ड्युअल-मास (ड्युअल-मास) फ्लायव्हील - तत्त्व, डिझाइन, मालिका

ड्युअल-मास किंवा ड्युअल-मास फ्लायसाठी अपशब्द शब्दानुसार, ड्युअल-मास फ्लायव्हील नावाचे एक उपकरण आहे. हे उपकरण इंजिनमधून टॉर्क ट्रांसमिशन आणि पुढे वाहनाच्या चाकांपर्यंत प्रसारित करण्यास अनुमती देते. दुहेरी-मास फ्लायव्हीलने बर्याचदा मर्यादित आयुष्यमानामुळे लोकांचे लक्ष वेधले आहे. एक्सचेंज केवळ श्रमसाध्य नाही तर आर्थिक खर्च देखील आवश्यक आहे, कारण वॉलेटमध्ये अनेक शंभर ते हजार युरो असतात. वाहनचालकांमध्ये, आपण अनेकदा दुचाकी गाड्या कशासाठी वापरल्या जातात हा प्रश्न ऐकू शकता, जेव्हा कधी कारमध्ये कोणतीही समस्या नव्हती.

थोडा सिद्धांत आणि इतिहास

परस्परसंवादी अंतर्गत ज्वलन इंजिन एक तुलनेने जटिल मशीन आहे, ज्याचे ऑपरेशन टप्प्यात व्यत्यय आणले जाते. या कारणास्तव, फ्लायव्हील क्रॅन्कशाफ्टशी जोडलेले आहे, ज्याचे कार्य कॉम्प्रेशन स्ट्रोक (नॉन-वर्किंग) दरम्यान निष्क्रिय प्रतिकारांवर मात करण्यासाठी पुरेशी गतीज ऊर्जा जमा करणे आहे. यामुळे, इतर गोष्टींबरोबरच, इंजिनची आवश्यक एकसमानता प्राप्त होते. इंजिनमध्ये जितके जास्त सिलिंडर असतील किंवा मोठे (जड) फ्लायव्हील असेल तितके इंजिन अधिक संतुलित चालते. तथापि, एक जड फ्लायव्हील इंजिनची टिकून राहण्याची क्षमता कमी करते आणि त्वरीत फिरण्याची तयारी कमी करते. ही घटना पाहिली जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, 1,4 टीडीआय किंवा 1,2 एचटीपी इंजिनसह. अधिक शक्तिशाली फ्लायव्हीलसह, हे तीन-सिलेंडर इंजिन हळू चालतात आणि तसेच कमी होतात. या वर्तनाचा तोटा आहे, उदाहरणार्थ, धीमे गियर बदल. फ्लायव्हीलचा आकार सिलेंडर्स (इन-लाइन, फोर्क किंवा बॉक्सर) च्या रचनेमुळे देखील प्रभावित होतो. विरोधी-रोलर विरोध-रोलर इंजिन तत्त्वतः, उदाहरणार्थ, इन-लाइन चार-सिलेंडर इंजिनपेक्षा बरेच संतुलित असते. म्हणून, त्यात तुलना करण्यायोग्य इनलाइन चार-सिलेंडर इंजिनपेक्षा लहान फ्लायव्हील देखील आहे. फ्लायव्हीलचा आकार देखील ज्वलनच्या तत्त्वावर परिणाम करतो, उदाहरणार्थ, आधुनिक डिझेल इंजिनांना जवळजवळ नेहमीच फ्लायव्हीलची आवश्यकता असते. गॅसोलीन समकक्षांच्या तुलनेत, डिझेल इंजिनमध्ये सामान्यत: खूप जास्त कॉम्प्रेशन रेशो असते, ज्याच्या वर ते लक्षणीयरीत्या जास्त काम करतात - फिरत्या फ्लायव्हीलची गतिज ऊर्जा.

फिरत्या फ्लायव्हीलशी संबंधित गतिज ऊर्जा एक खालील सूत्र वापरून मोजली जाते:

Ec = 1/2·जे ω2

(कुठे J रोटेशनच्या अक्षाबद्दल शरीराच्या जडत्वाचा क्षण आहे, ω शरीराच्या रोटेशनचा कोनीय वेग आहे).

