इंजिनची गॅस वितरण यंत्रणा, डिझाइन आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत

गॅस डिस्ट्रिब्युशन मेकॅनिझम (GRM) हा भाग आणि असेंब्लीचा एक संच आहे जो इंजिनचे सेवन आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह वेळेत उघडतो आणि बंद करतो. गॅस वितरण यंत्रणेचे मुख्य कार्य म्हणजे ज्वलन कक्षाला हवा-इंधन किंवा इंधन (इंजिनच्या प्रकारानुसार) वेळेवर पुरवठा करणे आणि एक्झॉस्ट गॅसेस सोडणे. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, यंत्रणांचे संपूर्ण कॉम्प्लेक्स सहजतेने कार्य करते, त्यापैकी काही इलेक्ट्रॉनिक पद्धतीने नियंत्रित केली जातात.

वेळ कशी आहे

आधुनिक इंजिनमध्ये, गॅस वितरण यंत्रणा इंजिन सिलेंडरच्या डोक्यात असते. यात खालील मुख्य घटकांचा समावेश आहे:

• कॅमशाफ्ट. हे जटिल डिझाइनचे उत्पादन आहे, टिकाऊ स्टील किंवा उच्च परिशुद्धतेसह कास्ट आयरन बनलेले आहे. वेळेच्या डिझाइनवर अवलंबून, कॅमशाफ्ट सिलेंडरच्या डोक्यावर किंवा क्रॅंककेसमध्ये स्थापित केले जाऊ शकते (सध्या ही व्यवस्था वापरली जात नाही). वाल्व्हचे अनुक्रमिक उघडणे आणि बंद करणे यासाठी जबाबदार हा मुख्य भाग आहे.

शाफ्टमध्ये बेअरिंग जर्नल्स आणि कॅम असतात जे व्हॉल्व्ह स्टेम किंवा रॉकरला धक्का देतात. कॅमच्या आकारात कठोरपणे परिभाषित भूमिती असते, कारण वाल्व उघडण्याचा कालावधी आणि डिग्री यावर अवलंबून असते. याव्यतिरिक्त, सिलेंडर्सचे वैकल्पिक ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी कॅम वेगवेगळ्या दिशानिर्देशांमध्ये डिझाइन केले आहेत.

• ड्राइव्ह. क्रँकशाफ्टमधून टॉर्क ड्राइव्हद्वारे कॅमशाफ्टमध्ये प्रसारित केला जातो. डिझाइन सोल्यूशनवर अवलंबून ड्राइव्ह भिन्न आहे. क्रँकशाफ्ट गियर कॅमशाफ्ट गियरच्या अर्ध्या आकाराचे आहे. अशा प्रकारे, क्रँकशाफ्ट दुप्पट वेगाने फिरते. ड्राइव्हच्या प्रकारावर अवलंबून, यात समाविष्ट आहे:

1. साखळी किंवा बेल्ट;
2. शाफ्ट गियर्स;
3. टेंशनर (टेन्शन रोलर);
4. डँपर आणि जोडा.

• सेवन आणि एक्झॉस्ट वाल्व्ह. ते सिलेंडरच्या डोक्यावर स्थित असतात आणि एका टोकाला सपाट डोके असलेल्या रॉड असतात, ज्याला पॉपपेट म्हणतात. इनलेट आणि आउटलेट वाल्व डिझाइनमध्ये भिन्न आहेत. इनलेट एका तुकड्यात बनवले जाते. सिलिंडरला ताज्या चार्जसह अधिक चांगल्या प्रकारे भरण्यासाठी यात एक मोठी प्लेट देखील आहे. आउटलेट सामान्यत: उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलचे बनलेले असते आणि चांगले थंड होण्यासाठी एक पोकळ स्टेम असते, कारण ते ऑपरेशन दरम्यान उच्च तापमानाच्या संपर्कात असते. पोकळीच्या आत एक सोडियम फिलर आहे जो सहजपणे वितळतो आणि प्लेटमधून रॉडपर्यंत काही उष्णता काढून टाकतो.

