ઓટોમોટિવ એન્જિન લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ્સના મૂળભૂત ખ્યાલો
ઓટોમોટિવ એન્જિનમાં લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ સૌથી મહત્વપૂર્ણ સિસ્ટમોમાંની એક છે. યોગ્ય લ્યુબ્રિકેશન વિના, એન્જિનના ઘટકો અતિશય ઘર્ષણ, તાપમાનમાં વધારો, ઝડપી ઘસારો અને સંપૂર્ણ નિષ્ફળતા, જેમ કે જપ્તીનો અનુભવ કરશે. લ્યુબ્રિકેશન ફક્ત "એન્જિનને લપસણો બનાવવું" કરતાં વધુ છે, પરંતુ તેમાં અનેક મહત્વપૂર્ણ કાર્યોનો સમાવેશ થાય છે: ઘર્ષણ ઘટાડવું, ઠંડુ કરવું, સફાઈ કરવી, કાટ અટકાવવા અને ચોક્કસ વિસ્તારોમાં સીલ જાળવવામાં મદદ કરવી. આ લેખ ઓટોમોટિવ એન્જિન લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ્સના મૂળભૂત ખ્યાલોની ચર્ચા કરે છે, તેમના કાર્યકારી સિદ્ધાંતો, મુખ્ય ઘટકો, સિસ્ટમ પ્રકારો, મૂળભૂત જાળવણી સુધી.
૧. લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમની વ્યાખ્યા અને હેતુ
લુબ્રિકેશન એ બે ધાતુની સપાટીઓ વચ્ચે તેલનો સ્તર સાપેક્ષ ગતિમાં લગાવવાની પ્રક્રિયા છે. તેલનું સ્તર એક ફિલ્મ બનાવે છે જે સપાટીઓને અલગ કરે છે, જેનાથી ધાતુ-થી-ધાતુનો સંપર્ક ઓછો થાય છે. આંતરિક કમ્બશન એન્જિનમાં, ક્રેન્કશાફ્ટ, બેરિંગ્સ, કેમશાફ્ટ, પિસ્ટન અને સિલિન્ડર દિવાલો જેવા ઘટકો ખૂબ જ ઝડપથી ખસે છે અને ઊંચા ભારનો ભોગ બને છે; આ પરિસ્થિતિઓ લુબ્રિકેશનને એક સંપૂર્ણ આવશ્યકતા બનાવે છે.
લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમના મુખ્ય ઉદ્દેશ્યોમાં શામેલ છે:
1. ઓઇલ ફિલ્મ બનાવીને ઘર્ષણ અને ઘસારો ઘટાડે છે.
2. ઘર્ષણ વિસ્તારમાંથી તેલના તપેલા સુધી અથવા ઓઇલ કૂલર દ્વારા ગરમી વહન કરીને ઘટકોને ઠંડુ કરવા.
3. ઘર્ષણના કણો, સૂટ અને દૂષકોને તેલ ફિલ્ટરમાં પરિવહન કરીને ગંદકી સાફ કરે છે.
4. કાટ અને કાટ લાગતા અટકાવે છે કારણ કે તેલ એક રક્ષણાત્મક સ્તર બનાવે છે અને તેમાં કાટ-રોધી ઉમેરણો હોય છે.
૫. સીલિંગ સુધારે છે, ખાસ કરીને પિસ્ટન રિંગ-સિલિન્ડર દિવાલ પર, સંકોચન જાળવવામાં મદદ કરે છે.
6. ઘટકો વચ્ચે સૂક્ષ્મ અથડામણને કારણે થતા અવાજ અને કંપનો ઘટાડે છે.
