इंजिन क्रॅंक यंत्रणा कशी कार्य करते

इंजिनची क्रॅंक यंत्रणा पिस्टनची परस्पर गती (इंधन मिश्रणाच्या ज्वलनाच्या उर्जेमुळे) क्रँकशाफ्टच्या रोटेशनमध्ये बदलते आणि त्याउलट. ही एक तांत्रिकदृष्ट्या जटिल यंत्रणा आहे जी अंतर्गत ज्वलन इंजिनचा आधार बनते. लेखात आम्ही KShM च्या ऑपरेशनच्या डिव्हाइस आणि वैशिष्ट्यांचा तपशीलवार विचार करू.

निर्मितीचा इतिहास

क्रॅंकच्या वापराचा पहिला पुरावा इसवी सनाच्या तिसर्‍या शतकात, रोमन साम्राज्यात आणि इसवी सन सहाव्या शतकात बायझेंटियममध्ये सापडला. याचे उत्तम उदाहरण म्हणजे हिरापोलिसची करवत, जी क्रँकशाफ्ट वापरते. आताच्या स्वित्झर्लंडमधील ऑगस्टा रौरिका या रोमन शहरात एक धातूचा क्रॅंक सापडला. कोणत्याही परिस्थितीत, जेम्स पॅकार्डने 3 मध्ये शोधाचे पेटंट घेतले, जरी त्याच्या शोधाचे पुरावे पुरातन काळात सापडले.

KShM चे घटक

KShM चे घटक पारंपारिकपणे जंगम आणि स्थिर भागांमध्ये विभागले जातात. हलविलेल्या भागांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• पिस्टन आणि पिस्टन रिंग;
• कनेक्टिंग रॉड्स;
• पिस्टन पिन;
• क्रँकशाफ्ट;
• फ्लायव्हील

KShM चे निश्चित भाग बेस, फास्टनर्स आणि मार्गदर्शक म्हणून काम करतात. यात समाविष्ट:

• सिलेंडर ब्लॉक;
• सिलेंडर हेड;
• क्रॅंककेस;
• तेल पॅन;
• फास्टनर्स आणि बियरिंग्ज.

KShM चे निश्चित भाग

क्रॅंककेस आणि तेल पॅन

क्रॅंककेस हा इंजिनचा खालचा भाग आहे ज्यामध्ये क्रॅंकशाफ्टचे बीयरिंग आणि तेल पॅसेज असतात. क्रॅंककेसमध्ये, कनेक्टिंग रॉड हलतात आणि क्रॅंकशाफ्ट फिरतात. ऑइल पॅन हे इंजिन ऑइलसाठी एक जलाशय आहे.

ऑपरेशन दरम्यान क्रॅंककेसचा पाया सतत थर्मल आणि पॉवर भारांच्या अधीन असतो. म्हणून, हा भाग ताकद आणि कडकपणासाठी विशेष आवश्यकतांच्या अधीन आहे. त्याच्या उत्पादनासाठी, अॅल्युमिनियम किंवा कास्ट लोह मिश्र धातु वापरली जातात.

क्रॅंककेस सिलेंडर ब्लॉकला जोडलेले आहे. ते एकत्रितपणे इंजिनची फ्रेम तयार करतात, त्याच्या शरीराचा मुख्य भाग. सिलेंडर स्वतः ब्लॉकमध्ये आहेत. इंजिन ब्लॉकचे प्रमुख शीर्षस्थानी स्थापित केले आहे. सिलेंडर्सभोवती द्रव थंड होण्यासाठी पोकळी आहेत.

स्थान आणि सिलेंडरची संख्या

खालील प्रकार सध्या सर्वात सामान्य आहेत:

• इनलाइन चार किंवा सहा सिलेंडर स्थिती;
• सहा-सिलेंडर 90° V-स्थिती;
• लहान कोनात व्हीआर-आकाराची स्थिती;
• विरुद्ध स्थिती (पिस्टन वेगवेगळ्या दिशांनी एकमेकांकडे जातात);
• 12 सिलेंडरसह W-स्थिती.