सिलेंडर हेडमधील छिद्रांमध्ये अधिक घट्ट बसण्यासाठी वाल्व हेड्स बेव्हल केले जातात. या जागेला खोगीर म्हणतात. वाल्व स्वतः व्यतिरिक्त, त्यांचे योग्य ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी यंत्रणेमध्ये अतिरिक्त घटक प्रदान केले जातात:

1. झरे. दाबल्यानंतर वाल्व त्यांच्या मूळ स्थितीत परत या.
2. वाल्व स्टेम सील. हे विशेष सील आहेत जे वाल्वच्या स्टेमसह ज्वलन कक्षात तेल प्रवेश करण्यापासून प्रतिबंधित करतात.
3. मार्गदर्शक बुशिंग. सिलेंडर हेड हाऊसिंगमध्ये स्थापित केले जाते आणि अचूक वाल्व हालचाल प्रदान करते.
4. रस्क. त्यांच्या मदतीने, वाल्व्ह स्टेमला एक स्प्रिंग जोडलेले आहे.

• पुशर्स. पुशर्सद्वारे, शक्ती कॅमशाफ्ट कॅमपासून रॉडवर प्रसारित केली जाते. उच्च ताकदीच्या स्टीलपासून बनविलेले. ते वेगवेगळ्या प्रकारचे आहेत:

1. यांत्रिक - चष्मा;
2. रोलर;
3. हायड्रॉलिक भरपाई देणारे.

यांत्रिक पुशर्स आणि कॅमशाफ्ट लोबमधील थर्मल अंतर व्यक्तिचलितपणे समायोजित केले जाते. हायड्रोलिक कम्पेन्सेटर किंवा हायड्रॉलिक टॅपेट्स आपोआप आवश्यक क्लीयरन्स राखतात आणि समायोजन आवश्यक नसते.

• रॉकर आर्म किंवा लीव्हर्स. एक साधा रॉकर हा दोन हातांचा लीव्हर आहे जो रॉकिंग हालचाली करतो. वेगवेगळ्या लेआउटमध्ये, रॉकर हात वेगळ्या पद्धतीने कार्य करू शकतात.
• व्हेरिएबल वाल्व्ह टाइमिंग सिस्टम. ही प्रणाली सर्व इंजिनांवर स्थापित केलेली नाही. डिव्हाइस आणि CVVT च्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाबद्दल अधिक तपशील आमच्या वेबसाइटवरील एका स्वतंत्र लेखात आढळू शकतात.

वेळेचे वर्णन

गॅस वितरण यंत्रणेचे ऑपरेशन इंजिनच्या ऑपरेटिंग सायकलपासून स्वतंत्रपणे विचार करणे कठीण आहे. ठराविक कालावधीसाठी वेळेत वाल्व उघडणे आणि बंद करणे हे त्याचे मुख्य कार्य आहे. म्हणून, सेवन स्ट्रोकवर, सेवन उघडते आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोकवर, एक्झॉस्ट उघडते. म्हणजेच, खरं तर, यंत्रणेने गणना केलेल्या वाल्व वेळेची अंमलबजावणी करणे आवश्यक आहे.

तांत्रिकदृष्ट्या हे असे होते:

1. क्रँकशाफ्ट ड्राइव्हद्वारे कॅमशाफ्टमध्ये टॉर्क प्रसारित करते.
2. कॅमशाफ्ट कॅम पुशर किंवा रॉकरवर दाबतो.
3. व्हॉल्व्ह दहन कक्षाच्या आत फिरतो, ज्यामुळे ताजे चार्ज किंवा एक्झॉस्ट गॅसमध्ये प्रवेश होतो.
4. कॅमने क्रियेचा सक्रिय टप्पा पार केल्यानंतर, झडप स्प्रिंगच्या कृती अंतर्गत त्याच्या जागी परत येतो.

हे देखील लक्षात घेतले पाहिजे की संपूर्ण कार्य चक्रासाठी, कॅमशाफ्ट 2 आवर्तने करतो, प्रत्येक सिलेंडरवरील वाल्व वैकल्पिकरित्या उघडतो, ज्या क्रमाने ते कार्य करतात त्यानुसार. म्हणजेच, उदाहरणार्थ, 1-3-4-2 ऑपरेशन स्कीमसह, पहिल्या सिलेंडरवरील इनटेक व्हॉल्व्ह आणि चौथ्यावरील एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह एकाच वेळी उघडतील. दुस-या आणि तिस-या वाल्व्हमध्ये बंद केले जातील.

गॅस वितरण यंत्रणेचे प्रकार

इंजिनमध्ये वेगवेगळ्या वेळेच्या योजना असू शकतात. खालील वर्गीकरणाचा विचार करा.