2. લુબ્રિકેશનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત: ઓઇલ ફિલ્મ
સૈદ્ધાંતિક રીતે, લુબ્રિકેશન બે સપાટીઓ વચ્ચે તેલની ફિલ્મ બનાવીને કાર્ય કરે છે. ઘણી લુબ્રિકેશન પદ્ધતિઓ છે:
– બાઉન્ડ્રી લુબ્રિકેશન: ખૂબ જ પાતળી ઓઇલ ફિલ્મ, જે કોલ્ડ સ્ટાર્ટ અથવા વધુ ભાર દરમિયાન થાય છે. એન્ટી-વેર એડિટિવ્સ (દા.ત., ZDDP) મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
– મિશ્ર લુબ્રિકેશન: કેટલાક ભારને ઓઇલ ફિલ્મ દ્વારા ટેકો આપવામાં આવે છે, કેટલાકમાં હજુ પણ સૂક્ષ્મ સંપર્ક હોય છે.
– હાઇડ્રોડાયનેમિક લ્યુબ્રિકેશન: ઓઇલ ફિલ્મ એકદમ જાડી હોય છે, જેની સપાટીઓ તેલ દ્વારા સંપૂર્ણપણે અલગ થઈ જાય છે. જ્યારે એન્જિન સ્થિર રીતે ચાલી રહ્યું હોય ત્યારે ક્રેન્કશાફ્ટ બેરિંગ્સમાં આ ઘણીવાર થાય છે.
– ઇલાસ્ટોહાઇડ્રોડાયનેમિક (EHL): રોલર/ગિયર સંપર્કોમાં સામાન્ય, ફિલ્મ ખૂબ જ ઊંચા દબાણ અને સપાટીના સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિ દ્વારા બને છે.
એન્જિનમાં, ધ્યેય બેરિંગ્સ અને ગંભીર ઘર્ષણ વિસ્તારોમાં હાઇડ્રોડાયનેમિક સ્થિતિ જાળવવાનો છે. જોકે, શરૂ કરતી વખતે અને બંધ કરતી વખતે, બાઉન્ડ્રી લુબ્રિકેશન અનિવાર્ય છે. તેથી, તેલની ગુણવત્તા અને તેલ પુરવઠા પ્રણાલી મહત્વપૂર્ણ છે.
3. એન્જિન લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકો
એન્જિન ડિઝાઇન અલગ અલગ હોવા છતાં, લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમના મૂળભૂત ઘટકોમાં સામાન્ય રીતે શામેલ છે:
a) તેલનું વાસણ (સમ્પ)
તેલનું તપેલું એક જળાશય તરીકે કામ કરે છે જ્યાં તેલ પરિભ્રમણમાંથી પાછું ફરે ત્યારે એકઠું થાય છે. આ તે જગ્યા છે જ્યાં ક્રેન્કકેસની આસપાસ હવાના પ્રવાહ દ્વારા તેલ નિષ્ક્રિય રીતે ઠંડુ થાય છે. તેલનું તપેલું મર્યાદિત માત્રામાં ગંદકી પણ એકઠી કરે છે.
b) તેલ પંપ
ઓઇલ પંપનું કામ ઓઇલ પેનમાંથી એન્જિનના તમામ ભાગોમાં ચોક્કસ દબાણ અને પ્રવાહ દરે તેલનું પરિભ્રમણ કરવાનું છે. સામાન્ય પંપ પ્રકારોમાં શામેલ છે:
- ગિયર પંપ: સરળ, મજબૂત, વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતો.
- ટ્રોકોઇડ/જીરોટર પંપ: કાર્યક્ષમ અને કોમ્પેક્ટ, આધુનિક એન્જિનોમાં લોકપ્રિય.
પંપ સામાન્ય રીતે ક્રેન્કશાફ્ટ, ટાઇમિંગ ચેઇન અથવા કેમશાફ્ટ મિકેનિઝમ દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે.
c) ઓઇલ ફિલ્ટર (ઓઇલ સ્ટ્રેનર / પિકઅપ સ્ક્રીન)
મોટા કાટમાળ (ફ્લેક્સ, કાદવ) ને જાળવી રાખવા માટે પંપ સક્શન પાઇપ પર એક બરછટ ફિલ્ટર. બારીક તેલ ફિલ્ટરથી અલગ.
