डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट पर इस पोस्ट में, हम डीजल इंजन के क्रैंकशाफ्ट पर चर्चा करेंगे। इस पोस्ट मे डिज़ाइन से लेकर क्रैंकशाफ्ट की अलाइनमेंट टेक्नीक तक सब कुछ समझाया है। यह पोस्ट इंजीनियरों छात्रों के लिए उपयोगी होगी। डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट आंतरिक दहन इंजन का सबसे महत्वपूर्ण घटक है।
इंजन चलने के दौरान क्रैंकशाफ्ट द्वारा भारी परिचालन भार का अनुभव किया जाता है। जिसके लिए क्रैंकशाफ्ट का डिज़ाइन इंजन के अनुरूप होना जरूरी है।
क्रैंकशाफ्ट दहन कक्ष के अंदर ईंधन और हवा के दहन के कारण विकसित होने वाली रेसिप्रोकेटिंग गति को रोटरी गति में परिवर्तित करता है। यह रोटरी गति इंजन के विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए आगे ट्रांसमिट की जाती है।
प्रोपल्शन इंजन में इसका उपयोग प्रोपेलर शाफ़्ट को घुमाने के लिए किया जाता है और जेनरेटर के लिए इसका उपयोग अल्टरनेटर को घुमाने के लिए किया जाता है।
अन्य घटकों का कार्य क्रैंकशाफ्ट की सही रिवोल्यूशन पर निर्भर करता है जैसे फायरिंग ऑर्डर और ईंधन इंजेक्शन टाइमिंग कैमशाफ्ट का काम है।यदि क्रैंकशाफ्ट का एक भी भाग ख़राब हो जाए तो इंजन रुक जाएगा।
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट संरचना
मुख्य जर्नल: ये क्रैंकशाफ्ट के एंकर की तरह होते हैं। वे मुख्य बीयरिंगों में फिट होते हैं और केंद्रीय धुरी के रूप में कार्य करते हैं जिसके चारों ओर क्रैंकशाफ्ट घूमता है।
कनेक्टिंग रॉड्स: ये क्रैंकशाफ्ट के विशेष भागों क्रैंक पिन से जुड़ती हैं । वे इंजन के पिस्टन से क्रैंकशाफ्ट तक शक्ति स्थानांतरित करने में मदद करते हैं।
क्रैंक वेब्स: ये क्रैंक पिन (क्रैंकशाफ्ट पर विशेष भाग) को मुख्य जर्नल से जोड़ते हैं। वे क्रैंकशाफ्ट को मजबूत बने रहने में मदद करते हैं।
काउंटरवेट: ये झूले पर रखे वजन की तरह होते हैं। वे क्रैंकशाफ्ट को संतुलित करने में मदद करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि इंजन चलने पर यह बहुत अधिक डगमगाता या हिलता नहीं है।
सरल शब्दों में क्रैंकशाफ्ट में मुख्य जर्नल होते हैं जो बीयरिंग में फिट होते हैं, कनेक्टिंग रॉड्स जो विशेष भागों से जुड़ते हैं जिन्हें क्रैंक पिन कहा जाता है, क्रैंक वेब्स जो पुल की तरह काम करते हैं, और काउंटरवेट होते हैं जो सब कुछ संतुलित रखते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि इंजन सुचारू रूप से चले, ये सभी भाग एक साथ काम करते हैं।
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट की शारीरिक रचना
डीजल इंजन में क्रैंकशाफ्ट एक बुनियादी धातु की छड़ की तरह लग सकता है, लेकिन यह इंजन के संचालन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। आइए इसे अधिक समझने योग्य शब्दों में तोड़ें।
क्रैंकशाफ्ट से इंजन की "पावर ट्रांसफार्मर" की जाती है। इसकी मुख्य भूमिका पिस्टन की ऊपर-नीचे गति को घूमने वाली शक्ति में परिवर्तित करना है जो वाहन को आगे बढ़ाती है। ऐसा करने के लिए, इसे कुछ महत्वपूर्ण भागों के साथ डिज़ाइन किया गया है।
