எஞ்சின் அமைப்பு விளக்கம்: நேர்க்கோடு, V-வடிவ, மற்றும் தட்டை எஞ்சின்கள்

20ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், வாகனப் பொறியியல் முழு வேகத்தில் முன்னேறிக் கொண்டிருந்தபோது, ஒரு 10-லிட்டர் எஞ்சின் ஒற்றை-சிலிண்டர் அலகாகவோ அல்லது, உதாரணமாக, ஒரு நேர்க்கோடு-எட்டு (straight-eight) ஆகவோ இருக்க முடியும். அக்காலத்தில், 23-லிட்டர் நேர்க்கோடு-ஆறு (straight-six) எஞ்சினையோ அல்லது காரில் பொருத்தப்பட்ட ஏழு-சிலிண்டர் ரேடியல் விமான எஞ்சினையோ பார்த்து யாரும் ஆச்சரியப்படவில்லை.

பெருமளவு உற்பத்தி அதிகரித்து, செலவு அழுத்தங்கள் தீவிரமடைந்தபோது, அனைத்தும் ஒரு ஒழுங்குக்கு வந்தன. ஒற்றை-சிலிண்டர் எஞ்சின் கடந்த காலத்தின் எச்சமாக மாறியது. இன்று, ஒரு வழக்கமான கார் எஞ்சினில் சராசரி சிலிண்டர் இடப்பெயர்ச்சி 300 முதல் 600 கன சென்டிமீட்டர்களுக்கு இடையே இருக்கிறது; குறிப்பிட்ட வெளியீடு இயற்கையாக ஈர்க்கப்படும் டீசலில் சுமார் 35 hp/l முதல், அதிக செயல்திறன் கொண்ட பெட்ரோல் எஞ்சினில் 100 hp/l வரை இருக்கிறது. இவை பெருமளவு சந்தை உற்பத்திக்கான சிறந்த புள்ளிகள் — அவற்றுக்கு வெளியே செல்வது வெறுமனே சிக்கனமானதல்ல.

அப்படியானால் நவீன எஞ்சின் நிலப்பரப்பு எப்படி இருக்கிறது? பொதுவாகச் சொல்வதானால்:

• ஒரு 100 hp எஞ்சினில் பொதுவாக நான்கு சிலிண்டர்கள் இருக்கும்
• ஒரு 200 hp எஞ்சின் வழக்கமாக நான்கு, ஐந்து, அல்லது ஆறு சிலிண்டர்களைப் பயன்படுத்தும்
• ஒரு 300 hp எஞ்சின் பொதுவாக எட்டு சிலிண்டர்களைப் பயன்படுத்தும்

ஆனால் அந்த சிலிண்டர்களை உண்மையில் எப்படி அமைக்க முடியும்? பல-சிலிண்டர் எஞ்சினை வடிவமைக்கும்போது பொறியாளர்களுக்கு என்னென்ன அமைப்பு விருப்பங்கள் இருக்கின்றன? அதை விரிவாகப் பார்ப்போம்.

நேர்க்கோடு எஞ்சின்கள்: எளிமையானவை ஆனால் மேலும் மேலும் நடைமுறைக்குப் பொருந்தாதவை

எந்த ஒரு எஞ்சின் வடிவமைப்பாளரின் மனதிலும் இருக்கும் முதன்மையான கேள்வி, வடிவமைப்பை எப்படி எளிமைப்படுத்துவது என்பதே — உற்பத்திச் செலவை குறைவாகவும், பராமரிப்பை எளிமையாகவும் வைத்திருப்பது. அந்த விஷயத்தில், இன்லைன் (நேர்க்கோடு) எஞ்சின் எளிதில் வெல்கிறது. சிலிண்டர்கள் ஒரே வரிசையில் அமைக்கப்படுகின்றன, மேலும் கொள்ளளவை அதிகரிப்பது என்பது அவற்றில் மேலும் சிலவற்றைச் சேர்ப்பது போல எளிது.

