वाल्व टाइमिंग क्या है और वे कैसे काम करते हैं

चार-स्ट्रोक इंजन का डिज़ाइन, जो ईंधन और ईंधन के मिश्रण के दहन के दौरान ऊर्जा रिलीज के सिद्धांत पर काम करता है, इसमें एक महत्वपूर्ण तंत्र शामिल है, जिसके बिना इकाई कार्य नहीं कर सकती है। यह एक समय या गैस वितरण तंत्र है।

अधिकांश मानक इंजनों में, यह सिलेंडर हेड में स्थापित होता है। तंत्र संरचना के बारे में अधिक जानकारी में वर्णित है अलग लेख... अब चलो ध्यान दें कि वाल्व का समय क्या है, साथ ही साथ इसका काम मोटर के शक्ति संकेतकों और इसकी दक्षता को कैसे प्रभावित करता है।

इंजन वाल्व का समय क्या है

समय व्यवस्था के बारे में संक्षेप में ही। बेल्ट ड्राइव के माध्यम से क्रैंकशाफ्ट (कई आधुनिक आंतरिक दहन इंजनों में, रबरयुक्त बेल्ट के बजाय एक श्रृंखला स्थापित की जाती है) से जुड़ा हुआ है कैंषफ़्ट. जब चालक इंजन शुरू करता है, तो स्टार्टर चक्का को क्रैंक करता है। दोनों शाफ्ट समान रूप से घूमना शुरू करते हैं, लेकिन अलग-अलग गति से (मूल रूप से, कैमशाफ्ट की एक क्रांति में, क्रैंकशाफ्ट दो क्रांतियां करता है)।

कैंषफ़्ट पर विशेष छोटी बूंद के आकार के बांध होते हैं। जैसा कि संरचना घूमती है, कैम वसंत लोड वाल्व स्टेम के खिलाफ धक्का देता है। वाल्व खुलता है, जिससे हवा-ईंधन मिश्रण सिलेंडर में प्रवेश कर सकता है या निकास निकास में छूट सकता है।

गैस वितरण चरण ठीक उसी क्षण होता है जब वाल्व इनलेट / आउटलेट को उस समय से पहले खोलना शुरू करता है जब यह पूरी तरह से बंद हो जाता है। एक बिजली इकाई के विकास पर काम करने वाले प्रत्येक इंजीनियर की गणना करता है कि वाल्व खोलने की ऊंचाई क्या होनी चाहिए, साथ ही साथ यह कब तक खुला रहेगा।

इंजन संचालन पर वाल्व के समय का प्रभाव

जिस मोड में इंजन चल रहा है, उसके आधार पर, गैस वितरण पहले या बाद में शुरू होना चाहिए। यह इकाई की दक्षता, इसकी अर्थव्यवस्था और अधिकतम टोक़ को प्रभावित करता है। इसका कारण यह है कि सेवन और निकास मैनिफोल्ड्स का समय पर उद्घाटन / समापन एचवीएसी के दहन के दौरान जारी अधिकांश ऊर्जा बनाने के लिए महत्वपूर्ण है।

यदि पिस्टन का सेवन सेवन स्ट्रोक होने पर एक अलग पल में इनटेक वाल्व खुलने लगता है, तो हवा के एक नए हिस्से के साथ सिलेंडर गुहा का असमान भराव होगा और ईंधन खराब हो जाएगा, जिससे मिश्रण का अधूरा दहन होगा।

एग्जॉस्ट वॉल्व के रूप में, इसे पहले से भी नहीं खोलना चाहिए क्योंकि पिस्टन नीचे मृत केंद्र तक पहुंचता है, लेकिन बाद में इसके ऊपर की ओर स्ट्रोक शुरू होने के बाद नहीं। पहले मामले में, संपीड़न कम हो जाएगा, और इसके साथ मोटर शक्ति खो देगा। दूसरे में, एक बंद वाल्व के साथ दहन उत्पाद पिस्टन के लिए प्रतिरोध पैदा करेगा, जो उठना शुरू हो गया है। यह क्रैंक तंत्र पर एक अतिरिक्त भार है, जो इसके कुछ हिस्सों को नुकसान पहुंचा सकता है।

