Flywheel क्या होता है ? Flywheel काम कैसे करता है ? Flywheel कितने प्रकार के होते है ?

आपने कभी न कभी फ्लाई व्हील (Flywheel) का नाम तो अवश्य ही सुना होगा। automobiletext.com के इस पोस्ट में हम फ्लाई व्हील के बारे में विस्तार से जानने की कोशिश करेंगे। हम जानेंगे कि फ्लाई क्या होता है? इसके प्रमुख भाग कौन कौन से होते है? यह कितने प्रकार का होता है? इसकी कार्य प्रणाली क्या है? इत्यादि।

फ्लाईव्हील इंटरनल कम्बसन इंजन का प्रमुख कॉम्पोनेन्ट होता है। इसके बिना किसी भी प्रकार के  इंजन की कल्पना भी नही की जा सकती है। फ्लाईव्हील (Flywheel) को हिंदी में  गतिपालक या गतिचक्र कहा जाता है।

आई०सी० इंजन (I.C Engine) के संदर्भ में,  एक फ्लाई व्हील (Flywheel) सामान्य तौर पर स्टील से बना एक वजनी (Heavy) व्हील होता है जो इंजन के क्रैन्कशाफ्ट के रियर एन्ड पर फ्लाई व्हील बोल्ट के द्वारा माउंटेड होता है। किसी इंटरनल कम्बसन इंजन में लगे फ्लाई व्हील का साइज इस बात पर निर्भर करता है कि इंजन का कंस्ट्रक्सन कैसा है और इसमें कुल कितने सिलिंडर है। सामान्यतः एक 4 सिलिंडर इंजन में लगे फ्लाई व्हील का वजन और साइज, एक सिंगल सिलिंडर इंजन के फ्लाई व्हील से ज्यादा होता है। परंतु हमेशा यह सत्य नही होता है।

फ्लाई व्हील की परिभाषा 

Definition of Flywheel

FLYWHEEL ( फ्लाई व्हील )

A flywheel is a heavy mechanical device or wheel attached to the rear end of the crankshaft. Which store and deliver the  kinetic energy to the engine or machine.

फ्लाईव्हील स्टील या आयरन एलॉय से बना एक वजनी मैकेनिकल डिवाइस या व्हील होता है जो एक घूर्णनशील शाफ़्ट पर लगा होता है जो मशीन या इंजन से प्राप्त होने वाले काइनेटिक एनर्जी को अपने अंदर एकत्रित करता है और आवश्यकता अनुसार इंजन को जरूरत पड़ने पर सप्लाई करता है।

फ्लाई व्हील की बनावट

Design of Flywheel

फ्लाई व्हील (Flywheel) की बनावट वृताकार होती है। इसके पिछले किनारों का व्यास (Diameter) आगे के किनारों से ज्यादा होता है। पिछले बाहरी किनारों पर प्रेस फिटेड गियर रिंग लगे होते है जिससे स्टार्टर मोटर का पिनियन मैश होता है। इसके सेन्टर में बोल्ट डालने के लिए जगह बनी होती है जिसके द्वारा इसे क्रैन्कशाफ्ट एन्ड से जोड़ा जा सकता है। इसकी क्लच मैकेनिज़्म की तरफ वाली साथ क्लच प्लेट के अनुसार बनी होती है ताकि यह क्लच प्लेट के साथ अच्छे से जुड़ सके। फ्लाई व्हील की निर्माण प्रक्रिया के इसके बैलेंसिंग का खासा ध्यान रखा जाता है। एक अनबैलेंस्ड (Unbalanced) फ्लाई व्हील के कारण इंजन में मेंन जर्नल बेअरिंग, क्रैन्कशाफ्ट तथा क्लच मैकेनिज़्म का फेलियर हो सकता है। 

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फ्लाई व्हील की कार्य प्रणाली