ડી) ઓઇલ ફિલ્ટર
તેલ ફિલ્ટર મુખ્ય લાઇનમાં તેલ પ્રવેશે તે પહેલાં સૂક્ષ્મ કણો દૂર કરે છે. આધુનિક ફિલ્ટર્સ સામાન્ય રીતે સ્પિન-ઓન અથવા કારતૂસ પ્રકારના હોય છે. ફિલ્ટરમાં સામાન્ય રીતે શામેલ હોય છે:
- બાયપાસ વાલ્વ: જ્યારે ફિલ્ટર ભરાય છે ત્યારે ખુલે છે જેથી તેલનો પ્રવાહ ચાલુ રહે (ભલે તે સંપૂર્ણ રીતે ફિલ્ટર ન થાય).
- એન્ટી-ડ્રેનબેક વાલ્વ (કેટલીક ડિઝાઇન પર): એન્જિન બંધ હોય ત્યારે તેલ પાછું વહેતું અટકાવે છે, જે શરૂ કરતી વખતે તેલનું દબાણ ઝડપથી વધવામાં મદદ કરે છે.
e) પ્રેશર રિલીફ વાલ્વ
આ વાલ્વ તેલના દબાણને ખૂબ વધારે થતું અટકાવે છે. જ્યારે દબાણ મર્યાદા કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે વાલ્વ ખુલે છે અને પ્રવાહનો કેટલોક ભાગ ઇનટેક બાજુ અથવા તેલના તપેલામાં પાછો ફરે છે.
f) ઓઇલ ગેલેરીઓ અને આંતરિક ચેનલો
ઓઇલ ગેલેરીઓ એ એન્જિન બ્લોક અને સિલિન્ડર હેડમાં આંતરિક "પાઇપો" છે જે દબાણયુક્ત તેલને મુખ્ય બેરિંગ્સ, કનેક્ટિંગ રોડ બેરિંગ્સ, કેમશાફ્ટ, રોકર આર્મ્સ અને ચોક્કસ સમય મિકેનિઝમ્સ સુધી પહોંચાડે છે.
g) ઓઇલ કુલર - વૈકલ્પિક
અમુક વાહનો (ઉચ્ચ-પ્રદર્શન, ડીઝલ, અથવા ભારે-ડ્યુટી વાહનો) માં, સ્નિગ્ધતા અને થર્મલ સ્થિરતા જાળવવામાં મદદ કરવા માટે તેલને ઓઇલ કૂલર દ્વારા ફરતું કરવામાં આવે છે.
h) ઓઇલ પ્રેશર સેન્સર અને સૂચક
ઓઇલ પ્રેશર સેન્સર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ પેનલ પરના સૂચકને સિગ્નલ મોકલે છે. ઓઇલ પ્રેશર ચેતવણી લાઇટ મહત્વપૂર્ણ છે: જ્યારે દબાણ સલામત થ્રેશોલ્ડથી નીચે જાય છે ત્યારે તે ચાલુ થાય છે.
4. લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ્સના પ્રકારો
a) વેટ સમ્પ સિસ્ટમ
રોજિંદા કાર અને મોટરસાઇકલમાં સૌથી સામાન્ય. તેલ એન્જિનની નીચે તેલના તપેલામાં સંગ્રહિત થાય છે અને પંપ દ્વારા ફરતું કરવામાં આવે છે. ફાયદા સરળતા અને ઓછી કિંમત છે. નુકસાન એ છે કે ભારે પરિસ્થિતિઓમાં (તીક્ષ્ણ ખૂણા, ભારે ઑફ-રોડિંગ), જો તેલના તપેલા અને બાફલ ખરાબ રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા હોય તો તેલ ભૂખમરો કરી શકે છે.