बिजली इकाई के पर्याप्त संचालन के लिए, विभिन्न वाल्व समय की आवश्यकता होती है। एक मोड के लिए, यह आवश्यक है कि वाल्व पहले खुले और बाद में बंद हो, और दूसरों के लिए, इसके विपरीत। ओवरलैप पैरामीटर का भी बहुत महत्व है - चाहे दोनों वाल्व एक साथ खोले जाएंगे।

अधिकांश मानक मोटर्स में एक निश्चित समय होता है। इस तरह के इंजन, कैंषफ़्ट के प्रकार के आधार पर, खेल मोड में या कम गति पर मापा ड्राइविंग के साथ अधिकतम दक्षता होगी।

आज, मध्य और प्रीमियम खंड की कई कारें मोटर्स से लैस हैं, जिनमें से गैस वितरण प्रणाली वाल्व खोलने के कुछ मापदंडों को बदल सकती है, जिसके कारण सिलेंडर की उच्च गुणवत्ता वाले भरने और वेंटिलेशन विभिन्न क्रैंकशाफ्ट गति से होता है।

यहां बताया गया है कि अलग-अलग इंजन की गति पर समय कैसे किया जाना चाहिए:

1. आइडलिंग को तथाकथित संकीर्ण चरणों की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि वाल्व बाद में खुलने लगते हैं, और उनके बंद होने का समय, इसके विपरीत, जल्दी है। इस मोड में एक साथ खुली स्थिति नहीं है (दोनों वाल्व एक ही समय में खुले नहीं होंगे)। जब क्रैंकशाफ्ट का रोटेशन कम महत्व का होता है, जब चरण ओवरलैप हो जाते हैं, तो निकास गैसें कई गुना सेवन में प्रवेश कर सकती हैं, और वीटीएस की कुछ मात्रा निकास में प्रवेश कर सकती हैं।
2. सबसे शक्तिशाली मोड - इसके लिए व्यापक चरणों की आवश्यकता होती है। यह एक ऐसी विधा है, जिसमें उच्च गति के कारण, वाल्वों की स्थिति कम होती है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि खेल ड्राइविंग के दौरान, सिलेंडर को भरने और वेंटिलेशन खराब प्रदर्शन किया जाता है। स्थिति को मापने के लिए, वाल्व का समय बदलना होगा, अर्थात, वाल्वों को पहले खोला जाना चाहिए, और इस स्थिति में उनकी अवधि बढ़नी चाहिए।

परिवर्तनीय वाल्व समय के साथ इंजनों के डिजाइन को विकसित करते समय, इंजीनियर क्रैंकशाफ्ट की गति पर वाल्व खोलने के क्षण की निर्भरता को ध्यान में रखते हैं। ये परिष्कृत प्रणालियां विभिन्न सवारी शैलियों के लिए मोटर को यथासंभव बहुमुखी बनाने की अनुमति देती हैं। इस विकास के लिए धन्यवाद, इकाई संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला दिखाती है:

• कम रेव्स पर, मोटर को कठोर होना चाहिए;
• जब वृद्धि बढ़ती है, तो उसे शक्ति नहीं खोनी चाहिए;
• मोड के बावजूद जिसमें आंतरिक दहन इंजन चल रहा है, ईंधन अर्थव्यवस्था, और इसके साथ परिवहन की पर्यावरण मित्रता, एक विशेष इकाई के लिए उच्चतम संभव स्तर होना चाहिए।

इन सभी मापदंडों को कैमशाफ्ट के डिजाइन को बदलकर बदला जा सकता है। हालांकि, इस मामले में, मोटर दक्षता केवल एक मोड में इसकी सीमा होगी। क्रैंकशाफ्ट के क्रांतियों की संख्या के आधार पर मोटर अपने आप ही प्रोफ़ाइल को कैसे बदल सकता है?