நடைமுறையில் இன்லைன் எஞ்சின் வகைகள் எப்படிப் பிரிகின்றன என்பது இதோ:

• இரண்டு- மற்றும் மூன்று-சிலிண்டர் எஞ்சின்கள் கார்களில் ஒப்பீட்டளவில் அரிதானவை; இருப்பினும் மேம்பட்ட எரிபொருள் உட்செலுத்தல் மற்றும் டர்போசார்ஜிங் காரணமாக இரண்டு-சிலிண்டர் வடிவம் மீண்டும் திரும்பி வருகிறது — Fiat 500 இல் உள்ள 85 hp டர்போசார்ஜ் செய்யப்பட்ட இரண்டு-சிலிண்டர் ஒரு சிறந்த உதாரணம்.
• நேர்க்கோடு-நான்கு பயணிகள் கார் உலகின் முதுகெலும்பு, 1.0 முதல் 2.4 லிட்டர் வரையிலான இடப்பெயர்ச்சிகளை உள்ளடக்கியது.
• நேர்க்கோடு-ஐந்து எஞ்சின்கள் ஒப்பீட்டளவில் சமீபத்திய வளர்ச்சி. மெர்சிடிஸ்-பென்ஸ் (Mercedes-Benz) 1974இல் டீசல் ஐந்து-சிலிண்டரை முன்னோடியாக அறிமுகப்படுத்தியது (W123 தளத்தில் 300D), இரண்டு ஆண்டுகளுக்குப் பின் ஆடி (Audi) இன் இரண்டு-லிட்டர் பெட்ரோல் ஐந்து-சிலிண்டர் தொடர்ந்தது, பின்னர் 1980களின் பிற்பகுதியில் வோல்வோ (Volvo) மற்றும் Fiat இணைந்தன.
• நேர்க்கோடு-ஆறு எஞ்சின்கள், தங்கள் மென்மையான இயக்கத்திற்காக நீண்ட காலமாக ஐரோப்பியர்களின் விருப்பமாக இருந்தவை, மேலும் மேலும் அரிதாகி வருகின்றன. அவற்றின் இன்னும் நீளமான உறவினரான நேர்க்கோடு-எட்டு, 1930களில் கிட்டத்தட்ட கைவிடப்பட்டது.

இந்தப் போக்குக்கான காரணம் தெளிவானது: எவ்வளவு அதிக சிலிண்டர்களைச் சேர்க்கிறீர்களோ, அவ்வளவு நீளமாக எஞ்சின் ஆகிறது — அது கடுமையான பொருத்துதல் (packaging) தலைவலிகளை உருவாக்குகிறது. உதாரணமாக, முன்-சக்கர-இயக்க எஞ்சின் பகுதியில் நேர்க்கோடு-ஆறு எஞ்சினை குறுக்காக (transversely) பொருத்துவது சில சந்தர்ப்பங்களில் மட்டுமே சாதிக்கப்பட்டுள்ளது: ஆஸ்டின் மேக்ஸி 2200 (Austin Maxi 2200) (இதற்கு கியர்பாக்ஸை எஞ்சினுக்கு அடியில் பொருத்த வேண்டியிருந்தது) மற்றும் அதன் மிக-சிறிய கியர்பாக்ஸுடன் கூடிய வோல்வோ S80 (Volvo S80).

V-வடிவ மற்றும் தட்டை எஞ்சின்கள்: சிறியவை ஆனால் சிக்கலானவை

அப்படியானால் ஒரு இன்லைன் எஞ்சினை எப்படிக் குறைப்பது? நேர்த்தியான தீர்வு: அதை பாதியாகப் பிரித்து, இரண்டு பாதிகளையும் பக்கத்தோடு பக்கமாக வைத்து, இரண்டையும் கொண்டு ஒரே கிராங்க்ஷாஃப்ட்டை இயக்குவது. அதுதான் V எஞ்சினின் சாராம்சம்.

மிகவும் பொதுவான V-எஞ்சின் அமைப்புகள் சிலிண்டர் வரிசைகளுக்கு இடையே 60° அல்லது 90° உள்ளடங்கிய கோணத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. அந்தக் கோணத்தை 180° வரை தள்ளுங்கள் — சிலிண்டர்கள் ஒன்றை விட்டு ஒன்று நேரடியாக எதிரெதிராக சுட்டிக்காட்டும் — அப்போது நீங்கள் ஒரு தட்டை எஞ்சினைப் பெறுவீர்கள், இது பாக்சர் எஞ்சின் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது (எனவே B2, B4, B6 என்ற பெயர்கள்).

