V8 इंजन क्रैंकशाफ्ट को मोटे तौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है, एक क्रॉस क्रैंकशाफ्ट और दूसरा फ्लैट क्रैंकशाफ्ट। सबसे बड़ा अंतर यह है कि प्रत्येक दो क्रैंकशाफ्ट के बीच का कोण 180 डिग्री के बजाय 90 डिग्री होता है। प्लेन क्रैंकशाफ्ट V8 इंजन में एक सरल संरचना और छोटी जड़ता होती है, जो सुपर कंपन के साथ उच्च क्रांतियों और इंजन प्रतिक्रिया के लिए अनुकूल है...

इंजन यांत्रिक कंपन की दो अवधारणाएँ हैं: प्रथम-क्रम कंपन और द्वितीय-क्रम कंपन

जैसे तीन सिलेंडर मशीन

किसी भी क्षण जब क्रैंकशाफ्ट घूमता है, तो न केवल ऊपर और नीचे पिस्टन की संख्या हमेशा भिन्न होती है, सिलेंडर 1 और सिलेंडर 3 के पिस्टन की गति दिशाएं हमेशा विपरीत होती हैं, जिससे इंजन न केवल ऊपर और नीचे कंपन करता है, बल्कि आगे-पीछे दोलन करता है। यदि आप इसे बड़े पैमाने पर उत्पादित कार पर उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको इसे बैलेंस शाफ्ट से लैस करना होगा, अन्यथा आप इसका उपयोग इलेक्ट्रिक खिलौना चलाने के लिए कर सकते हैं। जैसा कि कहा जाता है: तीन सिलेंडर ने दुनिया को चौंका दिया।

लेकिन आम चार सिलेंडर वाली मशीन

ऐसा प्रतीत होता है कि दो सिलेंडर ऊपर की ओर जाते हैं जबकि दो सिलेंडर नीचे की ओर जाते हैं। क्या यह एक आदर्श इंजन है?

चार-सिलेंडर इंजन के आधे हिस्से को अलग से विश्लेषण करने के लिए, यह पता लगाना मुश्किल नहीं है कि क्रैंक कनेक्टिंग रॉड के ज्यामितीय विन्यास के कारण, ऊपर की ओर पिस्टन की गति हमेशा नीचे की ओर पिस्टन की गति से तेज होती है, जिसके कारण इंजन क्रैंकशाफ्ट के हर 180 डिग्री पर ऊपर और नीचे कंपन करता है। .

समाधान? एक संतुलन शाफ्ट जो क्रैंकशाफ्ट से दोगुनी तेजी से घूमता है। यह कहा जा सकता है कि 1970 के दशक में मित्सुबिशी द्वारा पहली बार बड़े पैमाने पर उत्पादित 4-सेगमेंट इंजन में दोहरे बैलेंस शाफ्ट को लागू करने के बाद, इस प्रकार के इंजन का वास्तव में भविष्य था।

हालाँकि, शुरुआती चार-सिलेंडर इंजन क्रैंकशाफ्ट का कोई प्रतिकार भी नहीं था। उस समय मशीनिंग प्रक्रिया की समस्याओं के अलावा, इंजन की गति वर्तमान डीजल इंजन की तुलना में कम थी।

इसलिए 1910 के दशक में, कैडिलैक और फोर्ड डिजाइनर 90-डिग्री कोण और काउंटरवेट के माध्यम से कंपन समस्या को हल करना चाहते थे। (लेकिन सिद्धांत रूप में, समतल अक्ष को इस डिज़ाइन की आवश्यकता नहीं है)

उस समय साइड वाल्व V8 और साधारण फ्लैट क्रैंकशाफ्ट

90° शामिल कोण इंजन का लाभ यह है कि क्रैंकशाफ्ट पर संतुलन भार का उपयोग सिलेंडर की दूसरी पंक्ति में पिस्टन की गति से उत्पन्न कंपन टॉर्क को ऑफसेट करने के लिए किया जा सकता है। यह सिद्धांत कई जोड़ी सिलेंडरों वाले 90-डिग्री वी-प्रकार इंजन पर लागू होता है।

उदाहरण के लिए, जब ऊपरी सिलेंडर ऊपर की ओर बढ़ता है, तो काउंटरवेट नीचे की ओर बढ़ता है। वामावर्त घूमते समय, काउंटरवेट की गति 6 बजे मुड़ने के बाद नीचे दाईं ओर इंगित करती है, लेकिन दाईं से बाईं ओर जाने वाला पिस्टन इस क्षण का प्रतिकार करता है।

लेकिन 1920 के दशक में, इंजन की गति में वृद्धि हुई, और माध्यमिक कंपन की समस्या अधिक से अधिक स्पष्ट हो गई, इसलिए अधिकांश बड़े पैमाने पर उत्पादित V8 इंजन क्रॉस क्रैंकशाफ्ट से सुसज्जित होने लगे।

