⚙️ Common Rail System of Marine Engines (કોમન રેલ સિસ્ટમ)
Objectives (ઉદ્દેશ્યો): આ લેસનના અંતે તમે આ બાબતો વર્ણવી શકશો: ✅ Marine engine CRDI system. ✅ Hydraulic coupling system. ✅ Electromagnetic couplings system. ✅ Reduction gear drive. ✅ Marine electrical drive. ✅ Super charger.
📖 Introduction to Common Rail: Common rail system (Fig 1) એવી સિસ્ટમ છે જે મરીન એન્જિનના દરેક સિલિન્ડર અથવા યુનિટ માટે સામાન્ય (common) છે. જૂના જમાનાના મરીન એન્જિનોમાં fuel system હતી જ્યાં દરેક યુનિટનો પોતાનો jerk pump હતો અને ઓઈલ પ્રેશર તે પંપ દ્વારા સપ્લાય કરવામાં આવતું હતું.
પરંતુ, common rail system માં બધા સિલિન્ડરો રેલ સાથે જોડાયેલા હોય છે અને તેમાં જ ફ્યુઅલ પ્રેશર એકઠું (accumulated) થાય છે.
🚀 Advancements: Common rail fuel injection સિસ્ટમ જેર્ક પંપ પહેલા લોન્ચ થઈ હતી, પરંતુ કેટલીક ખામીઓને કારણે તે સફળ નહોતી. જોકે, ટેકનોલોજી અને ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં નવીનતમ પ્રગતિને લીધે, કોમન રેલ સિસ્ટમે ફરીથી લોકપ્રિયતા મેળવી છે. આ એન્જિનો smokeless engines તરીકે પણ ઓળખાય છે કારણ કે તે લોડ કે RPM ગમે તે હોય, દહન માટે જરૂરી પૂરતું દબાણ જાળવી રાખે છે. ✨
🔹 Common Rail System in Marine Engine Operating System
મારીન એન્જિન ઓપરેટિંગ સિસ્ટમમાં નીચે મુજબના કાર્યો માટે Common Rail નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે:
- 🌡️ 1000 bars ના પ્રેશર પર ગરમ કરેલા Heated Fuel માટે.
- ⚙️ Exhaust valves ને ખોલવા અને બંધ કરવા માટે 200 bars ના પ્રેશર પર Servo Oil માટે.
- 🕹️ 200 bars ના પ્રેશર પર Valve blocks ના ઓપનિંગ અને ક્લોઝિંગને કંટ્રોલ કરવા માટે Control Oil માટે.
- 🚀 મેઈન એન્જિન શરૂ કરવા માટે Compressed Air માટે.
Common Rail System માં એક High Pressure Pump હોય છે જે કાં તો કેમ ડ્રિવન (Cam driven) હોય છે અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ ડ્રિવન (Electrical driven) હોય છે. અલગ-અલગ સિસ્ટમ માટે પ્રેશરની જરૂરિયાત અલગ હોય છે. Fuel oil માટે પ્રેશર 1000 bars જેટલું ઊંચું હોય છે, જ્યારે Servo અને Control oil માટે પ્રેશર આશરે 200 bars હોય છે. ⛽
🎛️ Valve Block and Electronic Control System (Fig 2)
આ સિસ્ટમ Fuel oil, Servo oil, Control oil અને Starting air ના પ્રવાહ (flow) ને રેલ (rail) થી સિલિન્ડર (cylinder) સુધી કંટ્રોલ કરવા માટે જરૂરી છે.
- Operation: વાલ્વ બ્લોક ઇલેક્ટ્રોનિક કંટ્રોલ દ્વારા ઓપરેટ થાય છે. જ્યારે તેને સિગ્નલ મળે છે કે સિલિન્ડર TDC (Top Dead Centre) પર છે, ત્યારે તે નક્કી કરે છે કે ક્યારે ફ્યુઅલ ઇન્જેક્ટ કરવું અને ક્યારે એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ ખોલવો. 📡
- Remote Control: કમ્પ્યુટર દ્વારા ઇન્જેક્શનને રિમોટલી કંટ્રોલ કરી શકાય છે. દાખલા તરીકે, જો આપણે કોઈ એક યુનિટનું ફ્યુઅલ કટ-ઓફ (cut off) કરવું હોય, તો કંટ્રોલ સિસ્ટમમાંથી સિગ્નલ બંધ કરી શકાય છે જેથી વાલ્વ ખુલશે નહીં.
