્વારા સંબંધિત સ્પાર્ક-પ્લગ પર જાય છે, જ્યાં તે અંતરાલ કૂદી ભૂમિસ્થ થઈને પાછો ગૌણ વીંટામાં આવે છે. રોટર, ટોપી અને કૅમ હમેશાં યોગ્ય સાપેક્ષ સ્થિતિમાં રહે છે. ટોપી પર જુદા જુદા સ્પાર્ક-પ્લગના તારને દહનક્રમમાં જોડવામાં આવે છે.

સ્પર્શબિંદુ ખૂલતાં ગૌણ વીંટાની સાથોસાથ પ્રાથમિક વીંટામાં પણ 300 વોલ્ટના દબાણવાળો પરસ્પરપ્રેરિત વીજપ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે, જેથી જુદાં થતાં સ્પર્શબિંદુ વચ્ચે તણખો થાય છે અને વીજશક્તિ વેડફાય છે. સ્પર્શબિંદુ તણખો થવાથી બળી જાય છે અને તેમના પર અવાહક ઑક્સાઇડનું પડ રચવાથી તે નકામાં બને છે. તેના ઉકેલરૂપે સ્પર્શબિંદુની સમાંતર એક કન્ડેન્સર જોડવામાં આવે છે, જે પ્રેરિત વીજશક્તિને સંગ્રહીને, સ્પર્શબિંદુને રક્ષણ આપે છે. તદુપરાંત, સંગ્રહાયેલી વીજશક્તિને પ્રાથમિક વીંટામાં ઊલટી દિશામાં મોકલીને વીજચુંબકીય ફેરફારનો વ્યાપ અને ઝડપ વધારે છે. તેને કારણે સ્પાર્ક-પ્લગ પર મળતો વીજપ્રવાહ ખૂબ ઊંચા દબાણવાળો અને વાદળી રંગનો તણખો આપે તેવો હોય છે.

એન્જિનના આવર્તનમાં એક ચોક્કસ અવધિએ વીજતણખો થાય તે બહુ અગત્યનું છે. ક્રૅંકશાફ્ટ સાથે વિતરકની ધરીને કૅમશાફ્ટ અને ગિયરમાળા (gear train) વડે જોડવામાં આવે છે, જેથી ગોઠવાયેલ અવધિમાં ફેરફાર ન થાય. ઇષ્ટતમ અવધિ એન્જિનની ગતિ અને તેના પરના બોજા પર નિર્ભર છે, તેથી ગતિ વધવાની સાથે તણખાની અવધિને વહેલી (advance) કરવાની જરૂરત ઊભી થાય છે.

કેન્દ્રત્યાગી બળથી કામ કરતાં વજનવાળી યોજના તણખાની અવધિને ગતિના વધવાની સાથે વહેલી કરે છે. શૂન્યાવકાશવાળી યોજના થ્રૉટલ વાલ્વ બંધ સ્થિતિની નજીક હોય અને એન્જિન ઉપરનો બોજો હળવો હોય ત્યારે તણખાની અવધિને વહેલી કરે છે. આ યોજના વધારે ગતિએ નિષ્ક્રિય બને છે.

એન્જિનને બંધ કરવા માટે પ્રજ્વલન-સ્વિચને ખોલવામાં આવે છે, જેથી તણખો મળતો બંધ થાય છે.

મૅગ્નીટો પ્રજ્વલન તંત્ર : આ તંત્રમાં બૅટરીની જરૂર પડતી નથી. તેના સ્થાને હળવા વોલ્ટેજનો વીજપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરનાર આલ્ટરનેટર વપરાય છે. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ મૅગ્નીટોમાં પ્રેરકતા-ગૂંચળું તેનો એક ભાગ હોય છે અને હળવા વોલ્ટેજ મૅગ્નીટોમાં પ્રેરકતા-ગૂંચળું અલગ અને મૅગ્નીટો એકમની બહાર આપવામાં આવે છે. આવા કિસ્સામાં હળવા વોલ્ટેજનો પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરનાર એક ગૂંચળું મૅગ્નીટોમાં હોય છે. બંને પ્રકારના મૅગ્નીટો વપરાશમાં લેવાય છે. આ સિવાય બાકીની ગોઠવણી ગૂંચળા-બૅટરીવાળા તંત્ર જેવી હોય છે. એક-સિલિન્ડર- એન્જિનમાં વિતરક એકમની જરૂર પડતી નથી.

