टेस्ट ड्राइव आंतरिक घर्षण II
टेस्ट ड्राइव

टेस्ट ड्राइव आंतरिक घर्षण II

टेस्ट ड्राइव आंतरिक घर्षण II

स्नेहन के प्रकार और इंजन के विभिन्न भागों को कैसे चिकनाई दें

स्नेहन के प्रकार

घर्षण, स्नेहन और घिसाव सहित चलती सतहों की परस्पर क्रिया प्रक्रियाएं, ट्राइबोलॉजी नामक विज्ञान का परिणाम हैं, और जब आंतरिक दहन इंजन से जुड़े घर्षण के प्रकारों की बात आती है, तो डिजाइनर कई प्रकार के स्नेहक को परिभाषित करते हैं। हाइड्रोडायनामिक स्नेहन इस प्रक्रिया का सबसे अधिक मांग वाला रूप है, और एक विशिष्ट स्थान जहां यह होता है वह क्रैंकशाफ्ट मुख्य और कनेक्टिंग रॉड बीयरिंग में होता है, जो बहुत अधिक भार के अधीन होते हैं। यह बियरिंग और पच्चर के आकार के शाफ्ट के बीच एक लघु स्थान में दिखाई देता है, तेल पंप की बदौलत वहां पहुंचता है। तब बेयरिंग की चलती हुई सतह अपने स्वयं के पंप के रूप में कार्य करती है, जो तेल को पंप करती है और आगे वितरित करती है और अंततः पूरे बेयरिंग स्थान पर एक पर्याप्त मोटी फिल्म बनाती है। इस कारण से, डिजाइनर इन इंजन घटकों के लिए स्लीव बेयरिंग का उपयोग करते हैं, क्योंकि बॉल बेयरिंग का न्यूनतम संपर्क क्षेत्र तेल परत पर अत्यधिक उच्च भार डालता है। साथ ही, इस तेल फिल्म में दबाव पंप द्वारा बनाए गए दबाव से लगभग पचास गुना अधिक हो सकता है! व्यवहार में, इन भागों में बल तेल की परत के माध्यम से संचारित होते हैं। बेशक, हाइड्रोडायनामिक स्नेहन की स्थिति को बनाए रखने के लिए, यह आवश्यक है कि इंजन स्नेहन प्रणाली हमेशा पर्याप्त मात्रा में तेल प्रदान करे।

यह संभव है कि किसी बिंदु पर, कुछ हिस्सों में उच्च दबाव के प्रभाव में, चिकनाई वाली फिल्म धातु के उन हिस्सों की तुलना में अधिक स्थिर और सख्त हो जाती है जिन्हें वह चिकना करती है, और यहां तक ​​कि धातु की सतहों के विरूपण की ओर भी ले जाती है। डेवलपर्स इस प्रकार के स्नेहन को इलास्टोहाइड्रोडायनामिक कहते हैं, और यह ऊपर उल्लिखित बॉल बेयरिंग, गियर या वाल्व लिफ्टर में प्रकट हो सकता है। ऐसी स्थिति में जब एक दूसरे के सापेक्ष गतिमान भागों की गति बहुत कम हो जाती है, भार काफी बढ़ जाता है या पर्याप्त तेल की आपूर्ति नहीं होती है, तथाकथित सीमा स्नेहन अक्सर होता है। इस मामले में, स्नेहन असर वाली सतहों पर तेल के अणुओं के आसंजन पर निर्भर करता है ताकि वे अपेक्षाकृत पतली लेकिन फिर भी सुलभ तेल फिल्म द्वारा अलग हो जाएं। दुर्भाग्य से, इन मामलों में हमेशा यह खतरा रहता है कि पतली फिल्म धक्कों के तेज हिस्सों से "छेद" जाएगी, इसलिए, तेलों में उपयुक्त एंटी-वियर एडिटिव्स मिलाए जाते हैं, जो धातु को लंबे समय तक कवर करते हैं और सीधे संपर्क में आने पर इसके विनाश को रोकते हैं। हाइड्रोस्टैटिक स्नेहन एक पतली फिल्म के रूप में होता है जब भार अचानक दिशा बदलता है और चलती भागों की गति बहुत कम होती है। यहां ध्यान देने योग्य बात यह है कि फेडरल-मोगुल जैसी मुख्य कनेक्टिंग रॉड जैसी बीयरिंग कंपनियों ने उन्हें कोट करने के लिए नई तकनीकें विकसित की हैं ताकि वे स्टार्ट-स्टॉप सिस्टम के साथ समस्याओं को हल कर सकें, जैसे बार-बार शुरुआत में बीयरिंग पहनना, प्रत्येक नई शुरुआत के साथ आंशिक रूप से "सूखी" होना। इस पर बाद में चर्चा होगी। यह बार-बार चलने से, स्नेहन के एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तन होता है और इसे "मिश्रित फिल्म स्नेहन" कहा जाता है।