Function of Flywheel

हम सब यह जानते है कि, किसी भी आई०सी० इंजन से उत्पन्न होने वाले पावर का सप्लाई क्रैन्कशाफ्ट तक स्मूथ नही होता है। बिना फ्लाई व्हील के इंजन का चाल (Running) बहुत ही झटकेदार (Jerky) होता है। यद्द्पि मल्टी सिलिंडर इंजन में पैदा हुए पावर का इम्पल्स (आवेग) एक दूसरे को ओवरलैप करते है ताकि पावर का फ्लो एक समान रह सके और पावर इम्पल्स से होने वाले जर्क को कम किया जा सके। परंतु, इसके बावजूद भी इंजन के पावर फ्लो को और स्मूथ करने और इंजन जर्क को कम करने की आवश्यकता पड़ती है। जिसके लिए क्रैन्कशाफ्ट के साथ एक अच्छे फ्लाई व्हील को जोड़ने की आवश्यकता पड़ती है। 

फ्लाई व्हील के कार्य प्रणाली (Function) को और अच्छे से समझने के लिए हम उदाहरण के लिए फोर स्ट्रोक सिंगल सिलिंडर इंजन को ले लेते है। हम सब यह भलीभाँति जानते है कि एक फोर स्ट्रोक इंजन में पावर स्ट्रोक को छोड़कर बाकी के तीनों स्ट्रोक डेड स्टॉक होते है। अर्थात सक्शन, कम्प्रेशन और एग्जॉस्ट स्ट्रोक के दौरान इंजन कोई पावर प्रोड्यूस नहीं करता है।

जब इंजन में पावर स्टॉक होता है उस समय क्रैन्कशाफ्ट का स्पीड स्वतः ही बढ़ जाता है लेकिन बाकी के सभी स्ट्रोक में क्रैन्कशाफ्ट का स्पीड कम हो जाता है। इसी समय क्रैन्कशाफ्ट से जुड़ा फ्लाईव्हील अपने मोमेंट ऑफ एनर्सिया के कारण क्रैन्कशाफ्ट के स्पीड को कांस्टेंट रखता है। 

जब पावर स्ट्रोक के दौरान इंजन ज्यादा पावर प्रोड्यूस करता है तब उस समय क्रैन्कशाफ्ट से जुड़ा फ्लाई व्हील रोटेशनल पावर को काइनेटिक एनर्जी के फॉर्म में अपने अंदर स्टोर कर लेता है। इससे क्रैन्कशाफ्ट का स्पीड पावर ऑब्सर्वशन के कारण स्लो हो जाता है। फिर इसके बाद, बाकी के तीनों डेड स्ट्रोक में जब इंजन को स्पीड की जरूरत होती है तब फ्लाई व्हील अपने अंदर स्टोर एनर्जी को क्रैन्कशाफ्ट को सप्लाई करता है।

दूसरे शब्दों में हम यह कह सकते है कि पावर स्ट्रोक के दौरान फ्लाई व्हील क्रैन्कशाफ्ट के स्पीड का प्रतिरोध (Resist) करता है और डेड स्ट्रोक के दौरान क्रैन्कशाफ्ट के स्पीड का समर्थन (Support) करता है। इस प्रकार सभी परिस्थितियों में फ्लाई व्हील इंजन के स्पीड को एक समान (Constant) रखता है।

फ्लाई व्हील का यह फंक्शन सफल हो पाता है मोमेंट ऑफ इनर्सिया (Moment of Inertia) के कारण।

दूसरी तरफ फ्लाई व्हील क्लच मैकेनिज़्म का भी भाग होता है। फ्लाई व्हील के बाहरी किनारे पर प्रेस फिटेड गियर रिंग भी लगे होते है। जिसके टीथ स्टार्टर मोटर पिनियन गियर के साथ मेश होकर इंजन को क्रैंक करने या स्टार्ट करने में सहायक होते है।

इस तरह फ्लाई व्हील के फंक्शन को निम्नलिखित प्रकार से सारांशित किया जा सकता है -

• फ्लाई व्हील इंजन के स्पीड को कांस्टेंट और स्मूथ बनाता है।

• यह पावर इम्पल्स से उत्पन्न होने वाले जर्क को कम करता है।

• यह इंजन एनर्जी को स्टोर करता है और प्रिपरेटरी स्टॉक अथवा डेड स्ट्रोक के दौरान इंजन को स्टोर किए गए पावर का सप्लाई करता है।