कॅमशाफ्ट स्थितीनुसार

कॅमशाफ्ट स्थितीचे दोन प्रकार आहेत:

• तळाशी;
• शीर्ष

खालच्या स्थितीत, कॅमशाफ्ट क्रॅन्कशाफ्टच्या पुढे सिलेंडर ब्लॉकवर स्थित आहे. पुशर्सद्वारे कॅम्सचा प्रभाव विशेष रॉड वापरुन रॉकर आर्म्समध्ये प्रसारित केला जातो. हे लांब दांडके आहेत जे तळाशी असलेल्या पुशरोड्सना शीर्षस्थानी रॉकर आर्म्सशी जोडतात. खालचे स्थान सर्वात यशस्वी मानले जात नाही, परंतु त्याचे फायदे आहेत. विशेषतः, कॅमशाफ्ट आणि क्रॅंकशाफ्ट दरम्यान अधिक विश्वासार्ह कनेक्शन. आधुनिक इंजिनमध्ये या प्रकारचे उपकरण वापरले जात नाही.

वरच्या स्थितीत, कॅमशाफ्ट सिलेंडरच्या डोक्यावर, वाल्वच्या अगदी वर आहे. या स्थितीत, वाल्व्हवर प्रभाव टाकण्यासाठी अनेक पर्याय लागू केले जाऊ शकतात: रॉकर पुशर्स किंवा लीव्हर वापरणे. हे डिझाइन सोपे, अधिक विश्वासार्ह आणि अधिक संक्षिप्त आहे. कॅमशाफ्टची वरची स्थिती अधिक सामान्य झाली आहे.

कॅमशाफ्टच्या संख्येनुसार

इन-लाइन इंजिन एक किंवा दोन कॅमशाफ्टसह सुसज्ज असू शकतात. एकाच कॅमशाफ्टसह इंजिन संक्षेपाने नियुक्त केले जातात एसओएचसी(सिंगल ओव्हरहेड कॅमशाफ्ट), आणि दोन सह - डीओएचसी(डबल ओव्हरहेड कॅमशाफ्ट). एक शाफ्ट इनटेक वाल्व्ह उघडण्यासाठी आणि दुसरा एक्झॉस्टसाठी जबाबदार आहे. व्ही-इंजिन चार कॅमशाफ्ट वापरतात, प्रत्येक सिलेंडरसाठी दोन.

वाल्वच्या संख्येनुसार

कॅमशाफ्टचा आकार आणि कॅमची संख्या प्रति सिलेंडरच्या वाल्वच्या संख्येवर अवलंबून असेल. दोन, तीन, चार किंवा पाच वाल्व्ह असू शकतात.

सर्वात सोपा पर्याय दोन वाल्वसह आहे: एक सेवन करण्यासाठी, दुसरा एक्झॉस्टसाठी. तीन-वाल्व्ह इंजिनमध्ये दोन सेवन आणि एक एक्झॉस्ट वाल्व्ह असतात. चार वाल्व्हसह आवृत्तीमध्ये: दोन सेवन आणि दोन एक्झॉस्ट. पाच वाल्व्ह: तीन सेवनासाठी आणि दोन बाहेर काढण्यासाठी. जितके जास्त इनटेक व्हॉल्व्ह, तितके जास्त वायु-इंधन मिश्रण ज्वलन कक्षात प्रवेश करते. त्यानुसार, इंजिनची शक्ती आणि गतिशीलता वाढविली जाते. पाच पेक्षा जास्त बनवण्यासाठी दहन कक्ष आणि कॅमशाफ्टच्या आकारास अनुमती देणार नाही. प्रति सिलेंडर सर्वाधिक वापरलेले चार वाल्व्ह.

ड्राइव्ह प्रकार

कॅमशाफ्ट ड्राइव्हचे तीन प्रकार आहेत:

1. गियर. जर कॅमशाफ्ट सिलेंडर ब्लॉकच्या खालच्या स्थितीत असेल तरच हा ड्राइव्ह पर्याय शक्य आहे. क्रँकशाफ्ट आणि कॅमशाफ्ट गीअर्सद्वारे चालवले जातात. अशा युनिटचा मुख्य फायदा म्हणजे विश्वसनीयता. जेव्हा कॅमशाफ्ट सिलेंडर हेडमध्ये वरच्या स्थानावर असतो तेव्हा चेन आणि बेल्ट ड्राइव्ह दोन्ही वापरले जातात.
2. साखळी. हा ड्राइव्ह अधिक विश्वासार्ह मानला जातो. परंतु साखळीचा वापर करण्यासाठी विशेष अटी आवश्यक आहेत. कंपन कमी करण्यासाठी, डॅम्पर्स स्थापित केले जातात आणि साखळी तणाव टेंशनर्सद्वारे नियंत्रित केला जातो. शाफ्टच्या संख्येनुसार अनेक साखळ्या वापरल्या जाऊ शकतात.
   