स्नेहन प्रणाली

पहले ऑटोमोबाइल और मोटरसाइकिल आंतरिक दहन इंजन और यहां तक ​​कि बाद के डिजाइनों में ड्रिप "स्नेहन" की सुविधा थी, जिसमें तेल को गुरुत्वाकर्षण द्वारा एक प्रकार के "स्वचालित" ग्रीस निपल्स से इंजन में खींचा जाता था और, गुजरने के बाद, लीक या जला दिया जाता था। आज, डिजाइनर इन स्नेहन प्रणालियों के साथ-साथ दो-स्ट्रोक इंजनों के लिए स्नेहन प्रणालियों को भी संदर्भित करते हैं जिनमें तेल को ईंधन के साथ मिलाया जाता है, "कुल हानि स्नेहन प्रणाली।" बाद में इंजन के अंदर और (अक्सर पाए जाने वाले) वाल्व ट्रेनों में तेल की आपूर्ति करने के लिए एक तेल पंप जोड़कर इन प्रणालियों में सुधार किया गया। हालाँकि, इन पंपिंग प्रणालियों का बाद की मजबूर स्नेहन प्रौद्योगिकियों से कोई लेना-देना नहीं है जो आज भी उपयोग में हैं। पंप बाहरी रूप से स्थापित किए गए थे, क्रैंककेस में तेल भरते थे और फिर यह छींटों द्वारा घर्षण भागों तक पहुंचता था। कनेक्टिंग रॉड्स के निचले भाग में स्थित विशेष वैन ने क्रैंककेस और सिलेंडर ब्लॉक में तेल छिड़का, जिससे अतिरिक्त तेल मिनी-टब और चैनलों में इकट्ठा हो गया और गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में मुख्य और कनेक्टिंग रॉड बीयरिंग और कैंषफ़्ट बीयरिंग में प्रवाहित हुआ। दबाव स्नेहन प्रणालियों में एक प्रकार का संक्रमण फोर्ड मॉडल टी इंजन है, जिसमें फ्लाईव्हील में वॉटर मिल व्हील जैसा कुछ होता था जिसे तेल उठाने और इसे क्रैंककेस में पाइप करने के लिए डिज़ाइन किया गया था (और ट्रांसमिशन पर ध्यान दें), फिर क्रैंकशाफ्ट के निचले हिस्सों और कनेक्टिंग रॉड्स ने तेल को स्क्रैप किया और भागों को रगड़ने के लिए एक तेल स्नान बनाया। यह विशेष रूप से कठिन नहीं था क्योंकि कैंषफ़्ट भी क्रैंककेस में था और वाल्व स्थिर थे। प्रथम विश्व युद्ध और विमान के इंजन, जिसमें ऐसा स्नेहक बिल्कुल काम नहीं करता था, ने इस दिशा में एक मजबूत प्रोत्साहन दिया। इस प्रकार आंतरिक रूप से स्थित पंपों और मिश्रित दबाव और स्प्लैश स्नेहन का उपयोग करके सिस्टम का जन्म हुआ, जिसे बाद में नए और अधिक तनावग्रस्त ऑटोमोबाइल इंजनों पर लागू किया गया।

इस प्रणाली का मुख्य घटक एक इंजन-चालित तेल पंप था जो केवल मुख्य बीयरिंगों को दबावयुक्त तेल की आपूर्ति करता था, जबकि अन्य हिस्से स्प्रे स्नेहन पर निर्भर थे। इस प्रकार, क्रैंकशाफ्ट में खांचे बनाना आवश्यक नहीं था, जो पूरी तरह से मजबूर स्नेहन वाले सिस्टम के लिए आवश्यक हैं। उत्तरार्द्ध गति और भार बढ़ाने वाले इंजनों के विकास के साथ एक आवश्यकता के रूप में उभरा। इसका मतलब यह भी था कि बीयरिंगों को ठंडा करने के साथ-साथ चिकनाई देने की भी आवश्यकता थी।

इन प्रणालियों में, दबाव वाले तेल को मुख्य और निचले कनेक्टिंग रॉड बेयरिंग (बाद वाले क्रैंकशाफ्ट में खांचे के माध्यम से तेल प्राप्त करते हैं) और कैंषफ़्ट बियरिंग की आपूर्ति की जाती है। इन प्रणालियों का बड़ा लाभ यह है कि तेल इन बीयरिंगों के माध्यम से व्यावहारिक रूप से प्रसारित होता है, अर्थात। उनके माध्यम से गुजरता है और क्रैंककेस में प्रवेश करता है। इस प्रकार, प्रणाली स्नेहन के लिए आवश्यक तेल की तुलना में बहुत अधिक तेल प्रदान करती है, और इसलिए उन्हें गहन रूप से ठंडा किया जाता है। उदाहरण के लिए, 60 के दशक में, हैरी रिकार्डो ने पहली बार एक नियम पेश किया, जो प्रति घंटे तीन लीटर तेल के संचलन के लिए प्रदान करता था, यानी 3 hp इंजन के लिए। – प्रति मिनट XNUMX लीटर तेल परिसंचरण। आज की साइकिलें कई गुना अधिक दोहराई जाती हैं।