நேர்க்கோடு எஞ்சினுடன் ஒப்பிடும்போது சமரசங்கள் கணிசமானவை:

• இரண்டு சிலிண்டர் ஹெட்கள் — ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த காஸ்கெட் மற்றும் மேனிஃபோல்டுகளுடன்
• அதிக கேம்ஷாஃப்ட்கள் மற்றும் மேலும் சிக்கலான வால்வு-இயக்க அமைப்பு
• அதிக அகலம் (குறிப்பாக தட்டை எஞ்சின்களுக்கு), இது அவற்றை எங்கே பொருத்த முடியும் என்பதை வரம்பிடுகிறது
• அதிக உற்பத்திச் செலவு மற்றும் மேலும் சிக்கலான பராமரிப்பு

இந்தத் தீமைகள் காரணமாக, தட்டை எஞ்சின்கள் சில உற்பத்தியாளர்களால் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகின்றன — போர்ஷே (Porsche) மற்றும் சுபாரு (Subaru) இன்று மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கவை.

உள்ளடங்கிய கோணத்தை 60°க்கு கீழே சுருக்குவதன் மூலம் ஒரு V எஞ்சினை இன்னும் சிறியதாக்குவது பற்றி என்ன? அது செய்யப்பட்டுள்ளது — 1970களின் லான்சியா ஃபுல்வியா (Lancia Fulvia) வெறும் 23° கோணத்துடன் கூடிய V4 ஐ இயக்கியது. ஆனால் ஒரு சிக்கல் உள்ளது: கோணம் எவ்வளவு குறுகலாக இருக்கிறதோ, எஞ்சினை சமநிலைப்படுத்துவது அவ்வளவு கடினமாகிறது. இது நம்மை எஞ்சின் வடிவமைப்பின் மிக முக்கியமான சவால்களில் ஒன்றுக்கு கொண்டு வருகிறது.

எஞ்சின் அதிர்வு: விசைகள், திருப்புவிசைகள், மற்றும் அவற்றை அடக்குவது எப்படி

எந்த ஒரு பிஸ்டன் உள்-எரி எஞ்சினும் முழுமையாக அதிர்வு இல்லாமல் இருப்பதில்லை — அது வடிவமைப்பிற்கு உள்ளார்ந்தது. ஆனால் அதிர்வை நிர்வகிப்பது முக்கியமானது, பயணிகளின் வசதிக்காக மட்டுமல்ல. கடுமையான சமநிலையற்ற அதிர்வு எஞ்சின் கூறுகளை உடல்ரீதியாக அழிக்கக்கூடும், அதிக வேகத்தில் பாகங்கள் தளர்ந்து பறப்பதால் வரும் அனைத்து பேரழிவுகரமான விளைவுகளுடன்.

எஞ்சின் அதிர்வு எங்கிருந்து வருகிறது? மூன்று முக்கிய ஆதாரங்கள் உள்ளன:

• சமமற்ற எரியூட்டல் இடைவெளிகள் — சில எஞ்சின் அமைப்புகளில், சக்தித் துடிப்புகள் முற்றிலும் சமமான இடைவெளிகளில் எரியூட்டப்படுவதில்லை, இது திருப்புவிசை அலையை (torque ripple) உருவாக்குகிறது. ஒரு கனமான ஃபிளைவீல் இதை மென்மையாக்க உதவும்.
• பிஸ்டன் நிலைமம் விசைகள் — பிஸ்டன்கள் மேல்நோக்கி முடுக்கி, தங்கள் அடியின் உச்சியில் வேகம் குறையும்போது (கீழே நேர்மாறாக), அவை ஒரு கார் ப்ரேக் செய்யும் அல்லது முடுக்கும்போது நீங்கள் உணரும் விசைகளைப் போன்ற நிலைம விசைகளை உருவாக்குகின்றன.
• இணைப்புத் தண்டு வடிவியல் — இணைப்புத் தண்டு (connecting rod) ஒரு நேர்கோட்டில் பயணிப்பதில்லை, மேலும் பிஸ்டனின் அசைவு ஒரு சரியான சைனொசாய்டு அல்ல, இது கிராங்க்ஷாஃப்ட் வேகத்தின் பெருக்கங்களில் கூடுதல் விசை கூறுகளை அறிமுகப்படுத்துகிறது.