🏗️ ICU (Injection Control Unit) & VCU (Valve Control Unit)
ફ્યુઅલ ઓઇલ સિસ્ટમના આ બ્લોકને ICU તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ માટે તેને VCU કહેવામાં આવે છે.
- Control System: ICU અને VCU નું ઓપનિંગ અને ક્લોઝિંગ Electro-hydraulic control દ્વારા કરવામાં આવે છે.
- Sensor: ઇલેક્ટ્રોનિક કંટ્રોલ માટેનું સિગ્નલ Crank Angle Sensor દ્વારા આપવામાં આવે છે, જે દરેક સિલિન્ડર વિશે સિસ્ટમને માહિતી આપે છે અને નક્કી કરે છે કે વાલ્વ ક્યારે ખોલવો કે બંધ કરવો. 🔄
⛽ Fuel Timing & Marine Diesel Engines
વાલ્વ ખુલવાનો સમય (Timing) ઇલેક્ટ્રોનિક્સ દ્વારા પણ કંટ્રોલ કરી શકાય છે. જો સિગ્નલ વહેલું મળે, તો વાલ્વ વહેલો ખુલશે અને તેનાથી ઉલટું પણ થઈ શકે છે.
Marine Diesel Engines ને ભારે અવશેષો (Heavy Residues/Residual Fuel) બાળવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. આ તેલ રિફાઇનરીમાં ક્રૂડ ઓઇલમાંથી મોંઘા ઇંધણ અને ગેસ કાઢી લીધા પછી વધેલું ઘટ્ટ તેલ હોય છે. 🚢⚓
💧 Hydraulic Coupling / Fluid Coupling (Fig 3 & 4)
Hydraulic Coupling (Fig 3 અને Fig 4) એ એક Hydrodynamic device છે જેનો ઉપયોગ ફોર્સ અથવા મિકેનિકલ પાવરને ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે થાય છે.
- Alternative to Clutch: આ મિકેનિકલ ક્લચના વિકલ્પ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. 🚗
- Applications: તેનો વ્યાપક ઉપયોગ મરીન અને ઇન્ડસ્ટ્રિયલ મશીન ડ્રાઇવ્સમાં થાય છે, જ્યાં વેરિયેબલ સ્પીડ ઓપરેશન (Variable speed operation) અને પાવર ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ પર શોક લોડિંગ (Shock loading) વગર કંટ્રોલ્ડ સ્ટાર્ટ-અપ આવશ્યક હોય છે.
Fluid Couplings નો ઉપયોગ ઘણી ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનમાં થાય છે જેમાં રોટેશનલ પાવરનો સમાવેશ થાય છે, ખાસ કરીને એવી મશીન ડ્રાઇવ્સમાં જ્યાં:
- High-inertia starts હોય. 🏗️
- Constant cyclic loading હોય.
- રેલ ટ્રાન્સપોર્ટ અને મરીન એપ્લિકેશનમાં સ્મૂધ ઓપરેશન્સ માટે આનો ઉપયોગ થાય છે. 🚄
🏷️ SEO Keywords for WordPress Website:
તમારી વેબસાઈટ માટે નીચેના કીવર્ડ્સનો ઉપયોગ કરો:
- Marine Diesel Engine Fuel System
- Common Rail System in Gujarati
- What is ICU and VCU in Engines
- Hydraulic Coupling Working Principle
- Fluid Coupling in Marine Engineering
- Mechanic Diesel Theory NSQF Level
- Valve Block Electronic Control
- Marine Engineering Study Material Gujarati
Note for Students: આ લેસન તમારી Mechanic Diesel (NSQF – Revised 2022) થિયરી એક્સરસાઇઝ 1.11.94-95 માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. આ ડાયાગ્રામ્સ (Fig 1 થી 4) ને ધ્યાનથી જુઓ અને તેના પાર્ટ્સના નામ યાદ રાખો. 📝📚
Electromagnetic Couplings (Fig 5) ⚡
Electromagnetic couplings & brakes from binder kendrion anterior entries technique GmbH.
Electromagnetic coupling માં electrically generated magnetic force એ armature અને rotor વચ્ચે connection સુનિશ્ચિત કરે છે અને આમ torque ઉપલબ્ધ કરાવે છે. જો voltage અદૃશ્ય થઈ જાય (એટલે કે પાવર બંધ થાય), તો magnetic field દૂર થઈ જાય છે અને pre-stressed spring ફરીથી armature અને rotor ને અલગ કરી દે છે.