चर वाल्व समय

बिजली इकाई के संचालन के दौरान वाल्व खोलने के समय को बदलने का बहुत नया विचार नहीं है। यह विचार समय-समय पर उन इंजीनियरों के मन में प्रकट हुआ जो अभी भी भाप इंजन विकसित कर रहे थे।

तो, इन घटनाओं में से एक को स्टीवेन्सन गियर कहा जाता था। तंत्र ने काम करने वाले सिलेंडर में भाप के प्रवेश के समय को बदल दिया। शासन को "स्टीम कट" कहा जाता था। जब तंत्र को ट्रिगर किया गया था, तो दबाव को वाहन के डिजाइन के आधार पर पुनर्निर्देशित किया गया था। इस कारण से, धुएं के अलावा, पुराने स्टीम लोकोमोटिव ने भी भाप की पंक्तियों का उत्सर्जन किया जब ट्रेन खड़ी थी।

वाल्व के समय को बदलने के साथ विमान इकाइयों के साथ काम भी किया गया था। इसलिए, 8 हॉर्स पावर की क्षमता वाले क्लरगेट-ब्लिन कंपनी के वी -200 इंजन का एक प्रायोगिक मॉडल इस पैरामीटर को इस तथ्य के कारण बदल सकता है कि तंत्र के डिजाइन में एक स्लाइडिंग कैंषफ़्ट शामिल था।

और Lycoming XR-7755 इंजन पर, कैमशाफ्ट स्थापित किए गए थे, जिसमें प्रत्येक वाल्व के लिए दो अलग-अलग कैम थे। डिवाइस में एक यांत्रिक ड्राइव था, और पायलट द्वारा खुद को सक्रिय किया गया था। वह दो विकल्पों में से एक को चुन सकता है जो इस बात पर निर्भर करता है कि क्या उसे विमान को आकाश में ले जाने की जरूरत है, पीछा करने से दूर हो, या बस आर्थिक रूप से उड़ान भरें।

मोटर वाहन उद्योग के लिए, इंजीनियरों ने पिछली सदी के 20 के दशक में इस विचार के आवेदन के बारे में सोचना शुरू किया। कारण उच्च गति की मोटरों का उद्भव था जो स्पोर्ट्स कारों पर स्थापित थे। ऐसी इकाइयों में बिजली की वृद्धि की एक निश्चित सीमा थी, हालांकि इकाई और भी अधिक नहीं हो सकती है। वाहन में अधिक शक्ति होने के लिए, सबसे पहले, इंजन की मात्रा केवल बढ़ाई गई थी।

वैरिएबल वाल्व टाइमिंग की शुरुआत करने वाले पहले लॉरेंस पोमोराय थे, जिन्होंने ऑटो कंपनी वॉक्सहॉल के लिए मुख्य डिजाइनर के रूप में काम किया था। उन्होंने एक मोटर बनाई जिसमें गैस वितरण तंत्र में एक विशेष कैंषफ़्ट स्थापित किया गया था। उनके कई कैम्स में प्रोफाइल के कई सेट थे।

4.4-लीटर एच-टाइप, क्रैंकशाफ्ट की गति और इसे अनुभव किए गए लोड के आधार पर, अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ कैंषफ़्ट को स्थानांतरित कर सकता है। इसके कारण, वाल्वों का समय और ऊंचाई बदल दी गई। चूंकि इस हिस्से में आंदोलन की सीमाएं थीं, इसलिए चरण नियंत्रण की भी अपनी सीमाएं थीं।

पोर्श भी इसी तरह के विचार में शामिल था। 1959 में, कैंषफ़्ट के "ऑसिलेटिंग कैम" के लिए एक पेटेंट दिखाई दिया। यह विकास वाल्व लिफ्ट को बदलने वाला था, और साथ ही, खुलने का समय। विकास परियोजना के स्तर पर ही रहा।

