इंजन क्रैंकशाफ्ट फ्लाईव्हील समूह के घटक
सबसे पहले, क्रैंकशाफ्ट
क्रैंकशाफ्ट इंजन के सबसे महत्वपूर्ण भागों में से एक है, इसका कार्य पिस्टन कनेक्टिंग रॉड समूह से गैस के दबाव को क्रैंकशाफ्ट के टॉर्क और बाहरी आउटपुट में परिवर्तित करना है। इसके अलावा, क्रैंकशाफ्ट का उपयोग इंजन के वाल्व तंत्र और अन्य सहायक उपकरणों (जैसे जनरेटर, पंखे, वाटर पंप, पावर स्टीयरिंग पंप, बैलेंस शाफ्ट तंत्र आदि) को चलाने के लिए भी किया जाता है।
क्रैंकशाफ्ट फ्लाईव्हील समूह: 1- पुली; 2- क्रैंकशाफ्ट टाइमिंग टूथ बेल्ट व्हील; 3- क्रैंकशाफ्ट स्प्रोकेट; 4- क्रैंकशाफ्ट; 5- क्रैंकशाफ्ट मेन बेयरिंग (ऊपर); 6- फ्लाईव्हील; 7- स्पीड सेंसर सिग्नल जनरेटर; 8, 11- थ्रस्ट पैड; 9- क्रैंकशाफ्ट मेन बेयरिंग (नीचे); 10- क्रैंकशाफ्ट मेन बेयरिंग कवर।
जब क्रैंकशाफ्ट काम करता है, तो उसे गैस के दबाव में आवधिक परिवर्तन, प्रत्यावर्ती जड़त्वीय बल और अपकेंद्रीय बल, साथ ही उच्च गति संचालन के दौरान लगने वाले टॉर्क और बेंडिंग मोमेंट को सहन करना पड़ता है, जिससे उसमें आसानी से मुड़ने और विकृति आने की संभावना होती है। इसलिए, क्रैंकशाफ्ट में पर्याप्त मजबूती और कठोरता, अच्छा घिसाव प्रतिरोध और अच्छा संतुलन होना चाहिए। क्रैंकशाफ्ट आमतौर पर मध्यम कार्बन मिश्र धातु इस्पात से बना होता है, और जर्नल की सतह को उच्च आवृत्ति शमन या नाइट्राइडिंग द्वारा उपचारित किया जाता है। शंघाई सैंटाना इंजन का क्रैंकशाफ्ट उच्च गुणवत्ता वाले मध्यम कार्बन इस्पात की डाई फोर्जिंग से बना है। ऑडी जेडब्ल्यू और युचाई वाईसी6105क्यूसी इंजन कम लागत वाले, उच्च शक्ति वाले और अच्छे घिसाव प्रतिरोध वाले दुर्लभ पृथ्वी तन्य लोहे से बने होते हैं।
1. क्रैंकशाफ्ट की संरचना
क्रैंकशाफ्ट में आमतौर पर एक फ्रंट एंड, एक मेन शाफ्ट नेक, एक क्रैंक, एक काउंटरवेट, एक कनेक्टिंग रॉड जर्नल और एक रियर एंड होता है। क्रैंक में एक कनेक्टिंग रॉड जर्नल और इसके बाएँ और दाएँ प्रिंसिपल जर्नल होते हैं। क्रैंकशाफ्ट में क्रैंक की संख्या सिलेंडरों की संख्या और व्यवस्था पर निर्भर करती है। एक सिलेंडर इंजन के क्रैंकशाफ्ट में केवल एक क्रैंक होता है; इन-लाइन इंजन के क्रैंकशाफ्ट में क्रैंक की संख्या सिलेंडरों की संख्या के बराबर होती है; वी-आकार के इंजन के क्रैंकशाफ्ट में क्रैंक की संख्या सिलेंडरों की संख्या की आधी होती है। क्रैंकशाफ्ट के फ्रंट-एंड शाफ्ट में पुली, टाइमिंग गियर आदि लगे होते हैं, जिनका उपयोग वाटर पंप और वाल्व मैकेनिज्म को चलाने के लिए किया जाता है। क्रैंकशाफ्ट का स्पिंडल नेक सिलेंडर बॉडी के मेन बेयरिंग सीट में लगा होता है और क्रैंकशाफ्ट को सहारा देता है। कनेक्टिंग रॉड जर्नल में कनेक्टिंग रॉड लगाई जाती है, और क्रैंक मेन शाफ्ट जर्नल को कनेक्टिंग रॉड जर्नल से जोड़ता है। क्रैंकशाफ्ट के घूमने पर लगने वाले अपकेंद्रीय बल को संतुलित करने के लिए, क्रैंकशाफ्ट पर एक बैलेंस ब्लॉक लगाया जाता है। क्रैंकशाफ्ट के पिछले सिरे पर एक