સ્પર્શબિંદુમાં વહેતો પ્રવાહ પ્રત્યાવર્તી (એ. સી.) અને વધતીઓછી માત્રાવાળો હોવાથી, સ્પર્શબિંદુને તેમાંથી વધારેમાં વધારે પ્રવાહ વહેતો હોય છે ત્યારે ખોલવામાં આવે છે. તેને કારણે પ્રેરિત ઉચ્ચ વોલ્ટેજવાળી વીજશક્તિ ઉચ્ચતમ પ્રમાણમાં મળી રહે છે. તે અવધિ કરતાં આગળ-પાછળ ખૂલે તો વીજશક્તિ નબળી પડે છે.

એન્જિન બંધ કરવા માટે પ્રાથમિક ગૂંચળામાં વહેતા પ્રવાહને સ્વિચની મદદથી તોડવામાં આવે છે અથવા તેને બટન દબાવીને ભૂમિસ્થ કરવામાં આવે છે.

ડીઝલ-ઇંધન તંત્ર : પેટ્રોલ કરતાં ડીઝલ-તેલ પેટ્રોલિયમના ભારે ઘટકોમાંથી બને છે, તેથી તે બાષ્પશીલ હોતું નથી અને સહેલાઈથી હવા સાથે મિશ્રિત થતું નથી. એકરૂપ મિશ્રણ બનાવવા માટે ડીઝલ- તેલ પેટ્રોલની સરખામણીમાં 10થી 12 ગણો ઓછો સમય હવાના સંપર્કમાં રહે છે. આવી વિપરીત પરિસ્થિતિમાં ડીઝલ-તેલને ગરમ અને દબાયેલ હવામાં ઊંચા દબાણે બારીક છિદ્રો દ્વારા સિલિન્ડરમાં ધકેલવાથી તેનું સૂક્ષ્મ કણોમાં વિભાજન થતાં હવા સાથે મિશ્રિત થવામાં સાનુકૂળતા મળે છે. તદુપરાંત, એકરૂપ અને ગાઢ મિશ્રણ મેળવવા માટે દહનખંડનું આયોજન મહત્ત્વનો ભાગ ભજવે છે.

ડીઝલ-તેલને સિલિન્ડરમાં ધકેલવાની બે રીત છે : એક રીતમાં તેને સીધેસીધું સિલિન્ડરમાં ધકેલવામાં આવે છે અને બીજી રીતમાં પરોક્ષ રીતે ધકેલવામાં આવે છે. સીધી રીતમાં ડીઝલ-તેલને સિલિન્ડરની ગરમ અને દબાયેલી હવામાં અતિ ઊંચા દબાણે બહુ-છિદ્રોવાળી નૉઝલમાંથી ધકેલવામાં આવે છે. પરોક્ષ રીતમાં ડીઝલ- તેલને પૂર્વદહનખંડમાં પ્રથમ ધકેલવામાં આવે છે, જ્યાં ધકેલવાની દિશા કે અતિસૂક્ષ્મ કણમાં વિભાજન બહુ મહત્વનું નથી. પૂર્વદહનખંડમાં ડીઝલ-તેલ અધકચરું સળગે છે અને દબાણ વધવાને કારણે અધકચરું સળગતું મિશ્રણ મુખ્ય દહનખંડમાં અતિ જોરથી દાખલ થાય છે. ત્યાં વધારાની હવાનો પુરવઠો મળવાથી દહન પૂર્ણ થાય છે. એક અન્ય યોજનામાં હવાના વમળમાં ડીઝલ-તેલને ધકેલવાથી હવા સાથે તેલ સંપૂર્ણ મિશ્રિત થઈને દહન સંપૂર્ણ બને છે.