सबसे पहले, मुख्य और कनेक्टिंग रॉड जर्नल हैं। उन्हें पिस्टन और क्रैंकशाफ्ट के बीच कनेक्टर के रूप में होते है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि ऊर्जा सुचारू रूप से स्थानांतरित हो,उन्हें सावधानीपूर्वक तैयार किया जाना चाहिए।
क्रैंकशाफ्ट पोजिशन सेंसर
सीकेपीएस
क्रैंकशाफ्ट पोजिशन सेंसर (सीकेपी सेंसर) आधुनिक आंतरिक दहन इंजन में एक महत्वपूर्ण घटक है। यह क्रैंकशाफ्ट की स्थिति या घूर्णी गति की निगरानी करता है, ईंधन इंजेक्शन और इग्निशन टाइमिंग को प्रबंधित करने के लिए इंजन नियंत्रण इकाई (ईसीयू) के लिए आवश्यक वास्तविक समय डेटा प्रदान करता है। सीकेपी सेंसर की सटीक कार्यप्रणाली इष्टतम इंजन प्रदर्शन, ईंधन दक्षता और उत्सर्जन नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है। आज के उन्नत इंजनों में, इन सेंसरों के महत्व को कम करके आंका नहीं जा सकता है, क्योंकि वे सुचारू और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करते हैं, संभावित समस्याओं का निदान करते हैं और समग्र वाहन सुरक्षा में योगदान करते हैं।
सीकेपी सेंसर के पांच सबसे महत्वपूर्ण लाभ इंजन प्रदर्शन को बढ़ाने, ईंधन दक्षता में सुधार, हानिकारक उत्सर्जन को कम करने, विश्वसनीय नैदानिक जानकारी प्रदान करने और सुरक्षा और विश्वसनीयता बढ़ाने होते है। इन लाभों को समझकर, आप समझेंगे कि आधुनिक ऑटोमोटिव तकनीक में सीकेपी सेंसर अपरिहार्य क्यों हैं।
क्रैंकशाफ्ट निर्माण में प्रयुक्त सामग्री
उच्च शक्ति वाले स्टील मिश्र धातु क्रैंकशाफ्ट के निर्माण में उपयोग किया जाता है। इन स्टील मिश्रधातुओं में ज्यादातर लोहा होता है, जिसमें थोड़ी मात्रा में कार्बन होता है, आमतौर पर 0.25 और 0.45% के बीच।
इस कार्बन सामग्री को अक्सर कार्बन के "25 से 45 अंक" के रूप में व्यक्त किया जाता है। ये स्टील मिश्र धातुएं अतिरिक्त मिश्रधातु घटकों को जोड़ती हैं, जिनमें से प्रत्येक को विशेष गुणों के साथ तैयार उत्पाद प्रदान करने के लिए सावधानीपूर्वक चुना जाता है।
इन वांछित गुणों में सतह पर और क्रैंकशाफ्ट के मूल में कठोरता, अंतिम तन्य शक्ति, उपज शक्ति, सहनशक्ति सीमा थकान शक्ति, लचीलापन, प्रभाव प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और उच्च तापमान स्थितियों के प्रतिरोध शामिल हैं।
क्रैंकशाफ्ट को मजबूत और टिकाऊ बनाने के लिए इन कार्बन स्टील्स में मिश्रित सामग्री में मैंगनीज, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, निकल, सिलिकॉन, कोबाल्ट, वैनेडियम और कभी-कभी एल्यूमीनियम और टाइटेनियम शामिल होते हैं। इनमें से प्रत्येक चीज़ सामग्री में अलग-अलग गुण जोड़ती है, जिससे वह विशेष बन जाती है।मिश्रण में कार्बन की मात्रा एक बड़ी बात है। यह तय करता है कि गर्म और उपचारित होने पर क्रैंकशाफ्ट कितना मजबूत और कठोर हो सकता है।
तो सरल शब्दों में यह विभिन्न सामग्रियों के साथ यह सुनिश्चित करने के लिए कि क्रैंकशाफ्ट सख्त है और अच्छा प्रदर्शन करता है, इन सामग्रियों को सावधानीपूर्वक चुना जाता है और कितना कार्बन उपयोग किया गया है यह सब एक मजबूत और विश्वसनीय क्रैंकशाफ्ट के लिए सही मिश्रण प्राप्त करने के बारे में है।