फिएट द्वारा सबसे पहले काम करने योग्य वाल्व टाइमिंग कंट्रोल मैकेनिज्म विकसित किया गया था। आविष्कार 60 के दशक के अंत में जियोवानी तोराज़ा द्वारा विकसित किया गया था। तंत्र ने हाइड्रोलिक पुशर का इस्तेमाल किया, जिसने वाल्व टैपेट के धुरी बिंदु को बदल दिया। डिवाइस ने इंजन की गति और इनटेक मैनिफोल्ड में दबाव के आधार पर काम किया।

हालांकि, वैरिएबल जीआर फेज वाली पहली प्रोडक्शन कार अल्फा रोमियो की थी। 1980 के स्पाइडर मॉडल को एक इलेक्ट्रॉनिक तंत्र प्राप्त हुआ जो आंतरिक दहन इंजन के ऑपरेटिंग मोड के आधार पर चरणों को बदलता है।

वाल्व समय की अवधि और चौड़ाई को बदलने के तरीके

आज कई प्रकार के तंत्र हैं जो वाल्व खोलने के क्षण, समय और ऊंचाई को बदलते हैं:

1. अपने सरलतम रूप में, यह एक विशेष क्लच है जो टाइमिंग तंत्र ड्राइव (चरण शिफ्टर) पर स्थापित होता है। कार्यकारी तंत्र पर हाइड्रोलिक प्रभाव के लिए नियंत्रण का धन्यवाद किया जाता है, और नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा किया जाता है। जब इंजन निष्क्रिय होता है, तो कैंषफ़्ट अपनी मूल स्थिति में होता है। जैसे ही रेव्स बढ़ता है, इलेक्ट्रॉनिक्स इस पैरामीटर पर प्रतिक्रिया करता है और हाइड्रोलिक्स को सक्रिय करता है, जो प्रारंभिक स्थिति के सापेक्ष कैमशाफ्ट को थोड़ा घुमाता है। इसके लिए धन्यवाद, वाल्व थोड़े समय पहले खुलते हैं, जो बीटीसी के एक नए हिस्से के साथ सिलेंडर को जल्दी से भरना संभव बनाता है।
2. कैम प्रोफाइल को बदलना। यह एक ऐसा विकास है जिसका उपयोग मोटर चालक लंबे समय से कर रहे हैं। गैर-मानक कैम के साथ एक कैंषफ़्ट स्थापित करने से उच्च आरपीएम पर यूनिट को अधिक कुशलता से काम किया जा सकता है। हालांकि, इस तरह के उन्नयन को एक जानकार मैकेनिक द्वारा किया जाना चाहिए, जो महान अपशिष्ट की ओर जाता है। वीवीटीएल-आई प्रणाली वाले इंजनों में, कैमशाफ्ट में विभिन्न प्रोफाइलों के साथ कई सेट होते हैं। जब आंतरिक दहन इंजन निष्क्रिय होता है, तो मानक तत्व अपना कार्य करते हैं। जैसे ही क्रैंकशाफ्ट आरपीएम 6 हजार अंक से आगे बढ़ता है, कैंषफ़्ट थोड़ा शिफ्ट हो जाता है, जिसके कारण कैम का एक और सेट ऑपरेशन में आता है। एक समान प्रक्रिया तब होती है जब इंजन 8.5 हजार तक घूमता है, और कैम का तीसरा सेट काम करना शुरू कर देता है, जो चरणों को व्यापक बनाता है।
3. वाल्व खोलने की ऊँचाई में परिवर्तन। यह विकास आपको एक साथ समय के ऑपरेटिंग मोड को बदलने और साथ ही थ्रॉटल वाल्व को बाहर करने की अनुमति देता है। ऐसे तंत्रों में, त्वरक पेडल को दबाने से एक यांत्रिक उपकरण सक्रिय होता है जो सेवन वाल्व के उद्घाटन बल को प्रभावित करता है। यह प्रणाली ईंधन की खपत को लगभग 15 प्रतिशत कम कर देती है और इसी राशि से इकाई की शक्ति को बढ़ाती है। अधिक आधुनिक मोटर्स में, एक यांत्रिक नहीं, बल्कि एक विद्युत चुम्बकीय एनालॉग का उपयोग किया जाता है। दूसरे विकल्प का लाभ यह है कि इलेक्ट्रॉनिक्स वाल्व खोलने के तरीकों को अधिक कुशलता से और आसानी से बदलने में सक्षम हैं। लिफ्ट की ऊँचाई आदर्श के पास हो सकती है और शुरुआती समय पिछले संस्करणों की तुलना में व्यापक हो सकता है। ईंधन को बचाने के लिए ऐसा विकास, कुछ सिलेंडरों को बंद भी कर सकता है (कुछ वाल्वों को न खोलें)। ये मोटर्स कार के रुकने पर सिस्टम को सक्रिय करते हैं, लेकिन आंतरिक दहन इंजन को बंद करने की आवश्यकता नहीं है (उदाहरण के लिए, ट्रैफ़िक लाइट पर) या जब ड्राइवर आंतरिक दहन इंजन के साथ कार को धीमा कर देता है।