• यह इंजन को स्टार्ट करने में भी मदद करता है।

• यह एक तरफ से क्लच मैकेनिज़्म से जुड़ कर इंजन पावर को गियर बॉक्स तक पहुँचाने का भी कार्य करता है।

Flywheel Position In Diesel Engine

फ्लाई व्हील के प्रकार 

Types of Flywheel

फ्लाई व्हील को निम्न प्रकार से वर्गीकृत किया जा सकता है -

1. रिम टाइप फ्लाई व्हील (Rim Type Flywheel)

2. रिम एंड स्पोक टाइप फ्लाई व्हील (Rim and spoke type flywheel)

3. सॉलिड डिस्क टाइप फ्लाई व्हील (Solid disc type Flywheel)

रिम टाइप फ्लाई व्हील - का प्रयोग लो स्पीड मशीन में किया जाता है। जैसे कि - भाप इंजन इत्यादि। रिम टाइप फ्लाई व्हील के लिए मोमेंट ऑफ इनर्सिया (Moment of Inertia) को निम्न फॉर्मूले से दिया जाता है - I = (MR2)/2

जहाँ,

I = Moment of inertia

M= Mass of Flywheel

R= Radius of Flywheel होता है।

इंटरनेशनल सिस्टम में , "M" को किलोग्राम में, "R" को मीटर में मापा जाता है। इस प्रकार SI system के अनुसार "I" (Moment of inertia) का unit "Kilogram-metre square" होता है।

रिम एंड स्पोक टाइप फ्लाई व्हील - इस प्रकार के फ्लाई व्हील का प्रयोग मीडियम स्पीड के मशीन में किया जाता है। इसकी बनावट में इसके केंद्र से परिधि तक स्पोक बने होते है। स्पोक की मोटाई से इसकी मजबूती का निर्धारण होता है।

सॉलिड डिस्क टाइप फ्लाई व्हील - इस प्रकार के फ्लाई व्हील का प्रयोग हाई स्पीड मशीन में किया जाता है। सॉलिड डिस्क टाइप फ्लाई व्हील के लिए मोमेंट ऑफ इनर्सिया (Moment of Inertia) को निम्न फॉर्मूले से दिया जाता है - I = MR2

जहाँ,

I = Moment of inertia

M= Mass of Flywheel

R= Radius of Flywheel होता है।

इंटरनेशनल सिस्टम में , "M" को किलोग्राम में, "R" को मीटर में मापा जाता है। इस प्रकार SI system के अनुसार "I" (Moment of inertia) का unit "Kilogram-meter square" होता है।

फ्लाई व्हील का प्रयोग 

Uses of flywheel

Flywheel of Diesel Engine

फ्लाई व्हील का प्रयोग प्रमुखता के साथ निम्नलिखित मशीन में किया जाता है -

• इंटरनल कम्बसन इंजन

• स्टीम इंजन

• डीजल जनरेटर

• ग्राइंडिंग मशीन

• पंचिंग मशीन

• सिलाई मशीन

• थ्रेसर मशीन

• शुगरकैन मशीन

• डीजल वाटर पंप सेट

फ्लाई व्हील के फायदे और नुकसान 

(Advantage & Disadvantage of Flywheel)

फायदें (Advantage)

• फ्लाई व्हील का ओवर ऑल कॉस्ट कम होता है।

• चूंकि इनकी बनावट बहुत ही सरल होती है इसलिए इनकी कार्य अवधि अथवा जीवन काल लंबा होता है।

• इस प्रकार के अन्य डिवाइस की तुलना में इनका एनर्जी स्टोरेज कैपेसिटी काफी अच्छी होती है।

• सामान्य डिज़ाइन होने के कारण इनका रख-रखाव भी काफी आसान और कम खर्चीला होता है।

• इनका प्रयोग सुरक्षित, विश्वसनीय और एनर्जी एफिशिएंट होता है।

• सरल बनावट और उच्च कार्य क्षमता के कारण इनका प्रयोग बहुत ही आसान होता है।

नुकसान (Disadvantage)