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट के प्रकार
सेमी बिल्ट,फूली बिल्ट और वेल्डेड प्रकार की होते है।
सेमी बिल्ट डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट: इस डिज़ाइन में, क्रैंक थ्रो और पिन अलग-अलग डाले जाते हैं। एक ही फोर्जिंग का उपयोग दो वेब और क्रैंक पिन के साथ थ्रो के लिए किया जाता है। मुख्य जर्नलों को अलग से मशीनीकृत किया जाता है और क्रैंक वेब के ड्रिल किए गए छिद्रों में सिकोड़कर फिट किया जाता है। लाभ क्रैंकपिन और वेब के लिए एकल फोर्जिंग है, जो ताकत से समझौता किए बिना वजन कम करता है। हालाँकि, सिकुड़ती फिटिंग से घेरा तनाव पैदा हो सकता है जिससे दरारें पड़ सकती हैं, जिसे इकाई संतुलन के माध्यम से रोका जा सकता है।
फूली बिल्ट डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट: सभी घटकों को अलग से बनाया गया है वेब, क्रैंकपिन और मुख्य जर्नल अलग-अलग बनाए जाते हैं। क्रैंक पिन और जर्नल को मशीनीकृत किया जाता है और मिलान छेद के साथ गर्म जाले में सिकोड़कर फिट किया जाता है। स्थान के लिए डॉवल्स की अनुशंसा नहीं की जाती क्योंकि वे तनाव पैदा कर सकते हैं।
वेल्डेड डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट: इस प्रकार में विभिन्न क्रैंकशाफ्ट भागों को एक साथ वेल्डिंग करना शामिल है। क्रैंकशाफ्ट की अखंडता और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए वेल्ड उच्च गुणवत्ता वाले होने चाहिए। क्रैंकशाफ्ट में कमज़ोरियों या विफलताओं से बचने के लिए उचित वेल्डिंग तकनीक और सामग्री का चयन महत्वपूर्ण है।
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट विफलता के कारण
डीजल इंजन में क्रैंकशाफ्ट आवश्यक घटक हैं, लेकिन वे विभिन्न कारणों से विफल हो सकते हैं। डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट विफलता के आठ सामान्य कारण यहां दिए गए हैं:
लोड पर इंजन की तेज गति: भारी भार के तहत इंजन को अत्यधिक तेज गति से चलाने से क्रैंकशाफ्ट पर अत्यधिक दबाव पड़ सकता है, जिससे संभावित विफलता हो सकती है।
दोषपूर्ण अल्टरनेटर से बिजली की असामान्य सप्लाई के कारण समय के साथ क्रैंकशाफ्ट को नुकसान पहुँचा सकती हैं।
ऑयल होल के ब्लॉक होने से क्रैंकपिन में लुब्रिकेशन ना होने से यह क्रैंकशाफ्ट को कमजोर कर सकता है और अंततः विफलता का कारण बन सकता है।
भारी कंपन और मरोड़: इंजन में अत्यधिक कंपन और मरोड़ क्रैंकशाफ्ट के क्रैंकपिन और मुख्य जर्नल में दरारें पैदा कर सकता हैl।
स्नेहन की कमी: बीयरिंग विफलताओं का कारण अपर्याप्त स्नेहन होता है, जो क्रैंकशाफ्ट को काफी नुकसान पहुंचा सकता है।
सिलेंडर के अधिक दबाव के कारण हाइड्रोलिक लॉक: यदि सिलेंडर में पानी का रिसाव होता है, तो यह हाइड्रोलिक लॉक का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सिलेंडर के भीतर अत्यधिक दबाव हो सकता है। यह दबाव क्रैंकशाफ्ट पर अत्यधिक बल लगा सकता है, जिससे संभावित रूप से क्षति हो सकती है।