Application of electromagnetic couplings (Electromagnetic couplings ના ઉપયોગો) 🔧
Electromagnetic couplings નો ઉપયોગ નીચેની સિસ્ટમમાં થાય છે:
- Electromagnetic brake (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બ્રેક) 🛑
- Electromagnetic pull/push (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પુલ/પુશ) ↔️
- Electromagnetic clutch (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્લચ) ⚙️
- Electromagnetic vibrations (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વાઇબ્રેશન) 📳
Reduction Gear Drive ⚙️
Reduction drives નો ઉપયોગ તમામ પ્રકારના એન્જિનમાં, શાફ્ટના પ્રતિ રિવોલ્યુશન (per revolution) દીઠ torque નું પ્રમાણ વધારવા માટે થાય છે. કોઈપણ કારના gearbox, differential અને steering boxes એ reduction drive ના શ્રેષ્ઠ ઉદાહરણો છે.
Types of reduction gears (Reduction gears ના પ્રકારો):
મુખ્યત્વે બે પ્રકારના reduction gears હોય છે:
- Single reduction gear
- Double reduction gear
Single Reduction Gear (Fig 6) 🔄
આ ગોઠવણમાં માત્ર એક જ pair of gears (ગિયરની જોડી) હોય છે. Reduction gear box માં એવા ports હોય છે જેના દ્વારા propeller shaft અને engine shaft એસેમ્બલીમાં પ્રવેશે છે.
એક નાનું ગિયર, જેને pinion તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે incoming engine shaft દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. આ pinion સીધું જ propeller shaft પર માઉન્ટ થયેલા મોટા ગિયરને ફેરવે છે. Speed reduction નો રેશિયો pinion અને gear ના વ્યાસ (diameter) ના પ્રમાણમાં નક્કી કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, single gear assembly માં pinion કરતા બમણી સાઈઝનું ગિયર હોય છે.
Double Reduction Gear (Fig 7) ⛓️
Double reduction gears નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઊંચી ઝડપ (high speeds) ધરાવતી એપ્લિકેશનમાં થાય છે. આ ગોઠવણમાં pinion ને flexible coupling નો ઉપયોગ કરીને input shaft સાથે જોડવામાં આવે છે.
Pinion એક intermediate gear સાથે જોડાયેલું હોય છે જેને first reduction gear કહેવામાં આવે છે. આ પ્રથમ reduction gear પછી બીજા શાફ્ટની મદદથી low speed pinion સાથે જોડાયેલું હોય છે. આ pinion સીધું propeller shaft પર માઉન્ટ થયેલા second reduction gear સાથે જોડાયેલું હોય છે. આવી ગોઠવણથી speed reduction નો રેશિયો 20:1 જેટલો ઊંચો મેળવી શકાય છે. 🚀
Reduction Drives on Marine Vessels (દરિયાઈ જહાજોમાં Reduction Drives) 🚢
મોટાભાગના વિશ્વના જહાજો diesel engines દ્વારા સંચાલિત હોય છે, જેને ત્રણ કેટેગરીમાં વહેંચી શકાય છે:
- Low speed (<400 rpm)
- Medium speed (400-1200 rpm)
- High speed (1200+ rpm)
Low speed ડીઝલ એન્જિન પ્રોપેલરના ઉપયોગ માટે યોગ્ય ઝડપે ચાલે છે, તેથી તેમાં એન્જિનમાંથી સીધું પ્રોપેલરને પાવર ટ્રાન્સમિટ કરવો સ્વીકાર્ય છે. પરંતુ medium અને high speed ડીઝલ એન્જિન માટે, પ્રોપેલર દ્વારા ઉપયોગ માટે શ્રેષ્ઠ ગતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે એન્જિનની અંદરના crankshaft ની પરિભ્રમણ ગતિ ઘટાડવી જરૂરી છે.
Reduction drives એન્જિનના high speed pinion ને ગિયરની સામે ફેરવીને કામ કરે છે, જે એન્જિનની high rotational speed ને propeller માટે low rotational speed માં ફેરવે છે.
ઉદાહરણ:
- જો pinion માં 25 teeth (દાંતા) હોય અને મોટા ગિયરમાં 100 teeth હોય, તો મોટા ગિયરને એકવાર ફેરવવા માટે pinion એ 4 વાર ફરવું પડશે.