वाल्व टाइमिंग क्यों बदलें

वाल्व टाइमिंग को बदलने वाले तंत्र का उपयोग अनुमति देता है:

• इसके संचालन के विभिन्न तरीकों में बिजली इकाई के संसाधन का उपयोग करना अधिक कुशल है;
• एक कस्टम कैंषफ़्ट स्थापित करने की आवश्यकता के बिना शक्ति बढ़ाएं;
• वाहन को अधिक किफायती बनाएं;
• उच्च गति पर सिलेंडर के प्रभावी भरने और वेंटिलेशन प्रदान करें;
• वायु-ईंधन मिश्रण के अधिक कुशल दहन के कारण परिवहन की पर्यावरण मित्रता बढ़ाएं।

चूंकि आंतरिक दहन इंजन के विभिन्न ऑपरेटिंग मोडों को वाल्व समय के अपने मापदंडों की आवश्यकता होती है, एफजीआर को बदलने के लिए तंत्र का उपयोग करते हुए, मशीन शक्ति, टोक़, पर्यावरण मित्रता और अर्थव्यवस्था के आदर्श मापदंडों के अनुरूप हो सकती है। एकमात्र समस्या जो कोई निर्माता अब तक हल नहीं कर सकता है वह है डिवाइस की उच्च लागत। एक मानक मोटर की तुलना में, एक समान तंत्र से सुसज्जित एनालॉग की लागत लगभग दोगुनी होगी।

कुछ मोटर चालक कार की शक्ति बढ़ाने के लिए चर वाल्व टाइमिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं। हालांकि, एक संशोधित टाइमिंग बेल्ट की मदद से, यूनिट के अधिकतम को निचोड़ना असंभव है। अन्य संभावनाओं के बारे में पढ़ें यहां.

अंत में, हम चर वाल्व समय प्रणाली के संचालन पर एक छोटी सी दृश्य सहायता प्रदान करते हैं:

CVVT के उदाहरण का उपयोग करके परिवर्तनीय वाल्व समय प्रणाली

प्रश्न और उत्तर:

वाल्व समय क्या है? यह वह क्षण है जब वाल्व (इनलेट या आउटलेट) खुलता / बंद होता है। यह शब्द इंजन क्रैंकशाफ्ट रोटेशन की डिग्री में व्यक्त किया गया है।

Чवाल्व समय को क्या प्रभावित करता है? वाल्व का समय इंजन ऑपरेटिंग मोड से प्रभावित होता है। यदि समय में कोई चरण शिफ्टर नहीं है, तो अधिकतम प्रभाव केवल मोटर क्रांतियों की एक निश्चित सीमा में ही प्राप्त होता है।

वाल्व टाइमिंग आरेख किसके लिए है? यह आरेख दिखाता है कि एक विशिष्ट आरपीएम रेंज पर सिलेंडरों में कितनी कुशलता से भरना, दहन और सफाई होती है। यह आपको वाल्व समय का सही ढंग से चयन करने की अनुमति देता है।