शिल्लक शाफ्ट असमान ऑपरेशन दूर करण्यास देखील मदत करतात, परंतु त्यांना चालविण्यासाठी त्यांना विशिष्ट प्रमाणात यांत्रिक कामाची आवश्यकता असते. असमानतेच्या व्यतिरिक्त, चार कालावधींच्या नियतकालिक पुनरावृत्तीमुळे टॉर्सोनल कंपन देखील होते, जे ड्राइव्ह आणि ट्रान्समिशनवर विपरित परिणाम करते. अंतर्गत दहन इंजिनच्या सामान्य जड वस्तुमानात क्रॅंक यंत्रणा (शिल्लक शाफ्ट), फ्लायव्हील आणि क्लचच्या भागांच्या जडत्वमान वस्तुमान असतात. तथापि, शक्तिशाली आणि विशेषतः कमी दंडगोलाकार डिझेल इंजिनच्या बाबतीत अवांछित कंपने दूर करण्यासाठी हे पुरेसे नाही. परिणामी, ट्रान्समिशन आणि संपूर्ण ड्राइव्ह सिस्टम या प्रतिकूल परिणामांपासून संरक्षित असणे आवश्यक आहे, कारण काही वेगाने जास्त अनुनाद येऊ शकतो, परिणामी क्रॅन्कशाफ्ट आणि ट्रान्समिशनवर जास्त ताण पडतो, शरीराची अप्रिय कंपने आणि वाहनांच्या आतील भागातील धूळ. हे खालील आकृतीमध्ये स्पष्टपणे पाहिले जाऊ शकते, जे इंजिनचे कंपन मोठेपणा दर्शवते आणि पारंपारिक आणि दुहेरी-मास फ्लायव्हीलसह प्रसारित करते. इंजिनमधून बाहेर पडताना क्रॅन्कशाफ्टची कंपने आणि ट्रान्समिशनच्या प्रवेशद्वारावरील दोलन व्यावहारिकदृष्ट्या समान मोठेपणा आणि फ्रिक्वेन्सी असतात. ठराविक वेगाने, हे चढउतार ओव्हरलॅप होतात, ज्यामुळे सूचित अनिष्ट जोखीम आणि प्रकटीकरण होते.

हे सामान्य ज्ञान आहे की डिझेल इंजिन गॅसोलीन इंजिनपेक्षा लक्षणीयरीत्या मजबूत असतात, म्हणून त्यांचे भाग जड असतात (क्रॅंक यंत्रणा, कनेक्टिंग रॉड इ.). अशा इंजिनला आकार देणे आणि संतुलित करणे ही खरोखरच एक जटिल समस्या आहे, ज्याच्या निराकरणामध्ये अविभाज्य आणि डेरिव्हेटिव्ह्जची मालिका असते. थोडक्यात, अंतर्गत ज्वलन इंजिन अनेक घटकांनी बनलेले असते, प्रत्येकाचे स्वतःचे वजन आणि कडकपणा असतो, जे एकत्रितपणे टॉर्शन स्प्रिंग्सची प्रणाली तयार करतात. स्प्रिंग्सद्वारे जोडलेली भौतिक शरीराची अशी प्रणाली ऑपरेशन दरम्यान (भाराखाली) वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सींवर दोलायमान होते. दोलन फ्रिक्वेन्सीचा पहिला महत्त्वाचा बँड 2-10 Hz च्या श्रेणीत असतो. ही वारंवारता नैसर्गिक मानली जाऊ शकते आणि एखाद्या व्यक्तीला व्यावहारिकरित्या समजली जात नाही. दुसरा फ्रिक्वेन्सी बँड 40-80 Hz च्या श्रेणीत आहे आणि आम्हाला ही कंपने कंपन म्हणून आणि आवाज एक गर्जना म्हणून समजतो. डिझाइनर्सचे कार्य हे अनुनाद (40-80 हर्ट्झ) दूर करणे आहे, ज्याचा अर्थ असा आहे की एखाद्या व्यक्तीला कमी अप्रिय (सुमारे 10-15 हर्ट्झ) ठिकाणी जाणे.