- આનાથી સ્પીડ 4 ના ફેક્ટર થી ઘટે છે જ્યારે torque 4 ગણો વધે છે. 📈
- આ reduction factor મશીનરીની જરૂરિયાતો અને ઓપરેટિંગ સ્પીડ પર આધાર રાખે છે. દાખલા તરીકે, જહાજનો reduction gear ratio 3.6714:1 હોઈ શકે છે.
SEO Keywords for WordPress 🗝️
- Electromagnetic Couplings Gujarati
- Reduction Gear Drive Types
- Mechanic Diesel Theory Fig 5 Fig 6 Fig 7
- Single Reduction Gear vs Double Reduction Gear
- Marine Vessel Reduction Drives
- Automotive Engineering Gujarati-English Mix
- Torque and Speed Reduction in Gears
- NSQF Level 4 Mechanic Diesel Lesson
Instructor Note: વિદ્યાર્થીઓને Fig 5, 6 અને 7 ના ડાયગ્રામ બતાવીને Pinion અને Gear વચ્ચેનો તફાવત સમજાવવો. 👨🏫 તે ખાસ સમજાવવું કે જ્યારે Speed ઘટે છે ત્યારે Torque વધે છે.
Industry માં ઘણા પ્રકારના reduction gear arrangements નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી ત્રણ વ્યવસ્થાઓ (arrangements) આ મુજબ છે: double reduction utilizing two pinion nested, double reduction utilizing two-pinion articulated, અને double reduction utilizing two-pinion locked train.
Ship ના reduction gearbox માં વપરાતા ગિયર્સ સામાન્ય રીતે duke helical gears હોય છે. આ ડિઝાઇન જરૂરી maintenance (જાળવણી) ઘટાડવામાં મદદ કરે છે અને ગિયર્સનું આયુષ્ય (lifetime) વધારે છે. Helical gears નો ઉપયોગ એટલા માટે કરવામાં આવે છે કારણ કે તેના પરનો load અન્ય પ્રકારો કરતા વધુ સારી રીતે વહેંચાયેલો (distributed) હોય છે. Double helical gear set ને herringbone gear પણ કહી શકાય છે અને તેમાં બે સામસામે ખૂણે (oppositely angled) સેટ કરેલા દાંતા (teeth) હોય છે. Helical teeth નો એક સેટ ગિયરની ધરીને સમાંતર (parallel to the axis) થ્રસ્ટ પેદા કરે છે (જેને axial thrust તરીકે ઓળખવામાં આવે છે), પરંતુ બંને સેટ હોવાને કારણે તે એકબીજાની અસરને નાબૂદ (cancel) કરે છે. 🔄
જ્યારે જહાજો પર reduction gears ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ગિયર્સનું alignment (ગોઠવણી) ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. સાચું alignment દરેક pinion અને gear પર લોડનું સમાન વિતરણ (uniform distribution) સુનિશ્ચિત કરવામાં મદદ કરે છે. જ્યારે ગિયર્સ બનાવવામાં આવે છે, ત્યારે તેને એવી રીતે એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે કે જેથી યુનિફોર્મ લોડ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન અને યોગ્ય કોન્ટેક્ટ (contact) પ્રાપ્ત થાય. શિપયાર્ડમાં બાંધકામ અને ડિલિવરી પૂર્ણ થયા પછી, એ જરૂરી છે કે જ્યારે આ ગિયર્સ પહેલીવાર લોડ હેઠળ ઓપરેટ થાય ત્યારે તે યોગ્ય alignment પ્રાપ્ત કરે. ✅
Reduction drive ના સ્મૂધ વર્કિંગ અને લાંબા આયુષ્યની ખાતરી કરવા માટે, lubricating oil (લુબ્રિકેટિંગ ઓઈલ) ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. એવી રિડક્શન ડ્રાઈવ જે પાણી, ધૂળ, કચરો (grit) અને મેટલના ટુકડા (flakes of metal) જેવી અશુદ્ધિઓ વગરના ઓઈલ સાથે ચલાવવામાં આવે છે, તેને એન્જિન રૂમની અન્ય મશીનરીની સરખામણીમાં ઓછી જાળવણીની જરૂર પડે છે. રિડક્શન ગિયર્સમાં લ્યુબ ઓઈલ આ રીતે જ રહે તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે, ડ્રાઈવની સાથે એક lube oil purifier ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવશે. 🛢️
Marine electrical drive (મરીન ઈલેક્ટ્રિકલ ડ્રાઈવ) ⚓⚡
Marine motor એ મરીન એન્જિન ચલાવવા માટે એક ઉત્તમ સોલ્યુશન (solution) પૂરું પાડે છે કારણ કે તે ઓછો ઓપરેટિંગ ખર્ચ (low running cost), ઓછી જાળવણી (low maintenance) પૂરી પાડે છે અને તે લગભગ શાંત અને પ્રદૂષણ મુક્ત (pollution free) છે.