b) ડ્રાય સમ્પ સિસ્ટમ
તેલ એન્જિનના ઓઇલ પેનમાં સંગ્રહિત થતું નથી, પરંતુ એક અલગ ટાંકીમાં સંગ્રહિત થાય છે. સ્કેવેન્જ પંપ સમ્પમાંથી તેલ ખેંચે છે અને તેને ટાંકીમાં મોકલે છે, અને પ્રેશર પંપ એન્જિનને તેલ પૂરું પાડે છે. ફાયદાઓમાં આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓમાં વધુ સ્થિર લ્યુબ્રિકેશન, એન્જિનને નીચે માઉન્ટ કરવાની ક્ષમતા (છીછરા ઓઇલ પેન સાથે), અને વધુ સારું તાપમાન નિયંત્રણ શામેલ છે. ગેરફાયદા વધુ જટિલ અને ખર્ચાળ છે.
5. સામાન્ય તેલ પરિભ્રમણ માર્ગ
વેટ સમ્પ મશીન પર લુબ્રિકેશન ફ્લો સામાન્ય રીતે આ પ્રમાણે હોય છે:
૧. તેલના તપેલામાં રહેલું તેલ પિકઅપ અને સ્ટ્રેનર દ્વારા ચૂસવામાં આવે છે.
2. તેલ પંપ તેલને ફિલ્ટર તરફ દબાવશે.
૩. ફિલ્ટર કરેલું તેલ મુખ્ય ગેલેરીમાં પ્રવેશે છે.
4. તેલ ક્રેન્કશાફ્ટના મુખ્ય બેરિંગમાં વહે છે, પછી ક્રેન્કશાફ્ટના આંતરિક બોર દ્વારા પિસ્ટન રોડ બેરિંગમાં જાય છે.
5. કેમશાફ્ટ, લિફ્ટર્સ, રોકર્સ અથવા અન્ય વાલ્વ મિકેનિઝમ્સને લુબ્રિકેટ કરવા માટે તેલ સિલિન્ડર હેડ સુધી વધે છે.
6. થોડું તેલ સિલિન્ડરની દિવાલો અને પિસ્ટનના તળિયે છાંટે છે.
૭. તેલ રીટર્ન લાઇન પરથી તેલના તપેલામાં પાછું ફરે છે, તેની સાથે ગરમી અને ગંદકી વહન કરે છે.
6. એન્જિન તેલ: સ્નિગ્ધતા અને ઉમેરણો
એન્જિન તેલમાં બે મહત્વપૂર્ણ પાસાં છે: બેઝ ઓઇલ અને એડિટિવ્સ. સ્નિગ્ધતા તેલની "જાડાઈ" દર્શાવે છે. 0W-20, 5W-30, અને 10W-40 જેવા SAE ધોરણો નીચા તાપમાને (W પહેલાની સંખ્યા) અને કાર્યકારી તાપમાને (W પછીની સંખ્યા) તેલની લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે. ખૂબ પાતળું તેલ ફિલ્મની જાડાઈ ઘટાડી શકે છે, જ્યારે ખૂબ જાડું તેલ પરિભ્રમણ ધીમું કરી શકે છે, ખાસ કરીને ઠંડા પ્રારંભ દરમિયાન.
આધુનિક તેલમાં ઉમેરણોનો સમાવેશ થઈ શકે છે:
– ડિટર્જન્ટ અને ડિસ્પર્સન્ટ: ગંદકીને વિખેરી નાખે છે જેથી તે કાદવ બનતી નથી.
- વસ્ત્રો વિરોધી: બાઉન્ડ્રી લુબ્રિકેશન દરમિયાન રક્ષણ આપે છે.
- એન્ટી-ઓક્સિડન્ટ: ઊંચા તાપમાને તેલને ઝડપથી ઓક્સિડાઇઝ થતું અટકાવે છે.
- ઘર્ષણ સુધારક: કાર્યક્ષમતા માટે ઘર્ષણ ઘટાડે છે.