இந்த உயர்-வரிசை நிலைம விசைகள் பொதுவாக புறக்கணிக்கத்தக்கவை — இரண்டாம்-வரிசை விசைகளைத் தவிர, அவை கிராங்க்ஷாஃப்ட் அதிர்வெண்ணின் இருமடங்கில் செயல்படுகின்றன, எப்போதும் கணக்கில் கொள்ளப்பட வேண்டும். அருகிலுள்ள சிலிண்டர்களில் உள்ள நிலைம விசைகள் ஒன்றுக்கொன்று நிலையான தூரத்தில் எதிர் திசைகளில் செயல்படும்போது, அவை திருப்புவிசை இணைகளையும் (torque couples) உருவாக்குகின்றன, மற்றொரு அடுக்கு சிக்கலைச் சேர்க்கின்றன.

இந்த விசைகளை எதிர்த்துப் போராட பொறியாளர்களிடம் இரண்டு முக்கிய கருவிகள் உள்ளன:

• உள்ளார்ந்த சமநிலையான அமைப்பைத் தேர்ந்தெடுக்கவும் — விசைகளும் திருப்புவிசைகளும் இயற்கையாகவே ஒன்றையொன்று ரத்து செய்யும்படி சிலிண்டர்களையும் கிராங்க்ஷாஃப்ட் த்ரோக்களையும் அமைக்கவும்.
• சமநிலை தண்டுகளைச் சேர்க்கவும் — கிராங்க்ஷாஃப்ட்டுக்கு எதிர் திசையில் சுழலும் எதிர்-எடைகளுடன் கூடிய இரண்டாம்நிலை தண்டுகள், சமமான மற்றும் எதிரான விசைகளை உருவாக்குகின்றன. இவை செலவையும் இயந்திர சிக்கலையும் சேர்க்கின்றன, ஆனால் சிக்கலான அதிர்வு முறைகளை முழுமையாக நடுநிலைப்படுத்த முடியும்.

அனைத்து பொதுவான எஞ்சின் அமைப்புகளிலும், இரண்டு மட்டுமே கோட்பாட்டளவில் முழுமையாக சமநிலையானவை: நேர்க்கோடு-ஆறு மற்றும் தட்டை-ஆறு. BMW மற்றும் போர்ஷே இந்த அமைப்புகளை இவ்வளவு உறுதியாகப் பிடித்துக்கொண்டிருப்பதற்கு இதுவே சரியான காரணம் — மேலும் பொருத்துதல் சவால்கள் இருந்தபோதிலும் மற்றவர்கள் அவற்றைக் கைவிட தயங்கியதற்கும் இதுவே காரணம்.

அமைப்பின் அடிப்படையில் எஞ்சின் சமநிலை: ஒரு நடைமுறை வழிகாட்டி

அதிர்வு மற்றும் சமநிலை விஷயத்தில் ஒவ்வொரு முக்கிய எஞ்சின் அமைப்பும் நிஜ உலகில் எப்படிச் செயல்படுகிறது என்பதைப் பார்ப்போம்.

இரண்டு-சிலிண்டர் நேர்க்கோடு எஞ்சின்கள் (கிராங்க்கள் ஒரே திசையில்) சமநிலை விஷயத்தில் ஒற்றை-சிலிண்டரைப் போலவே செயல்படுகின்றன — இரண்டு பிஸ்டன்களும் ஒரே கட்டத்தில் உயர்ந்து தாழ்கின்றன. ரஷ்ய ஓகா (Oka) முதல்-வரிசை நிலைம விசைகளைக் கையாள இரண்டு எதிர்-சுழற்சி சமநிலை தண்டுகளைப் பயன்படுத்தியது, ஆனால் இரண்டாம்-வரிசை விசைகள் சரிசெய்யப்படாமல் விடப்பட்டன. அத்தகைய சிறிய, மலிவான காரில் மேலும் இரண்டு சமநிலை தண்டுகளைச் சேர்ப்பது முற்றிலும் நடைமுறைக்கு ஒவ்வாததாக இருந்திருக்கும். பல இரண்டு-சிலிண்டர் எஞ்சின்கள் — அசல் 1957 Fiat 500 மற்றும் இந்திய டாடா நானோ (Tata Nano) போன்றவை — எந்த சமநிலை தண்டுகளும் இல்லாமல் வெறுமனே இயங்கின, அதிர்வை உறிஞ்சுவதற்காக நெகிழக்கூடிய எஞ்சின் பொருத்துதல்களை நம்பின. மலிவானது, எளிமையானது, மற்றும் பட்ஜெட் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கது.