जर्नल्स और वेब्स के बीच विकसित होने वाली दरारें क्रैंकशाफ्ट को कमजोर कर सकती हैं, जिससे अंततः विफलता हो सकती है।
गलत एलाइन क्रैंकशाफ्ट: यदि क्रैंकशाफ्ट ठीक से संरेखित नहीं है तो यह असमान तनाव का अनुभव कर सकता है जिससे समय से पहले घिसाव हो सकता है और अंततः विफलता हो सकती है।
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट मिस अलाइनमेंट के कारण मुख्य बियरिंग डैमेज हो सकता है,
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट विफलता को कैसे रोकें
कंपन को तुरंत समाप्त करें और भारी कंपन के साथ इंजन को लंबे समय तक चलाने से बचें।
फाउंडेशन बोल्ट का नियमित रूप से निरीक्षण करें यह सुनिश्चित करने के लिए कि वे सुरक्षित हैं, इंजन के फाउंडेशन बोल्ट की नियमित रूप से जांच करें।
इंजन ट्यूनिंग बनाए रखें: क्रैंकशाफ्ट पर अनुचित तनाव को रोकने के लिए इंजन को अच्छी तरह से ट्यून रखें।
क्रैंकशाफ्ट डिफ्लेक्शन की निगरानी करें: किसी भी संभावित समस्या का जल्द पता लगाने के लिए क्रैंकशाफ्ट के डिफ्लेक्शन की नियमित जांच और निगरानी करें।
उचित संरेखण सुनिश्चित करें: गलत संरेखण संबंधी समस्याओं को रोकने के लिए इंजन और अल्टरनेटर को निर्धारित सीमा के भीतर ठीक से संरेखित रखें।
धातु के कणों की जाँच करें: रखरखाव के दौरान, किसी भी धातु के कण के लिए ल्यूब ऑयल फ़िल्टर डिस्क का निरीक्षण करें जो समस्याओं का संकेत दे सकता है।
समय-समय पर चिकनाई वाले तेल का नमूना लेना: इसकी गुणवत्ता का आकलन करने और संभावित मुद्दों की पहचान करने के लिए समय-समय पर चिकनाई वाले तेल का नमूना और जांच करवाएं।
गवर्नर रखरखाव: समय-समय पर इंजन के गवर्नर को खराब होने से बचाने के लिए बनाए रखें जिससे ओवर-स्पीडिंग हो सकती है।
ओवरलोडिंग से बचें: क्रैंकशाफ्ट पर अत्यधिक तनाव से बचने के लिए इंजन पर ओवरलोडिंग रोकें।
इंजन की गति पर नजर रखें: क्रैंकशाफ्ट की सुरक्षा के लिए इंजन को अत्यधिक तेज गति से चलाने से बचें।
उपकरण परीक्षण आयोजित करें: यह सुनिश्चित करने के लिए कि वे सही ढंग से काम कर रहे हैं और संभावित मुद्दों की पहचान करने में मदद कर सकते हैं, विभिन्न इंजन उपकरणों पर फ़ंक्शन परीक्षण करें।
इन निवारक उपायों का पालन करने से डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट की विफलता का जोखिम काफी कम हो सकता है और इंजन का जीवनकाल बढ़ सकता है।
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट मिस अलाइनमेंट के प्राथमिक लक्षण
बढ़ा हुआ कंपन
ऊंचा बॉडी कास्टिंग तापमान
फाउंडेशन बोल्ट का बार-बार ढीला होना या टूटना
शिम्स और डॉवेल्स ढीले होते जा रहे हैं
सील्स पर अत्यधिक रिसाव
युग्मन विफलता की उच्च दर
समय से पहले और बार-बार असर की विफलता
डीजल इंजन क्रैंकशाफ्ट मिस अलाइनमेंट को मापना और ठीक करना
डीजल इंजन के क्रैंकशाफ्ट को संरेखित करते समय, याद रखने के लिए कुछ बुनियादी सिद्धांत हैं, विशेष रूप से समानांतर और कोणीय मिस अलाइनमेंट के संबंध में यहां शामिल प्रमुख घटकों और चरणों का विवरण दिया गया है:
1. संदर्भ बिंदु: संरेखण प्रक्रिया के दौरान लगातार संदर्भ बिंदु बनाए रखना महत्वपूर्ण है। इन संदर्भ बिंदुओं में किसी भी परिवर्तन के परिणामस्वरूप अपूर्ण संरेखण हो सकता है।