कनेक्टिंग फ्लेंज होता है, जिससे बोल्टों के माध्यम से फ्लाईव्हील को क्रैंकशाफ्ट से जोड़ा जाता है। कनेक्टिंग रॉड जर्नल को चिकनाई देने के लिए, मुख्य शाफ्ट जर्नल से कनेक्टिंग रॉड जर्नल तक एक चिकनाई मार्ग बनाया जाता है। इंटीग्रल क्रैंकशाफ्ट संरचना में सरल, वजन में हल्का और संचालन में विश्वसनीय होता है, और आमतौर पर इसमें प्लेन बेयरिंग का उपयोग किया जाता है, जो मध्यम और छोटे इंजनों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
2. क्रैंक का लेआउट सिद्धांत
क्रैंकशाफ्ट का आकार और प्रत्येक क्रैंक की सापेक्ष स्थिति मुख्य रूप से सिलेंडरों की संख्या, सिलेंडरों की व्यवस्था और प्रत्येक सिलेंडर के कार्य क्रम पर निर्भर करती है। इंजन के कार्य क्रम को व्यवस्थित करते समय, यथासंभव निम्नलिखित नियमों का पालन किया जाना चाहिए:
मुख्य बेयरिंग पर भार कम करने के लिए निरंतर कार्य करने वाले दोनों सिलेंडरों को यथासंभव दूर रखें, और सेवन प्रक्रिया के दौरान एक ही समय में दो जुड़े हुए वाल्वों के खुलने की घटना से बचें, जिससे "एयर ग्रैब" की घटना इंजन की मुद्रास्फीति दक्षता को प्रभावित करती है।
(1) इंजन के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक सिलेंडर का कार्य अंतराल कोण बराबर होना चाहिए। क्रैंकशाफ्ट के उस कोण के भीतर, जिस पर इंजन एक कार्य चक्र पूरा करता है, प्रत्येक सिलेंडर को एक बार कार्य करना चाहिए। सिलेंडर संख्या i वाले चार-स्ट्रोक इंजन के लिए, कार्य अंतराल कोण 720°/i है। अर्थात्, क्रैंकशाफ्ट के प्रत्येक 720°/i कोण पर एक सिलेंडर कार्य करना चाहिए ताकि इंजन सुचारू रूप से चल सके।
(2) यदि यह वी-प्रकार का इंजन है, तो सिलेंडरों के बाएँ और दाएँ स्तंभों को बारी-बारी से काम करना चाहिए।
3. सामान्य बहु-सिलेंडर इंजन क्रैंक व्यवस्था और कार्य क्रम
इन-लाइन चार-स्ट्रोक इंजन के क्रैंकशाफ्ट और क्रैंक की व्यवस्था। इन-लाइन चार-सिलेंडर चार-स्ट्रोक इंजन का कार्य अंतराल कोण 720°/4=180° होता है, चारों क्रैंक एक ही समतल में व्यवस्थित होते हैं, और इंजन का कार्य क्रम (या प्रज्वलन क्रम) 1-3-4-2 या 1-2-4-3 होता है। सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले कार्य चक्र थ्रस्ट उपकरण में घर्षण-रोधी धातु परत वाला एक तरफा अर्ध-वृत्ताकार थ्रस्ट पैड, फ्लेंजिंग वाला क्रैंकशाफ्ट मुख्य बेयरिंग और गोल थ्रस्ट रिंग तीन प्रकार के होते हैं। थ्रस्ट पैड एक अर्ध-वलयाकार स्टील शीट होती है जिसके बाहरी भाग पर घर्षण-रोधी मिश्र धातु की परत होती है, जिसे बॉडी या मुख्य बेयरिंग कवर के खांचे में स्थापित किया जाता है। थ्रस्ट पैड के घूर्णन को रोकने के लिए, थ्रस्ट पैड में खांचे में एक उभरा हुआ भाग होता है। कुछ थ्रस्ट पैड में दो धनात्मक वृत्ताकार सीमाएँ बनाने के लिए 4 टुकड़ों का उपयोग किया जाता है, और कुछ में 2 टुकड़ों की सीमाएँ होती हैं। घर्षण-रोधी धातु वाला भाग क्रैंकशाफ्ट की ओर होना चाहिए।
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