क्रॉस क्रैंकशाफ्ट (ऊपर) और प्लेन क्रैंकशाफ्ट (नीचे) के बीच सबसे बड़ा अंतर यह है कि प्रत्येक दो क्रैंकशाफ्ट के बीच का कोण 180 डिग्री के बजाय 90 डिग्री है। प्लेन क्रैंकशाफ्ट V8 में स्ट्रेट 4 इंजन की तरह ही द्वितीयक कंपन की समस्या होगी, और सिलेंडर की दो पंक्तियों के बीच 90-डिग्री का अंतराल भी 180-डिग्री कंपन को सुपरइम्पोज़ करने का कारण बनेगा। क्रॉस क्रैंकशाफ्ट इसलिए है क्योंकि 180 डिग्री से अलग किए गए क्रैंकशाफ्ट के दो सेटों के बीच का अंतर 180 डिग्री के बजाय 90 डिग्री है। द्वितीयक कंपन की आवृत्ति समतल क्रैंकशाफ्ट की केवल आधी होती है, और आयाम बहुत कम हो जाता है।

90-डिग्री इंजन के फायदे याद हैं? काउंटरवेट जोड़ने के बाद समस्या हल हो जाती है

लेकिन समस्या यहीं आती है. चूंकि सिलेंडर की प्रत्येक पंक्ति में दो पिस्टन होते हैं जो 90-डिग्री के अंतराल पर शीर्ष मृत केंद्र तक पहुंचते हैं, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि इग्निशन अनुक्रम कैसे व्यवस्थित किया जाता है, सिलेंडर की प्रत्येक पंक्ति में 90-डिग्री के अंतराल पर दो इग्निशन होंगे, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर निकास हस्तक्षेप होगा (अर्थात, सामान्य V8 इंजन कृषि मशीनरी से निकलने वाले शोर के कारण के समान हैं)।

इसलिए, कम गति पर सफाई क्षमता बढ़ाने के लिए, सामान्य सिविल V8 निकास के बीच में एक एच-प्रकार या एक्स-प्रकार संतुलन पाइप डिजाइन करेगा, और प्रभाव को कम करने के लिए दो निकासों के बीच दबाव अंतर का उपयोग करेगा। निकास हस्तक्षेप.

कुछ प्रदर्शन-केंद्रित V8s अधिक पेचीदा डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, फोर्ड जीटी का एग्जॉस्ट पाइप बगल के इग्निशन सिलेंडर को दूसरी तरफ एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड से जोड़ता है। इससे भी अधिक (उन्मादी बीएमडब्ल्यू) निकास को समाप्त करने में संकोच नहीं करता है। अधिक जटिल एग्ज़ॉस्ट मैनिफोल्ड्स का उपयोग करने के लिए वी के अंदर तक माप किया गया

इसलिए क्रॉस क्रैंकशाफ्ट उच्च-प्रदर्शन वाले इंजनों के लिए अच्छी बात नहीं है। हालांकि कंपन छोटा है, भारी काउंटरवेट के कारण इंजन की आंतरिक जड़ता बहुत बड़ी हो जाती है, जो संवेदनशील इंजन प्रतिक्रिया और उच्च गति की प्राप्ति के लिए अनुकूल नहीं है, वजन में कमी का उल्लेख नहीं है। इसके अलावा, निकास हस्तक्षेप भी प्रदर्शन इंजन का एक प्रमुख निषेध है। इसलिए यूरोपीय उच्च-प्रदर्शन V8 इंजन अभी भी एक फ्लैट क्रैंकशाफ्ट का उपयोग करने पर जोर देता है।

प्लेन क्रैंकशाफ्ट V8 मूल रूप से दो सीधे 4s को एक साथ वेल्ड करता है। चूँकि ऊपर और नीचे चलने वाले पिस्टन हमेशा जोड़े में होते हैं, इसलिए प्राथमिक कंपन की कोई समस्या नहीं होगी, लेकिन दोहरे माध्यमिक कंपन के लिए भारी संतुलन शाफ्ट की आवश्यकता होगी। साथ सौदा करने के लिए। बैलेंस शाफ्ट के जुड़ने से द्रव्यमान और जड़ता का क्षण बढ़ जाता है, इसलिए ये प्रदर्शन इंजन लक्षणों का इलाज करने के लिए शॉर्ट-स्ट्रोक पिस्टन और मजबूत संरचनाओं का उपयोग करते हैं, न कि इन कंपनों को कम करने के लिए मूल कारण का।

विमान क्रैंकशाफ्ट V8 का फायरिंग क्रम बहुत सरल है, और इसमें कोई समस्या नहीं है कि क्रॉस क्रैंकशाफ्ट V8 और निकास सिलेंडर क्रमिक रूप से प्रज्वलित होते हैं। सिलेंडर जो काम करते हैं वे हमेशा क्रॉस अक्ष की तरह बाएँ-दाएँ-बाएँ-बाएँ-दाएँ-बाएँ-दाएँ-दाएँ के बजाय बाएँ-दाएँ-बाएँ-दाएँ-बाएँ-दाएँ-बाएँ-दाएँ... होते हैं, इसलिए वहाँ वायु हस्तक्षेप की समस्याओं के लिए कोई पंक्ति नहीं है, आप उच्च क्रांतियों पर शक्ति बढ़ाने के लिए पारंपरिक समान लंबाई निकास मैनिफोल्ड का उपयोग कर सकते हैं।

क्रॉस शाफ्ट

लाभ: कम कंपन और सुचारू संचालन

नुकसान: भारी वजन, बड़ी जड़ता, निकास हस्तक्षेप

समतल अक्ष

लाभ: सरल संरचना, कम जड़ता, उच्च गति और इंजन प्रतिक्रिया के लिए अच्छा

नुकसान: महान कंपन