कारमध्ये अप्रिय कंपने आणि आवाज (सायलेंट ब्लॉक्स, पुलीज, नॉइज इन्सुलेशन) दूर करणार्‍या अनेक यंत्रणा आहेत आणि कोरमध्ये एक क्लासिक पारंपारिक डिस्क घर्षण क्लच आहे. टॉर्क प्रसारित करण्याव्यतिरिक्त, त्याचे कार्य टॉर्सनल कंपनांना ओलसर करणे देखील आहे. त्यात स्प्रिंग्स असतात जे अवांछित कंपन झाल्यास, संकुचित करतात आणि त्यातील बहुतेक ऊर्जा शोषून घेतात. बहुतेक गॅसोलीन इंजिनच्या बाबतीत, एका क्लचची शोषण क्षमता पुरेशी असते. असाच नियम 90 च्या दशकाच्या मध्यापर्यंत डिझेल इंजिनांवर लागू होता, जेव्हा बॉश व्हीपी रोटरी पंपसह पौराणिक 1,9 TDi पारंपारिक क्लच आणि क्लासिक सिंगल-मास फ्लायव्हीलसह पुरेसे होते.

तथापि, कालांतराने, डिझेल इंजिन कमी आणि कमी व्हॉल्यूम (सिलिंडरची संख्या) मुळे अधिकाधिक वीज पुरवू लागले, त्यांच्या ऑपरेशनची संस्कृती समोर आली आणि शेवटच्या परंतु कमीतकमी "सॉ फ्लाईव्हील" वर दबाव "अधिकाधिक कडक पर्यावरण मानके देखील विकसित केली. सर्वसाधारणपणे, टॉरसोनल स्पंदनांचा ओलसरपणा यापुढे शास्त्रीय तंत्रज्ञानाद्वारे प्रदान केला जाऊ शकत नाही आणि म्हणून दोन-मास फ्लायव्हीलची गरज बनली. झेडएमएस (Zweimassenschwungrad) ड्युअल-मास फ्लायव्हील सादर करणारी पहिली कंपनी ल्यूके होती. त्याचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन 1985 मध्ये सुरू झाले आणि जर्मन बीएमडब्ल्यू नवीन उपकरणात स्वारस्य दर्शविणारी पहिली ऑटोमेकर होती. ड्युअल-मास फ्लायव्हीलमध्ये तेव्हापासून अनेक सुधारणा झाल्या आहेत, जेडएफ-सॅक्स प्लॅनेटरी गिअर ट्रेन सध्या सर्वात प्रगत मानली जाते.

ड्युअल मास फ्लायव्हील - डिझाइन आणि कार्य

ड्युअल-मास फ्लायव्हील व्यावहारिकपणे पारंपारिक फ्लायव्हीलसारखे कार्य करते, जे टॉर्शनल कंपनांना ओलसर करण्याचे कार्य देखील करते आणि त्यामुळे मोठ्या प्रमाणात अवांछित कंपन आणि आवाज काढून टाकते. ड्युअल-मास फ्लायव्हील क्लासिकपेक्षा वेगळे आहे कारण त्याचा मुख्य भाग - फ्लायव्हील - लवचिकपणे क्रॅन्कशाफ्टशी जोडलेला आहे. म्हणून, गंभीर टप्प्यात (कंप्रेशनच्या शिखरापर्यंत) ते क्रँकशाफ्टला काही प्रमाणात कमी करण्यास आणि नंतर पुन्हा (विस्ताराच्या वेळी) काही प्रवेग करण्यास अनुमती देते. तथापि, फ्लायव्हीलची गती स्वतःच स्थिर राहते, म्हणून गिअरबॉक्सच्या आउटपुटवरील गती देखील स्थिर आणि कंपनशिवाय राहते. ड्युअल मास फ्लायव्हील आपली गतिज उर्जा रेषीयपणे क्रँकशाफ्टमध्ये हस्तांतरित करते, इंजिनवरच क्रिया करणार्‍या प्रतिक्रिया शक्ती नितळ असतात आणि या शक्तींची शिखरे खूपच कमी असतात, त्यामुळे इंजिन देखील कंपन करते आणि उर्वरित इंजिन कमी हलवते. शरीर मोटारच्या बाजूला प्राथमिक जडत्व आणि गिअरबॉक्सच्या बाजूला दुय्यम जडत्वामध्ये विभाजन केल्याने गिअरबॉक्सच्या फिरणाऱ्या भागांच्या जडत्वाचा क्षण वाढतो. हे रेझोनंट श्रेणीला निष्क्रिय गतीपेक्षा कमी वारंवारता (rpm) श्रेणीत हलवते आणि त्यामुळे इंजिनच्या ऑपरेटिंग गतीच्या श्रेणीबाहेर आहे. अशाप्रकारे, इंजिनद्वारे व्युत्पन्न होणारी टॉर्सनल कंपने ट्रान्समिशनपासून विभक्त होतात आणि ट्रान्समिशनचा आवाज आणि शरीराची गर्जना यापुढे होत नाही. प्राथमिक आणि दुय्यम भाग टॉर्शनल कंपन डँपरने जोडलेले असल्यामुळे, टॉर्शनल सस्पेंशनशिवाय क्लच डिस्क वापरणे शक्य आहे.