स्नेहन प्रणाली में तेल परिसंचरण में इंजन आवास और तंत्र में निर्मित चैनलों का एक नेटवर्क शामिल है, जिसकी जटिलता सिलेंडर और गैस वितरण तंत्र की संख्या और व्यवस्था पर निर्भर करती है। इंजन की विश्वसनीयता और स्थायित्व के नाम पर, डिजाइनरों ने लंबे समय से पाइपलाइनों के बजाय चैनल के आकार के चैनलों को प्राथमिकता दी है।

एक इंजन-चालित पंप क्रैंककेस से तेल खींचता है और इसे आवास के बाहर लगे इन-लाइन फ़िल्टर पर निर्देशित करता है। फिर यह एक (इन-लाइन के लिए) या चैनलों की एक जोड़ी (बॉक्सर या वी-आकार के इंजन के लिए) स्वीकार करता है, जो इंजन की लगभग पूरी लंबाई का विस्तार करता है। फिर, छोटे अनुप्रस्थ खांचे की मदद से, इसे मुख्य बीयरिंगों की ओर निर्देशित किया जाता है, उन्हें ऊपरी असर वाले खोल में इनलेट के माध्यम से प्रवेश कराया जाता है। बेयरिंग में एक परिधीय स्लॉट के माध्यम से, तेल का एक हिस्सा शीतलन और स्नेहन के लिए बेयरिंग में समान रूप से वितरित किया जाता है, और दूसरा भाग उसी स्लॉट से जुड़े क्रैंकशाफ्ट में एक झुके हुए चैनल के माध्यम से निचले कनेक्टिंग रॉड बेयरिंग में भेजा जाता है। व्यवहार में शीर्ष कनेक्टिंग रॉड बेयरिंग को लुब्रिकेट करना अधिक कठिन होता है, इसलिए कनेक्टिंग रॉड का शीर्ष अक्सर पिस्टन के नीचे तेल के छींटों को रखने के लिए डिज़ाइन किया गया एक जलाशय होता है। कुछ प्रणालियों में, तेल कनेक्टिंग रॉड में एक चैनल के माध्यम से बीयरिंग तक पहुंचता है। पिस्टन बोल्ट बीयरिंग, बदले में, स्पलैश लुब्रिकेटेड होते हैं।

परिसंचरण तंत्र के समान

जब कैंषफ़्ट या चेन ड्राइव को क्रैंककेस में स्थापित किया जाता है, तो इस ड्राइव को सीधे-सीधे तेल से लुब्रिकेट किया जाता है, और जब शाफ्ट को सिर में स्थापित किया जाता है, तो हाइड्रोलिक एक्सटेंशन सिस्टम से नियंत्रित तेल रिसाव द्वारा ड्राइव चेन को लुब्रिकेट किया जाता है। Ford 1.0 Ecoboost इंजन में, कैंषफ़्ट ड्राइव बेल्ट को भी लुब्रिकेट किया जाता है - इस मामले में तेल पैन में डुबाकर। कैंषफ़्ट बियरिंग्स को लुब्रिकेटिंग ऑयल की आपूर्ति करने का तरीका इस बात पर निर्भर करता है कि इंजन में बॉटम है या टॉप शाफ्ट - पूर्व आमतौर पर इसे क्रैंकशाफ्ट मेन बियरिंग्स से ग्रूव्ड प्राप्त करता है और बाद वाला ग्रूव मुख्य लोअर ग्रूव से जुड़ा होता है। या परोक्ष रूप से, सिर में या कैंषफ़्ट में एक अलग सामान्य चैनल के साथ, और यदि दो शाफ्ट हैं, तो इसे दो से गुणा किया जाता है।

डिज़ाइनर ऐसी प्रणालियाँ बनाने का प्रयास करते हैं जिनमें सिलेंडर में वाल्व गाइड के माध्यम से "बाढ़" और तेल रिसाव से बचने के लिए वाल्वों को एक सटीक निर्धारित प्रवाह दर पर चिकनाई दी जाती है। हाइड्रोलिक लिफ्टों की उपस्थिति अतिरिक्त जटिलता जोड़ती है। चट्टानों, धक्कों को तेल स्नान में या लघु स्नान में छिड़काव करके, या उन चैनलों की मदद से चिकना किया जाता है जिनके माध्यम से तेल मुख्य चैनल से बाहर निकलता है।