- ફોમ-રોધી: ફોમની રચના ઘટાડે છે જે દબાણમાં દખલ કરી શકે છે.
- કાટ અવરોધક અને પોર પોઇન્ટ ડિપ્રેસન્ટ.
7. લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમમાં સામાન્ય સમસ્યાઓ
કેટલીક સામાન્ય સમસ્યાઓ:
- તેલનું ઓછું દબાણ: અપૂરતું તેલ, ઘસાઈ ગયેલો પંપ, ઢીલા બેરિંગ્સ, આંતરિક લીક અથવા ભરાયેલા ફિલ્ટરને કારણે થઈ શકે છે.
– તેલ લીક: ઓઇલ પેન ગાસ્કેટ, ક્રેન્કશાફ્ટ સીલ, છૂટક ફિલ્ટર અથવા ફિલર કેપમાંથી.
– તેલ ઝડપથી ગંદુ થાય છે/કાદવ ભરાય છે: ફેરફારનો અંતરાલ ખૂબ લાંબો હોય છે, એન્જિન ઘણીવાર વધુ ગરમ થાય છે, અથવા તેલની ગુણવત્તા યોગ્ય નથી.
– ફોમિંગ તેલ: તેલનું સ્તર ખૂબ ઊંચું છે, તેલ યોગ્ય નથી, અથવા હવા સિસ્ટમમાં પ્રવેશી ગઈ છે.
ધ્યાન રાખવાના લક્ષણોમાં તેલના દબાણનો પ્રકાશ ચાલુ થવો, એન્જિનનો કઠોર અવાજ/કઠણ, વધતું તાપમાન અને વધુ પડતું તેલનો વપરાશ શામેલ છે.
8. લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમની મૂળભૂત જાળવણી
સૌથી અસરકારક અને સરળ સારવાર છે:
1. વાહન સમતલ સપાટી પર હોય ત્યારે ડિપસ્ટિક વડે નિયમિતપણે તેલનું સ્તર તપાસો.
2. ઉત્પાદકના અંતરાલો (માઇલેજ અથવા સમયના આધારે) અનુસાર તેલ બદલો.
૩. દર વખતે તેલ બદલતી વખતે અથવા ભલામણો અનુસાર તેલ ફિલ્ટર બદલો.
4. ભલામણ કરેલ તેલ સ્પષ્ટીકરણો (SAE અને API/ACEA/ILSAC) નો ઉપયોગ કરો.
5. સીલ/ગાસ્કેટના લીક અને સ્થિતિ તપાસો.
૬. જ્યારે તેલ સંપૂર્ણ રીતે ફરતું ન હોય, ખાસ કરીને ઠંડા સ્ટાર્ટ દરમિયાન, એન્જિનને જોરથી ચાલુ કરવાની આદત ટાળો.
પેનટઅપ
ઓટોમોટિવ એન્જિનની લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમનો મૂળભૂત ખ્યાલ ગતિશીલ ઘટકો વચ્ચે સ્થિર તેલ ફિલ્મ જાળવવા પર કેન્દ્રિત છે. દબાણયુક્ત તેલ પરિભ્રમણ, ગાળણ, દબાણ નિયમન અને તાપમાન વ્યવસ્થાપન દ્વારા, લ્યુબ્રિકેશન એન્જિનને કાર્યક્ષમ, ટકાઉ અને સલામત રીતે ચલાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમના ઘટકો અને સંચાલન સિદ્ધાંતોને સમજવાથી વપરાશકર્તાઓ અને ટેકનિશિયનોને સમસ્યાઓનું વધુ ઝડપથી નિદાન કરવામાં અને યોગ્ય જાળવણી નક્કી કરવામાં મદદ મળે છે. યોગ્ય તેલ અને નિયમિત જાળવણી સાથે, અકાળે ઘસારો અને એન્જિનને ગંભીર નુકસાન થવાનું જોખમ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે.