ड्युअल-मास फ्लायव्हील तथाकथित शॉक शोषक म्हणून देखील कार्य करते. याचा अर्थ ते गीअर शिफ्ट दरम्यान (जेव्हा इंजिनचा वेग चाकाच्या वेगाशी संतुलित असणे आवश्यक असते) दरम्यान क्लच हिट कमी करण्यास मदत करते आणि सुरळीत सुरू होण्यास मदत करते. तथापि, ड्युअल-मास फ्लायव्हीलमधील लवचिक घटक (स्प्रिंग्स) सतत थकतात आणि फ्लायव्हीलला क्रँकशाफ्टच्या तुलनेत अधिक रुंद आणि सोपे हलवण्याची परवानगी देतात. जेव्हा ते आधीच थकलेले असतात तेव्हा समस्या उद्भवते - ते पूर्णपणे बाहेर काढले जातात. स्प्रिंग्स स्ट्रेच करण्याव्यतिरिक्त, फ्लायव्हील वेअर म्हणजे लॉकिंग पिनवरील छिद्रे बाहेर ढकलणे. अशा प्रकारे, फ्लायव्हील केवळ दोलन (ओसीलेशन) ओलसर करत नाही, तर त्याउलट, ते तयार करते. फ्लायव्हील रोटेशनच्या अत्यंत मर्यादेवरील थांबे दिसू लागतात, बहुतेकदा गीअर्स हलवताना, सुरू करताना, क्लच गुंतलेला किंवा बंद असताना किंवा वेग बदलताना अशा सर्व परिस्थितींमध्ये अडथळे दिसू लागतात. परिधान हे धक्कादायक स्टार्ट-अप, 2000 rpm च्या आसपास जास्त कंपन आणि आवाज किंवा निष्क्रिय असताना जास्त कंपन म्हणून देखील दिसून येईल. सर्वसाधारणपणे, ड्युअल मास फ्लायव्हील्स कमी दंडगोलाकार इंजिनमध्ये (उदा. तीन/चार सिलिंडर) जास्त ताण अनुभवतात जिथे असमानता सहा सिलेंडर इंजिनांपेक्षा खूप जास्त असते.

रचनात्मकदृष्ट्या, ड्युअल-मास फ्लायव्हीलमध्ये प्राथमिक फ्लायव्हील, दुय्यम फ्लायव्हील, अंतर्गत डँपर आणि बाह्य डँपर असतात.

ड्युअल मास फ्लायव्हीलचे आयुष्य कसे प्रभावित / वाढवायचे?