સિલિન્ડરમાં તેલ ધકેલવા માટે ઇન્જેક્ટર નામનો એકમ વપરાય છે, જે તેલના દાબથી કાર્ય કરે છે. ઇન્જેક્ટરની નૉઝલ દહનખંડના આયોજન પ્રમાણે જુદા જુદા પ્રકારની વાપરવામાં આવે છે. તેલના ચોક્કસ દબાણે ઇન્જેક્ટર કામ કરે તેવી યંત્રરચના તેમાં આપવામાં આવે છે.

સિલિન્ડરમાં ઉત્પન્ન થતી શક્તિ, તેલના જથ્થા પર નિર્ભર હોય છે. એન્જિનની ગતિ અને બોજાને અનુલક્ષીને તેલના જથ્થાને માપીને ઊંચા દબાણે ઇન્જેક્ટરને તેલ આપનાર એકમને ઇન્જેક્શન-પંપ કહેવાય છે. આ પંપ સામાન્ય રીતે છિદ્રનિયંત્રિત જર્ક-પંપ હોય છે, જે તેલને ધકેલવાની અવધિએ ઊંચા દબાણે ઇન્જેક્ટરને મોકલે છે. દબાણનો આંક 150થી 200 કિગ્રા. પ્રતિ ચોસેમી હોય છે. પંપ એન્જિનથી ચાલે છે અને તેના પર ગતિનું નિયંત્રણ કરવા માટે ગવર્નર નામનો એકમ બેસાડવામાં આવે છે. ગવર્નર તેલના જથ્થાને માપતી યોજનામાં ફેરફાર કરે છે, જેથી ગતિ અને બોજાને અનુરૂપ શક્તિ પેદા થાય છે. વળી એન્જિનને સલામત ગતિ કરતાં વધારે ગતિએ તે ચાલવા દેતું નથી.

શીતનતંત્ર (cooling system) : એન્જિનને યોગ્ય તાપમાને જાળવવા માટે શીતનતંત્ર આપવામાં આવે છે. જો શીતનતંત્રનો અભાવ હોય તો એન્જિનના ભાગો અતિ ગરમ થઈ જવાથી સિલિન્ડરની દીવાલ ઉપર ઊંજણ તેલનું પડ બળી જતાં ઊંજણકાર્ય નાકામયાબ બને છે અને દટ્ટો ગરમ થવાથી ફૂલીને સિલિન્ડરમાં પકડાઈ જાય છે. આ ઉપરાંત, ઇંધણના પ્રજ્વલનમાં મુશ્કેલી સર્જાય છે.