• फ्लाई व्हील को प्रयोग करने के लिए बहुत ज्यादा जगह की जरूरत होती है।

• बड़े आकार और अधिक वजन के कारण इनका प्रयोग बहुत ही सजगता और सावधानी के साथ करना पड़ता है।

• इनकी निर्माण प्रक्रिया बहुत ही खर्चीली होती है।

• इनका एक जगह से दूसरे जगह तक परिवहन एक कठिन कार्य है।

FAQ About Flywheel 

What is the definition of Flywheel?

A flywheel is a weighted mechanical device or wheel made of steel or iron alloy mounted on a rotating shaft that stores the kinetic energy derived from a machine or engine and supplies it to the engine as and when required.

What is the function of a flywheel?

The main function of the flywheel is to store the power coming from the engine or machine in the form of kinetic energy and supply it to the engine or machine as required. Apart from this, its main functions are to reduce engine jerk, to supply power to the engine clutch, to help in starting the engine etc.

How many types of flywheel are there?

Fly wheels are mainly of the following types –

1. Rim Type Flywheel

2. Rim and spoke type flywheel

3. Solid disc type Flywheel

Why is the flywheel called a "flywheel"?

Before the use of the flywheel, some older mechanical devices used two arms and two balls in place of the flywheel. Both the arms were connected in a straight line to the same center and two weight balls were attached to its ends. Which used to rotate and store the power of the machine in the form of kinetic energy. These balls were called "fly-balls" or just "fly".

Later, with the use of wheels in place of balls, their name became flywheels.

Are there flywheels in the gearbox?

The flywheel is usually not mounted in the gearbox, it is mounted between the engine and the clutch mechanism. The flywheel has gear teeth that engage with the pinion of the starter motor to start the engine.

Is the flywheel a disc or a ring?

Flywheel is not a ring but a solid disc shaped object. Which stores the extra energy coming from the machine in the form of kinetic energy and provides jerk free, smooth and constant speed to the machine.

What are the advantages of flywheel?

Following are the advantages of flywheel

1. The overall cost of flywheel is less.

2. Since their structure is very simple, their working period or life span is long.

3. Compared to other devices of this type, their energy storage capacity is very good.

4. Due to the simple design, their maintenance is also very easy and less expensive.

5. Their use is safe, reliable and energy efficient.

6. Due to their simple structure and high working efficiency, they are very easy to use.

What are the disadvantages of flywheel?

Following are the disadvantages of flywheel....

1. Flywheel requires a lot of space to use.

2. Due to their large size and heavy weight, they have to be used with great care and caution.

3. Their manufacturing process is very expensive.

4. Their transportation from one place to another is a difficult task.

Is flywheel used in petrol engines ?

Yes, flywheels are  also used in petrol engines or gasoline engines. But in comparison to the flywheel of a diesel engine, their size is small and their weight is also less.

Who invented the modern flywheel?

In fact, the wheel (Fly) has been used in the manufacture of pottery in China and Mesopotamia since 6000 BC. But the credit for the invention of the modern flywheel goes to the 18th century Scottish engineer James Watt. James Watt used it to reduce the jerk produced by a steam engine piston.

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निष्कर्ष (Conclusion) :- आपने इस पोस्ट के माध्यम से यह जाना कि - फ्लाई व्हील क्या होता है ? यह फंक्शन कैसे करता है ? इसका डिज़ाइन कैसा होता है ? फ्लाई व्हील का मोमेंट ऑफ़ इनर्शिया कैसे निकालते है ? फ्लाई व्हील का प्रयोग किन-किन मशीनों में किया जाता हैं।? फ्लाई व्हील के एडवांटेज और डिसएडवांटेज क्या क्या है इत्यादि।

उम्मीद है कि यह आर्टिकल आपके लिए उपयोगी है। आप अपने प्रश्न और सुझाव कमेंट कर के पूछ सकते हैं।