फ्लायव्हीलचे जीवन त्याच्या डिझाइनवर तसेच इंजिनच्या गुणधर्मांद्वारे प्रभावित आहे ज्यामध्ये ते स्थापित केले आहे. त्याच निर्मात्याकडून समान फ्लाईव्हील काही इंजिनवर 300 किमी चालते आणि काहीवर ते फक्त अर्धा भाग घेईल. मूळ हेतू दुहेरी-मास फ्लायव्हील विकसित करण्याचा होता जो संपूर्ण कारच्या समान वयापर्यंत (किमी) टिकेल. दुर्दैवाने, प्रत्यक्षात, फ्लायव्हीलला बर्याचदा क्लच डिस्कच्या आधी, बर्याच वेळा बदलण्याची आवश्यकता असते. इंजिनच्या डिझाइन आणि ड्युअल-मास फ्लायव्हील व्यतिरिक्त, कंडक्टरचा त्याच्या सेवा जीवनावर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. सर्व परिस्थिती एका दिशेने किंवा दुसर्या दिशेने एक धक्का प्रसारित करण्यासाठी त्याचे सेवा आयुष्य कमी करते.

ड्युअल मास फ्लायव्हीलचे आयुष्य वाढवण्यासाठी, वारंवार इंजिन अंडरस्टीयर (विशेषत: 1500 rpm पेक्षा कमी) चालविण्याची शिफारस केली जात नाही, क्लच कठोरपणे दाबा (शक्यतो गीअर्स बदलताना न बदलता), आणि इंजिन खाली न करता (म्हणजे ब्रेक) इंजिन). फक्त वाजवी वेगाने). असे बरेचदा घडते की 80 किमी / तासाच्या वेगाने तुम्ही दुसरा गीअर नाही तर तिसरा किंवा चौथा चालू करता आणि हळूहळू कमी गीअरवर वळता). काही उत्पादक (या प्रकरणात VW) अशी शिफारस करतात की जर कार हलक्या किनाऱ्यावर स्थिर कारसह उभी असेल, तर प्रथम हँडब्रेक लागू करणे आवश्यक आहे आणि नंतर एक गियर (रिव्हर्स किंवा XNUMX वा गीअर) संलग्न करणे आवश्यक आहे. अन्यथा, वाहन थोडेसे पुढे जाईल आणि ड्युअल-मास फ्लायव्हील तथाकथित कायमस्वरूपी व्यस्ततेत जाईल, ज्यामुळे तणाव (स्प्रिंग्सचे ताणणे) होईल. म्हणून, हिल स्पीड न वापरण्याची शिफारस केली जाते, आणि तसे असल्यास, कारला हँडब्रेकने ब्रेक लावल्यानंतरच, जेणेकरून थोडीशी हालचाल होऊ नये आणि त्यानंतरचा दीर्घकालीन भार - ट्रान्समिशन सिस्टम बंद करणे, म्हणजे ड्युअल-मास फ्लायव्हील . क्लच डिस्कच्या तापमानात होणारी वाढ देखील थेट ड्युअल-मास फ्लायव्हीलच्या आयुष्यातील घटशी संबंधित आहे. क्लच जास्त गरम होते, विशेषत: जड ट्रेलर किंवा इतर वाहन टोइंग करताना, ऑफ-रोड चालवताना, इ. इंजिन तुटले तरीही क्लच स्वतःच अनलॉक करेल. हे लक्षात घ्यावे की क्लच डिस्कच्या तेजस्वी उष्णतेमुळे फ्लायव्हीलचे विविध घटक जास्त गरम होतात (विशेषत: जर ते वंगण गळती असेल तर), ज्यामुळे सेवा जीवनावर आणखी नकारात्मक परिणाम होतो.

दुरुस्ती - ड्युअल-मास फ्लायव्हील बदलणे आणि पारंपारिक फ्लायव्हील बदलणे

जास्त जीर्ण झालेले फ्लायव्हील दुरुस्त करण्यासारखे काही नाही. दुरुस्तीमध्ये फ्लायव्हीलला क्लच असेंब्ली (लॅमेली, कॉम्प्रेशन स्प्रिंग, बेअरिंग्ज) सह बदलणे समाविष्ट आहे. संपूर्ण दुरुस्ती खूप कष्टदायक असते (सुमारे 8-10 तास), जेव्हा गिअरबॉक्स आणि कधीकधी इंजिन देखील काढून टाकणे आवश्यक असते. अर्थात, आपण फायनान्सबद्दल विसरू नये, जिथे सर्वात स्वस्त फ्लायव्हील्स सुमारे 400 युरोसाठी विकल्या जातात, सर्वात महाग - 2000 युरोपेक्षा जास्त. अजूनही चांगल्या स्थितीत असलेली क्लच डिस्क का बदलायची? पण फक्त कारण क्लच डिस्कची सर्व्हिसिंग करताना, ती निघून जाण्याआधी फक्त काही काळाची बाब आहे आणि ही वेळखाऊ प्रक्रिया, जी क्लच डिस्कपेक्षा कितीतरी पटीने महाग आहे, त्याची पुनरावृत्ती करावी लागेल. फ्लायव्हील बदलताना, अधिक मैल हाताळू शकणारी अधिक अत्याधुनिक आवृत्ती आहे की नाही हे पाहणे चांगली कल्पना आहे - अर्थातच वाहन निर्मात्याद्वारे समर्थित आणि मंजूर.