संरेखण प्रक्रिया में घटक:
चल घटक: यह उस हिस्से को संदर्भित करता है जो संरेखण के दौरान चलता है। ज्यादातर मामलों में, यह जनरेटर है क्योंकि इंजन की तुलना में इसे समायोजित करना आसान है।
स्थिर घटक: प्राइम मूवर, आमतौर पर इंजन, स्थिर रहता है और संरेखण के लिए संदर्भ बिंदु के रूप में कार्य करता है।
रनआउट मापना:
शाफ्ट रनआउट: शाफ्ट रनआउट की जांच करने के लिए, एक निश्चित सतह पर डायल गेज रखें और पॉइंटर को पहिये के सामने रखें। शाफ्ट को एक पूर्ण क्रांति के माध्यम से घुमाएं, और गेज रीडिंग में कोई भी बदलाव शुरुआती बिंदु के साथ एक समस्या का संकेत देता है।
फेस रनआउट: इसमें डायल गेज को एक निश्चित सतह पर रखना और पॉइंटर को फ्लाईव्हील की परिधि पर स्थित करना शामिल है। किसी भी ऑफ-सेंटर व्यास रीडिंग को मापने के लिए फ्लाईव्हील को पूरी क्रांति के माध्यम से घुमाएं।
समानता मापना:
दो घटकों के बीच समानता को मापने के लिए, डायल गेज को एक निश्चित सतह पर और पॉइंटर को पहिये पर रखते हुए शाफ्ट को एक पूर्ण क्रांति द्वारा घुमाएं।
इन चरणों और सिद्धांतों का पालन करके, आप उचित संरेखण और इष्टतम इंजन प्रदर्शन सुनिश्चित करते हुए, डीजल इंजन के क्रैंकशाफ्ट में गलत संरेखण को प्रभावी ढंग से माप और सही कर सकते हैं।
क्रैंकशाफ्ट विक्षेपण: महत्व को समझना
वेब विक्षेपण
इंजन में क्रैंकशाफ्ट एक महत्वपूर्ण घटक है जो समर्थन के लिए मुख्य बीयरिंग पर निर्भर करता है। ये बेयरिंग घूमते समय क्रैंकशाफ्ट का भार सहन करते हैं। समय के साथ, जैसे-जैसे इंजन लगातार चलता रहता है, इन बियरिंग्स में टूट-फूट होने लगती है। बियरिंग्स वियर का पैटर्न इंजन की विभिन्न परिचालन स्थितियों पर निर्भर करेगा।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि बीयरिंग के घिसने के साथ, क्रैंकशाफ्ट की केंद्रीय धुरी ऊपर या नीचे की स्थिति में स्थानांतरित हो जाएगी। यहां तक कि इस मामूली बदलाव से भी क्रैंकशाफ्ट को संचालन के दौरान अपने क्रैंक जाल में तनाव का अनुभव हो सकता है। इस समस्या का पता लगाने और उसे ठीक करने के लिए, OEM अनुशंसाओं के अनुसार निर्दिष्ट अंतराल पर क्रैंकशाफ्ट विक्षेपण को मापना आवश्यक है।
क्रैंकशाफ्ट वेब विक्षेपण को मापते समय ध्यान रखने योग्य कुछ मुख्य बिंदु यहां दिए गए हैं:
मापने की स्थितियों में स्थिरता: सटीक और विश्वसनीय विक्षेपण रीडिंग सुनिश्चित करने के लिए लगातार मापने की स्थितियों को बनाए रखना आवश्यक है। स्थितियों में कोई भी बदलाव परिणामों को प्रभावित कर सकता है।
इंजन ठंडा होने पर मापें: सटीक रीडिंग प्राप्त करने के लिए, इंजन ठंडा होने पर विक्षेपण मापें। इसके अतिरिक्त, माप के लिए उपयोग किए जाने वाले डायल गेज का तापमान इंजन के समान तापमान पर होना उचित है।
इंजन को यथासंभव लंबे समय तक चलाने के लिए और गंभीर थकान के स्तर से बचने के लिए जिसके परिणामस्वरूप क्रैंकशाफ्ट विफलता हो सकती है, क्रैंकशाफ्ट विक्षेपण को समझना और उसकी निगरानी करना आवश्यक है।
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