साध्या इन-लाइन व्यवस्थेमध्ये, सिलेंडर आणि पिस्टन क्रँकशाफ्टला लंबवत एका ओळीत व्यवस्थित केले जातात. ही योजना सर्वात सोपी आणि विश्वासार्ह आहे.

सिलेंडर डोके

डोके स्टड किंवा बोल्टसह ब्लॉकला जोडलेले आहे. ते वरून पिस्टनसह सिलेंडर्स कव्हर करते, एक सीलबंद पोकळी बनवते - दहन कक्ष. ब्लॉक आणि डोके दरम्यान एक गॅस्केट आहे. सिलेंडर हेडमध्ये व्हॉल्व्ह ट्रेन आणि स्पार्क प्लग देखील असतात.

सिलिन्डर्स

पिस्टन थेट इंजिन सिलेंडरमध्ये फिरतात. त्यांचा आकार पिस्टन स्ट्रोक आणि त्याची लांबी यावर अवलंबून असतो. सिलिंडर वेगवेगळ्या दाबांवर आणि उच्च तापमानांवर काम करतात. ऑपरेशन दरम्यान, भिंतींवर सतत घर्षण आणि तापमान 2500 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत असते. सिलिंडरची सामग्री आणि प्रक्रिया यावर विशेष आवश्यकता देखील ठेवल्या जातात. ते कास्ट लोह, स्टील किंवा अॅल्युमिनियम मिश्र धातुपासून बनविलेले असतात. भागांची पृष्ठभाग केवळ टिकाऊच नाही तर प्रक्रिया करणे देखील सोपे आहे.

बाह्य कार्यरत पृष्ठभागाला आरसा म्हणतात. मर्यादित स्नेहन परिस्थितीमध्ये घर्षण कमी करण्यासाठी ते क्रोम प्लेटेड आणि मिरर फिनिशमध्ये पॉलिश केलेले आहे. सिलिंडर ब्लॉकसह एकत्र कास्ट केले जातात किंवा काढता येण्याजोग्या स्लीव्हच्या स्वरूपात बनवले जातात.

KShM चे जंगम भाग

पिस्टन

सिलेंडरमधील पिस्टनची हालचाल हवा-इंधन मिश्रणाच्या ज्वलनामुळे होते. दबाव तयार केला जातो जो पिस्टन क्राउनवर कार्य करतो. वेगवेगळ्या प्रकारच्या इंजिनमध्ये ते आकारात भिन्न असू शकते. गॅसोलीन इंजिनमध्ये, तळ सुरुवातीला सपाट होता, नंतर त्यांनी वाल्व्हसाठी खोबणीसह अवतल संरचना वापरण्यास सुरुवात केली. डिझेल इंजिनमध्ये, ज्वलन कक्षेत हवा पूर्वसंकुचित केली जाते, इंधन नाही. म्हणून, पिस्टन मुकुटमध्ये अवतल आकार देखील असतो, जो दहन कक्षचा भाग असतो.

हवा-इंधन मिश्रणाच्या ज्वलनासाठी योग्य ज्योत तयार करण्यासाठी तळाचा आकार खूप महत्वाचा आहे.

उर्वरित पिस्टनला स्कर्ट म्हणतात. हा एक प्रकारचा मार्गदर्शक आहे जो सिलेंडरच्या आत फिरतो. पिस्टन किंवा स्कर्टचा खालचा भाग अशा प्रकारे बनविला जातो की त्याच्या हालचाली दरम्यान कनेक्टिंग रॉडच्या संपर्कात येत नाही.