એન્જિનના ભાગો દ્વારા પ્રજ્વલિત ગૅસમાંથી ચૂસેલી ગરમીને દૂર કરવા માટે બે પ્રકારનું શીતનતંત્ર વપરાય છે  જલશીતન તંત્ર અને હવાશીતન તંત્ર. જલશીતન તંત્રમાં સિલિન્ડર અને તેના મથાળાની આજુબાજુ પાણીનું કવચ (jacket) હોય છે, જેમાં પાણીનું ભ્રમણ થાય છે. પાણી ગરમી શોષી લે છે. ગરમ પાણીને એન્જિનની આગળના ભાગમાં રાખેલ રેડિયેટરમાંથી પસાર કરી, ઠંડું કરીને ફરીથી વાપરવામાં આવે છે અથવા ઉષ્માવિનિમયક (heat exchanger) મારફત આગવી ગોઠવણી કરીને તેને ઠારવામાં આવે છે. પાણીના ભ્રમણ માટે એક પંપ હોય છે, જેને પટ્ટાની મદદથી ક્રૅંકશાફ્ટ ફેરવે છે. પંપની ધરી પર એક પંખો હોય છે, જે રેડિયેટરની આરપાર હવાને શોષે/ફેંકે છે. રેડિયેટરની ઉપરની અને નીચેની ટાંકી વચ્ચે પાણીને ઠંડું કરતો અસંખ્ય સાંકડી નલિકાઓનો બનેલો ભાગ હોય છે. ઉપરની ટાંકીમાં એન્જિનનું ગરમ પાણી આવે છે, અને સાંકડી નલિકાઓમાં વહી નીચેની ટાંકીમાં જાય છે. નલિકાઓની બહાર પટ્ટીઓ આપીને સપાટી વિસ્તૃત કરેલી હોવાથી પાણીની ગરમી સહેલાઈથી હવા ચૂસી લે છે. જુદી જુદી ઋતુમાં વાતાવરણની હવાનું તાપમાન ઓછુંવધતું રહે છે, જેનો તફાવત 20⁰થી 30⁰ સે. જેટલો હોય છે. આની અસર એન્જિનના તાપમાન ઉપર ન પડે તે હેતુથી શીતનતંત્રમાં ઉષ્મા-સ્થાપક (thermostat) વાલ્વ વપરાય છે, જે રેડિયેટરનો ઓછો-વધતો ઉપયોગ કરીને દરેક ઋતુમાં એન્જિનનું કાર્યરત તાપમાન જાળવી રાખે છે. તે ઉપરાંત, ઠંડા એન્જિનને ઝડપથી કાર્યરત તાપમાને લાવવામાં ઉષ્માસ્થાપક મદદ કરે છે. વળી વાહનની ઊંચી ગતિને કારણે રેડિયેટરનું પાણી એકદમ ઠંડું પડવાથી એન્જિનનું તાપમાન ઘટી ન જાય તેની સંભાળ ઉષ્મા-સ્થાપક લે છે. એન્જિન કાર્યરત તાપમાને ઊંચી કાર્યક્ષમતા આપે છે.

હવાશીતન તંત્રમાં એન્જિનની વધારાની ગરમી સીધેસીધી હવાને આપવામાં આવે છે. સિલિન્ડર અને મથાળાની સપાટીને પટ્ટીઓના રૂપમાં ફેલાવવામાં આવે છે. ઠંડી હવાનો પ્રવાહ ગરમીને ચૂસીને એન્જિનનું જરૂરી તાપમાન લગભગ જાળવી રાખે છે. મોટરસાઇકલ અને મૉપેડની ગતિને કારણે સિલિન્ડર અને હેડની આજુબાજુ ઠંડી હવાનો પ્રવાહ વહ્યા કરે છે. સ્કૂટરમાં એન્જિનને બંધિયાર જગામાં રખાતું હોવાથી એન્જિનની ક્રૅંકશાફ્ટ સાથે પંખો બેસાડેલો હોય છે, જે હવાનું ભ્રમણ ઉત્પન્ન કરીને એન્જિનને ઠંડું રાખે છે.