जहां तक ​​पिस्टन की बेलनाकार दीवारों और स्कर्टों का सवाल है, वे निचली कनेक्टिंग रॉड बेयरिंग से निकलने वाले और क्रैंककेस में फैलने वाले तेल से पूरी तरह या आंशिक रूप से चिकनाईयुक्त होते हैं। छोटे इंजनों को डिज़ाइन किया गया है ताकि उनके सिलेंडरों को इस स्रोत से अधिक तेल मिले क्योंकि वे व्यास में बड़े होते हैं और क्रैंकशाफ्ट के करीब होते हैं। कुछ इंजनों में, सिलेंडर की दीवारों को कनेक्टिंग रॉड हाउसिंग में एक साइड बोर से अतिरिक्त तेल प्राप्त होता है, जो आमतौर पर उस तरफ निर्देशित होता है जहां पिस्टन सिलेंडर पर अधिक साइड दबाव डालता है (वह जहां पिस्टन ऑपरेशन के दौरान दहन के दौरान दबाव डालता है)। . वी-इंजन आम तौर पर विपरीत सिलेंडर में जाने वाली कनेक्टिंग रॉड से सिलेंडर की दीवारों पर तेल छिड़कते हैं ताकि इसका ऊपरी हिस्सा चिकना हो जाए और फिर नीचे की तरफ खींच लिया जाए। यहां यह ध्यान देने योग्य है कि टर्बोचार्ज्ड इंजन के मामले में, तेल मुख्य तेल चैनल और पाइपलाइन के माध्यम से बाद वाले के असर में प्रवेश करता है। हालाँकि, वे अक्सर एक दूसरे चैनल का उपयोग करते हैं जो तेल के प्रवाह को पिस्टन पर निर्देशित विशेष नोजल तक निर्देशित करता है, जो उन्हें ठंडा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन मामलों में, तेल पंप में बहुत अधिक शक्ति होती है।

शुष्क नाबदान प्रणालियों में, तेल पंप एक अलग तेल टैंक से तेल प्राप्त करता है और इसे उसी तरह वितरित करता है। एक अतिरिक्त पंप क्रैंककेस से तेल और हवा के मिश्रण को सोख लेता है (इसलिए इसकी क्षमता बड़ी होनी चाहिए), जो क्रैंककेस को अलग करने और जलाशय में वापस करने के लिए डिवाइस से होकर गुजरता है।

स्नेहन प्रणाली में भारी इंजनों में तेल को ठंडा करने के लिए एक रेडिएटर भी शामिल हो सकता है (सादे खनिज तेलों का उपयोग करने वाले पुराने इंजनों के लिए यह सामान्य अभ्यास था) या शीतलन प्रणाली से जुड़ा हीट एक्सचेंजर भी शामिल हो सकता है। इस पर बाद में चर्चा होगी।

तेल पंप और राहत वाल्व

तेल पंप, एक गियर जोड़ी सहित, एक तेल प्रणाली के संचालन के लिए बेहद उपयुक्त हैं और इसलिए व्यापक रूप से स्नेहन प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं और ज्यादातर मामलों में सीधे क्रैंकशाफ्ट से संचालित होते हैं। एक अन्य विकल्प रोटरी पंप है। हाल ही में, चर विस्थापन संस्करणों सहित स्लाइडिंग फलक पंपों का भी उपयोग किया गया है, जो संचालन को अनुकूलित करते हैं और इस प्रकार गति के संबंध में उनका प्रदर्शन और ऊर्जा खपत को कम करते हैं।

तेल प्रणालियों को राहत वाल्वों की आवश्यकता होती है क्योंकि उच्च गति पर, पंप द्वारा प्रदान की जाने वाली तेल की मात्रा में वृद्धि उस मात्रा से मेल नहीं खाती है जो बीयरिंग से गुजर सकती है। यह इस तथ्य के कारण है कि इन मामलों में असर वाले तेल में मजबूत केन्द्रापसारक बल बनते हैं, जो असर को नई मात्रा में तेल की आपूर्ति करने से रोकते हैं। इसके अलावा, कम बाहरी तापमान पर इंजन शुरू करने से चिपचिपाहट में वृद्धि और तंत्र में बैकलैश में कमी के साथ तेल प्रतिरोध बढ़ जाता है, जो अक्सर महत्वपूर्ण तेल दबाव मूल्यों की ओर ले जाता है। अधिकांश स्पोर्ट्स कारें एक तेल दबाव सेंसर और एक तेल तापमान सेंसर का उपयोग करती हैं।

(पीछा करना)

पाठ: जॉर्जी कोल्लेव

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