बर्‍याचदा आपल्याला दोन-मास फ्लायव्हीलला क्लासिकसह बदलण्याबद्दल माहिती मिळू शकते, ज्यामध्ये टॉर्सियन डँपरसह लॅमेला वापरल्या जातात. आधीच्या लेखांमध्ये आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, ड्युअल-मास फ्लायव्हील, त्याच्या सोयीस्कर कार्यांव्यतिरिक्त, टॉरसोनल कंपन डँपरचे कार्य देखील करते, जे इंजिन (क्रॅन्कशाफ्ट) किंवा गिअरबॉक्सच्या हलत्या भागांच्या स्थितीवर नकारात्मक परिणाम करते. ठराविक प्रमाणात, कंपन ओलसर करणे देखील स्प्रंग प्लेटद्वारेच काढून टाकले जाऊ शकते, परंतु ते अधिक शक्तिशाली आणि जटिल ड्युअल-मास फ्लायव्हील सारखे कार्यप्रदर्शन देऊ शकत नाही. शिवाय, जर ते इतके सोपे असते, तर कार उत्पादक आणि त्यांचे आर्थिक मालक, जे सतत खर्च कमी करण्यासाठी सतत काम करत असतात, त्याचा बराच काळ सराव केला असता. म्हणूनच, साधारणपणे ड्युअल मास फ्लायव्हीलला एकाच मास फ्लायव्हीलने बदलण्याची शिफारस केलेली नाही.

थकलेल्या फ्लायव्हीलची जागा कमी लेखू नका

जास्त थकलेला फ्लायव्हील बदलणे पुढे ढकलण्याची जोरदार शिफारस केलेली नाही. वरील प्रकटीकरणाव्यतिरिक्त, फ्लायव्हीलच्या कोणत्याही भागाला सैल (वेगळे) होण्याचा धोका आहे. फ्लायव्हील स्वतः नष्ट करण्याव्यतिरिक्त, इंजिन किंवा ट्रान्समिशन देखील घातक नुकसान होऊ शकते. जास्त फ्लायव्हील परिधान देखील इंजिन स्पीड सेन्सरच्या योग्य ऑपरेशनवर परिणाम करते. जसजसे स्प्रिंग घटक हळूहळू संपत जातात, दोन फ्लायव्हील भाग नियंत्रण युनिटमध्ये सेट केलेल्या सहनशीलतेच्या बाहेर पडत नाहीत तोपर्यंत अधिकाधिक विचलित होतात. कधीकधी यामुळे त्रुटी संदेश जातो आणि कधीकधी, उलट, नियंत्रण युनिट चुकीच्या डेटाच्या आधारावर इंजिनशी जुळवून घेण्याचा आणि नियंत्रित करण्याचा प्रयत्न करते. यामुळे खराब कामगिरी होते आणि सर्वात वाईट परिस्थितीत, स्टार्ट-अप समस्या. ही समस्या विशेषतः जुन्या इंजिनमध्ये सामान्य आहे जिथे क्रॅन्कशाफ्ट सेन्सर ड्युअल-मास फ्लायव्हीलच्या आउटपुट बाजूला हालचाल ओळखतो. उत्पादकांनी सेन्सरचे माउंटिंग बदलून ही समस्या दूर केली आहे, म्हणून नवीन इंजिनमध्ये ते फ्लायव्हील इनलेटमध्ये क्रॅन्कशाफ्ट गती शोधते.