Benefits of electric drive/propulsion (ઈલેક્ટ્રિક ડ્રાઈવ/પ્રોપલ્ઝનના ફાયદા) 🌟
- પાવર ગમે તેટલા ગ્રેનરેટર દ્વારા સપ્લાય કરી શકાય છે જે high redundancy (વધારે વિશ્વસનીયતા) સક્ષમ કરે છે. 🔋
- Motor drive combination ત્યારે જ ઉર્જા (energy) વાપરે છે જ્યારે ship thrasher સક્રિય રીતે ચાલતું હોય.
- પર્યાવરણને ઓછા બળતણ વપરાશ (lower fuel consumption) અને એક્ઝોસ્ટ ગેસ એમિશન લેવલ (exhaust gas emission levels) થી ફાયદો થાય છે. 🌱
- Electric propulsion એ આગામી તબક્કાના વિકાસ – hydrodization માટે એક સારું પ્લેટફોર્મ છે.
સામાન્ય રીતે શિપને આધુનિક ઇલેક્ટ્રિક પ્રોપલ્ઝન સિસ્ટમ જેમ કે diesel electric, LNG electric અથવા તો fully electric સાથે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે, જેને હાઇબ્રિડ સોલ્યુશનમાં ખૂબ જ સરળતાથી રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.
Generator and motors (જનરેટર અને મોટર્સ) 🔌
ડીઝલ એન્જિન સાથે ચાલતા Marine generator. જનરેટર પાવરનો ઉપયોગ જહાજના વિવિધ હેતુઓ માટે થાય છે જેમ કે લાઈટિંગ, પ્રોપલ્ઝન અને કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ. Generator / motor એ મેઈન એન્જિન અને પ્રોપલ્ઝન શાફ્ટની વચ્ચે સ્થિત હોય છે. AC drive technology પ્રોપલ્ઝન મશીનરીના વિવિધ સ્પીડ પર શ્રેષ્ઠ નિયંત્રણ (optimum control) કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે ઉર્જા બચાવે છે (saves energy). 💡
Super charger (સુપર ચાર્જર) 🏎️💨
Super charging એ એક પ્રક્રિયા છે, જ્યાં દહન (combustion) માટે સિલિન્ડરમાં હવાનો મોટો જથ્થો (great mass of air) દાખલ કરવામાં આવે છે અને પરિણામે વધુ પ્રમાણમાં બળતણ કાર્યક્ષમ રીતે (efficiently) બાળવામાં આવે છે. એન્જિનનું કદ વધાર્યા વિના ઉચ્ચ થર્મલ કાર્યક્ષમતા (higher thermal efficiency) સાથે એન્જિનનું પાવર આઉટપુટ વધે છે. સુપરચાર્જર એન્જિનના ક્રેન્કશાફ્ટ (crankshaft) થી સીધા ગિયર્સ દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. સુપરચાર્જિંગ સિસ્ટમ સામાન્ય રીતે two stroke અને four stroke મરીન એન્જિનમાં વપરાય છે, જ્યાં ઉચ્ચ કોમ્પ્રેસ્ડ એરની (higher compressed air) જરૂર હોય છે.
274 | Automotive: Mechanic Diesel (NSQF – Revised 2022) Related Theory for Exercise 1.11.94-95
SEO Details for WordPress 🔍
SEO Title: Marine Reduction Gears and Electric Propulsion Guide in Gujarati | Mechanic Diesel Theory
SEO Meta Description: Learn about Marine Reduction Gear arrangements, Helical Gears, Marine Electrical Drives, and Superchargers in a simple Gujarati-English mix. Perfect for Mechanic Diesel (NSQF) students.
SEO Keywords (Tags):
- Marine Engineering Gujarati
- Reduction Gear types
- Helical Gear vs Herringbone Gear
- Marine Electrical Drive benefits
- Supercharger working in Gujarati
- Mechanic Diesel NSQF Theory
- Ship Propulsion System
- Diesel Engine Supercharging
- Marine Generator and Motors
- Automotive Mechanic Diesel Notes
Focus Keyphrase: Marine Reduction Gear and Supercharger Gujarati Guide