पिस्टनच्या बाजूच्या पृष्ठभागावर पिस्टन रिंग्जसाठी खोबणी किंवा खोबणी आहेत. वर दोन किंवा तीन कॉम्प्रेशन रिंग आहेत. ते कॉम्प्रेशन तयार करण्यासाठी आवश्यक आहेत, म्हणजेच ते सिलेंडर आणि पिस्टनच्या भिंती दरम्यान गॅसच्या प्रवेशास प्रतिबंध करतात. रिंग आरशाविरूद्ध दाबल्या जातात, अंतर कमी करतात. तळाशी तेल स्क्रॅपर रिंगसाठी एक खोबणी आहे. हे सिलेंडरच्या भिंतींमधून जास्तीचे तेल काढून टाकण्यासाठी डिझाइन केले आहे जेणेकरून ते दहन कक्षेत प्रवेश करणार नाही.

पिस्टन रिंग, विशेषत: कॉम्प्रेशन रिंग, सतत भार आणि उच्च तापमानात कार्य करतात. त्यांच्या उत्पादनासाठी, उच्च-शक्तीची सामग्री वापरली जाते, जसे की सच्छिद्र क्रोमियमसह मिश्रित कास्ट आयर्न लेपित.

पिस्टन पिन आणि कनेक्टिंग रॉड

कनेक्टिंग रॉड पिस्टनला पिस्टन पिनसह जोडलेला आहे. हा एक घन किंवा पोकळ दंडगोलाकार भाग आहे. पिन पिस्टनच्या भोकमध्ये आणि कनेक्टिंग रॉडच्या वरच्या डोक्यात स्थापित केला जातो.

संलग्नकांचे दोन प्रकार आहेत:

• निश्चित फिट;
• फ्लोटिंग लँडिंगसह.

सर्वात लोकप्रिय तथाकथित "फ्लोटिंग बोट" आहे. त्याच्या फास्टनिंगसाठी लॉकिंग रिंग वापरल्या जातात. फिक्स्ड एक हस्तक्षेप फिट सह स्थापित आहे. एक उष्णता फिट सहसा वापरले जाते.

कनेक्टिंग रॉड, यामधून, क्रँकशाफ्टला पिस्टनशी जोडते आणि फिरत्या हालचाली निर्माण करते. या प्रकरणात, कनेक्टिंग रॉडच्या परस्पर हालचाली आठ क्रमांकाचे वर्णन करतात. यात अनेक घटक असतात:

• रॉड किंवा बेस;
• पिस्टन हेड (वरचे);
• विक्षिप्त डोके (खाली).

घर्षण कमी करण्यासाठी आणि वीण भागांना वंगण घालण्यासाठी पिस्टनच्या डोक्यावर कांस्य बुशिंग दाबले जाते. यंत्रणेचे असेंब्ली सुनिश्चित करण्यासाठी क्रॅंक हेड कोलॅप्सिबल आहे. भाग एकमेकांशी पूर्णपणे जुळलेले आहेत आणि बोल्ट आणि लॉकनट्ससह निश्चित केले आहेत. घर्षण कमी करण्यासाठी कनेक्टिंग रॉड बीयरिंग स्थापित केले जातात. ते लॉकसह दोन स्टील लाइनरच्या स्वरूपात बनवले जातात. तेलाच्या खोबणीतून तेलाचा पुरवठा होतो. बेअरिंग्ज संयुक्त आकारात तंतोतंत जुळवून घेतात.

प्रचलित समजुतीच्या विरुद्ध, लाइनर लॉकमुळे नाही तर त्यांच्या बाह्य पृष्ठभाग आणि कनेक्टिंग रॉड हेड यांच्यातील घर्षण शक्तीमुळे वळण्यापासून रोखले जातात. अशा प्रकारे, स्लीव्ह बेअरिंगचा बाह्य भाग असेंब्ली दरम्यान वंगण घालू शकत नाही.