એન્જિનનું ઊંજણ તંત્ર : વાહનના એન્જિનમાં ઊંજણ તંત્રનું કાર્ય બધા કામ કરતા ભાગોને સ્વચ્છ, ઠંડું અને યોગ્ય સ્નિગ્ધતાવાળું તેલ સતત પહોંચાડવાનું છે. તે ભાગો પર ગતિને કારણે દ્રવગતિક ઊંજણ(fluid dynamic lubrication)ની પરિસ્થિતિ સ્થપાય છે. બધા પ્રકારના ઊંજણ તંત્રમાં તેલ ઘર્ષણ અને સીધી ગરમીથી ગરમ થાય છે. તેને ગર્તમાં ઝીલી ઠંડું અને સ્વચ્છ કરી ફરી ફરીને પંપની મદદથી પરિભ્રમિત કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ શક્તિ પેદા કરતા એન્જિનમાં ગર્ત (sump)ના તેલને શીતન-એકમમાંથી પસાર કરીને કામ કરતા ભાગોને પહોંચાડવામાં આવે છે. ગિયર પંપની મદદથી તેલને 4થી 7 કિગ્રા. પ્રતિ ચોસેમી.ના દબાણથી એન્જિનના મેઇન બેરિંગને પહોંચાડાય છે. ત્યાંથી ક્રૅંમશાફ્ટના બેરિંગ અને ક્રૅંન્કશાફ્ટમાં આપેલા છિદ્ર દ્વારા કનેક્ટિંગ રૉડના મોટા છેડાના બેરિંગ અને સિલિન્ડરની દીવાલને તેમજ નાના છેડાના બેરિંગને તેલ મળે છે. કોઈ એન્જિનમાં કનેક્ટિંગ રૉડમાં છેદ આપીને તેલને મોટા છેડાથી નાના છેડાના બેરિંગ સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે. વળી તેલને નલિકા દ્વારા વાલ્વ અને તેની યંત્રરચનાના ભાગોમાં પહોંચાડાય છે. બધા ભાગોને મળતા તેલમાં મેશ, ધાતુ કે રજકણોને કારણે થતો ઘસારો રોકવા તેલને ફિલ્ટરમાંથી પસાર કરીને ગાળવામાં આવે છે. ઊંજણ તંત્ર બરાબર કાર્ય કરે છે કે નહિ તેનો ખ્યાલ આપવા લાલબત્તી કે દબાણદર્શક મીટરનો ઉપયોગ થાય છે. ગર્તમાં તેલની સપાટી બરાબર છે તે જોવા સળિયાના પ્રકારનો ગેજ હોય છે.

સામાન્ય પ્રત્યાગામી અંતર્દહન એન્જિન કરતાં મૂળભૂત રીતે ભિન્ન પ્રકારનું પરિભ્રામી (rotary) એન્જિન ફેલિક્સ વેંકલે જર્મનીમાં 1956માં વિકસાવ્યું. આ એન્જિનમાં દટ્ટાને બદલે સમભુજ ત્રિકોણ આકારનું પરિભ્રમક (rotor) બંધ કક્ષમાં ફરે છે. આ એન્જિન હલકું, સાદું હોય છે અને સામાન્ય પ્રત્યાગામી એન્જિનની સરખામણીમાં લગભગ ત્રીજા ભાગનાં યાંત્રિક અંગો (machine parts) ધરાવે છે. હજુ સુધી આ એન્જિન બહોળા વપરાશમાં આવ્યું નથી.

પ્રત્યાગામી અંતર્દહન એન્જિનની ત્રુટિઓનું કારણ આવર્તીય રીતે દહનમાં રુકાવટ તથા સાતત્યવિહીન ગતિ ગણી શકાય. વાયુ-ટર્બાઇનમાં આ ત્રુટિઓ દૂર કરવામાં આવી છે. દહન સતત ચાલુ રાખીને પેદા થતા ગરમ વાયુઓનું ટર્બાઇન એકમમાં પ્રસારણ કરીને ટર્બાઇનને ગતિ આપવામાં આવે છે.

જેટ-એન્જિન બહારથી હવા લઈને ઇંધનના દહન વડે તેને ગરમ કરીને તેનું પ્રબળ રીતે ઉત્ક્ષેપન (ejection) કરતા વિરુદ્ધ દિશામાં મળતા પ્રઘાત(thrust)થી ગતિ પેદા કરે છે.

જેટના સિદ્ધાંત ઉપર જ રૉકેટ કાર્ય કરે છે; પણ ઇંધનના દહન માટે તે બહારની હવા ઉપર આધાર રાખતું નથી. આ એન્જિનોનો પણ એક પ્રકારના અંતર્દહન-એન્જિનોમાં સમાવેશ કરી શકાય. [વધુ વિગતો માટે જુઓ, વેન્કેલ-એન્જિન, ટર્બાઇન જેટ, રૅમજેટ તથા રૉકેટ શીર્ષકવાળાં અધિકરણો.]

ન. ધ. શેઠ

નવીનચંદ્ર લક્ષ્મીશંકર વ્યાસ