   साखळी संसाधन सरासरी 150-200 हजार किलोमीटरसाठी पुरेसे आहे.

   चेन ड्राईव्हची मुख्य समस्या म्हणजे टेंशनर्स, डॅम्पर्स किंवा साखळीतील ब्रेकची खराबी मानली जाते. अपर्याप्त तणावासह, ऑपरेशन दरम्यान साखळी दात दरम्यान घसरते, ज्यामुळे वाल्व वेळेचे उल्लंघन होते.

   साखळी तणाव स्वयंचलितपणे समायोजित करण्यास मदत करते हायड्रॉलिक टेंशनर. हे पिस्टन आहेत जे तथाकथित शूवर दाबतात. शूज थेट साखळीशी जोडलेले आहे. हा एक विशेष कोटिंग असलेला एक तुकडा आहे, जो चाप मध्ये वळलेला आहे. हायड्रॉलिक टेंशनरच्या आत एक प्लंगर, एक स्प्रिंग आणि तेलासाठी कार्यरत पोकळी आहे. तेल टेंशनरमध्ये प्रवेश करते आणि सिलेंडरला योग्य पातळीवर ढकलते. व्हॉल्व्ह ऑइल पॅसेज बंद करतो आणि पिस्टन नेहमीच योग्य साखळी तणाव राखतो. टायमिंग बेल्टमधील हायड्रोलिक कम्पेन्सेटर समान तत्त्वावर कार्य करतात. चेन डँपर बुटाने ओलसर न झालेली अवशिष्ट कंपन शोषून घेतो. हे चेन ड्राइव्हच्या अचूक आणि अचूक ऑपरेशनची हमी देते.

   सर्वात मोठी समस्या ओपन सर्किटमधून येऊ शकते.

   कॅमशाफ्ट फिरणे थांबवते, परंतु क्रँकशाफ्ट फिरणे आणि पिस्टन हलविणे सुरू ठेवते. पिस्टनचे तळ वाल्व डिस्क्सपर्यंत पोहोचतात, ज्यामुळे ते विकृत होतात. सर्वात गंभीर प्रकरणांमध्ये, सिलेंडर ब्लॉक देखील खराब होऊ शकतो. हे होण्यापासून रोखण्यासाठी, कधीकधी दुहेरी-पंक्ती साखळ्या वापरल्या जातात. एक तुटला तर दुसरा काम करत राहतो. ड्रायव्हर परिणामांशिवाय परिस्थिती सुधारण्यास सक्षम असेल.

3. पट्टा.बेल्ट ड्राइव्हला चेन ड्राइव्हच्या विपरीत, स्नेहन आवश्यक नसते.
   

   बेल्टचे स्त्रोत देखील मर्यादित आहेत आणि सरासरी 60-80 हजार किलोमीटर आहेत.

   उत्तम पकड आणि विश्वासार्हतेसाठी दात असलेले पट्टे वापरले जातात. हे अधिक सोपे आहे. इंजिन चालू असलेल्या तुटलेल्या बेल्टचे परिणाम तुटलेल्या साखळीसारखेच होतील. बेल्ट ड्राइव्हचे मुख्य फायदे म्हणजे ऑपरेशन आणि बदलण्याची सोय, कमी खर्च आणि शांत ऑपरेशन.

इंजिनचे ऑपरेशन, त्याची गतिशीलता आणि शक्ती संपूर्ण गॅस वितरण यंत्रणेच्या योग्य कार्यावर अवलंबून असते. सिलेंडर्सची संख्या आणि व्हॉल्यूम जितके जास्त असेल तितके सिंक्रोनाइझेशन डिव्हाइस अधिक जटिल असेल. वेळेत खराबी लक्षात येण्यासाठी प्रत्येक ड्रायव्हरला यंत्रणेची रचना समजून घेणे महत्वाचे आहे.