क्रॅंकशाफ्ट

क्रँकशाफ्ट हा एक जटिल भाग आहे, डिझाइन आणि उत्पादन या दोन्ही बाबतीत. ते टॉर्क, दाब आणि इतर भार घेते आणि म्हणून ते उच्च शक्तीचे स्टील किंवा कास्ट आयर्नपासून बनलेले असते. क्रँकशाफ्ट पिस्टनपासून ट्रान्समिशन आणि वाहनातील इतर घटकांकडे (जसे की ड्राइव्ह पुली) रोटेशन प्रसारित करते.

क्रँकशाफ्टमध्ये अनेक मुख्य घटक असतात:

• स्वदेशी मान;
• कनेक्टिंग रॉड नेक;
• काउंटरवेट्स;
• गाल;
• टांग;
• फ्लायव्हील बाहेरील कडा.

क्रँकशाफ्टची रचना मुख्यत्वे इंजिनमधील सिलेंडर्सच्या संख्येवर अवलंबून असते. साध्या चार-सिलेंडर इन-लाइन इंजिनमध्ये, क्रँकशाफ्टवर चार कनेक्टिंग रॉड जर्नल्स असतात, ज्यावर पिस्टनसह कनेक्टिंग रॉड बसवले जातात. पाच मुख्य जर्नल्स शाफ्टच्या मध्यवर्ती अक्षावर स्थित आहेत. ते सिलेंडर ब्लॉकच्या बीयरिंगमध्ये किंवा प्लेन बीयरिंग्ज (लाइनर) वर क्रॅंककेसमध्ये स्थापित केले जातात. मुख्य जर्नल्स बोल्ट केलेल्या कव्हरसह वरून बंद आहेत. कनेक्शन यू-आकार बनवते.

बेअरिंग जर्नल बसवण्यासाठी खास मशीन केलेले फुलक्रम म्हणतात पलंग.

मुख्य आणि कनेक्टिंग रॉड नेक तथाकथित गालांनी जोडलेले आहेत. काउंटरवेट्स जास्त कंपने कमी करतात आणि क्रँकशाफ्टची सुरळीत हालचाल सुनिश्चित करतात.

क्रँकशाफ्ट जर्नल्स उच्च सामर्थ्य आणि अचूक फिटसाठी उष्णतेवर उपचार आणि पॉलिश केले जातात. क्रँकशाफ्ट देखील अतिशय अचूकपणे संतुलित आणि त्यावर कार्य करणार्या सर्व शक्तींचे समान वितरण करण्यासाठी केंद्रीत आहे. मूळ मानेच्या मध्यवर्ती प्रदेशात, समर्थनाच्या बाजूला, सतत अर्ध्या रिंग स्थापित केल्या जातात. अक्षीय हालचालींची भरपाई करण्यासाठी ते आवश्यक आहेत.

टायमिंग गीअर्स आणि इंजिन ऍक्सेसरी ड्राईव्ह पुली क्रँकशाफ्ट शँकशी संलग्न आहेत.

फ्लायव्हील

शाफ्टच्या मागील बाजूस फ्लायव्हील जोडलेला एक फ्लॅंज आहे. हा एक कास्ट लोह भाग आहे, जो एक भव्य डिस्क आहे. त्याच्या वस्तुमानामुळे, फ्लायव्हील क्रॅन्कशाफ्टच्या ऑपरेशनसाठी आवश्यक जडत्व निर्माण करते आणि ट्रान्समिशनला टॉर्कचे एकसमान प्रसारण देखील प्रदान करते. फ्लायव्हीलच्या रिमवर स्टार्टरच्या कनेक्शनसाठी गियर रिंग (मुकुट) आहे. हे फ्लायव्हील क्रँकशाफ्ट फिरवते आणि इंजिन सुरू झाल्यावर पिस्टन चालवते.

क्रँकशाफ्टची क्रॅंक यंत्रणा, रचना आणि आकार अनेक वर्षांपासून अपरिवर्तित राहिले आहेत. नियमानुसार, वजन, जडत्व आणि घर्षण कमी करण्यासाठी फक्त किरकोळ संरचनात्मक बदल केले जातात.