180° இல் கிராங்க்கள் கொண்ட இரண்டு-சிலிண்டர் எஞ்சின்கள் (பிஸ்டன்கள் எதிர்-கட்டத்தில் நகர்கின்றன) சிறந்த முதன்மை சமநிலையை வழங்குகின்றன, ஆனால் இரண்டு-அடி (two-stroke) வடிவத்தில் மட்டுமே சமமான எரியூட்டல் இடைவெளிகளை அடைய முடியும் — போருக்கு முந்தைய DKW-களிலும் அவற்றின் வழித்தோன்றலான கிழக்கு ஜெர்மன் ட்ராபன்ட் (Trabant) இலும் பயன்படுத்தப்பட்டது போல.

V-ட்வின் எஞ்சின்கள் இன்று கிட்டத்தட்ட பிரத்தியேகமாக மோட்டார் சைக்கிள்களில் மட்டுமே நிலைத்துள்ளன — ஹார்லி-டேவிட்சன் (Harley-Davidson) மற்றும் அதன் ஜப்பானிய பிரதிபலிப்புகள் வெளிப்படையான உதாரணங்கள். இந்த அமைப்பைப் பயன்படுத்திய ஒரே கார் என்று கிட்டத்தட்ட NAMI-1 நிற்கிறது. கிராங்க்ஷாஃப்ட்டில் உள்ள எதிர்-எடைகள் அதை முழு சமநிலைக்கு அருகில் கொண்டு வரக்கூடும், ஆனால் சமமான எரியூட்டல் இடைவெளிகள் எட்டாததாகவே இருக்கின்றன.

மூன்று-சிலிண்டர் எஞ்சின்கள் நேர்க்கோடு-நான்கை விட மோசமாக சமநிலைப்படுத்தப்பட்டவை. சுபாரு மற்றும் டைஹாட்சு (Daihatsu) போன்ற உற்பத்தியாளர்கள் சமநிலை தண்டுகளை நிலையாகப் பொருத்துகிறார்கள்; இரண்டாம்-தலைமுறை கோர்சா (Corsa) க்கான Ecotec மூன்று-சிலிண்டரில் ஒன்றைத் தவிர்க்க ஓபல் (Opel) எடுத்த முடிவு செலவைச் சேமித்தது, ஆனால் 1996 அறிமுகத்திற்குப் பிறகு ஜெர்மன் வாகனப் பத்திரிகைகளிடம் காருக்கு ஒரு கரடுமுரடான பெயரைப் பெற்றுத் தந்தது — இது “நகரத்தில் மாறுபட்ட முறைகளில் ஓட்டுவது முற்றிலும் சாத்தியமற்றது” என்று விவரிக்கப்பட்டது.

நேர்க்கோடு-நான்கு எஞ்சின்கள் — உலகின் மிகவும் பொதுவான அமைப்பு — ஒரு தடையற்ற இரண்டாம்-வரிசை நிலைம விசையைக் கொண்டுள்ளன, இது கிராங்க்ஷாஃப்ட் வேகத்தின் இருமடங்கில் இயங்கும் சமநிலை தண்டால் மட்டுமே நடுநிலைப்படுத்தப்பட முடியும். அதன் விளைவான திருப்புவிசையை ரத்து செய்ய, இரண்டாவது எதிர்-சுழற்சி தண்டு தேவை. விலை அதிகம், ஆம் — ஆனால் மிட்சுபிஷி (Mitsubishi), சாப் (Saab), ஃபோர்டு (Ford), Fiat, மற்றும் ஃபோக்ஸ்வேகன் குழும (Volkswagen Group) பிராண்டுகள் அனைத்தும் மெருகூட்டல் தேவைப்பட்டபோது இந்த அமைப்பைப் பயன்படுத்தியுள்ளன.

தட்டை-நான்கு எஞ்சின்கள் தங்கள் இன்லைன் சகாக்களை விட சற்று சிறப்பாகச் செயல்படுகின்றன — ஒரு இரண்டாம்-வரிசை திருப்புவிசை இணை மட்டுமே எஞ்சுகிறது, இது எஞ்சினை அதன் செங்குத்து அச்சைச் சுற்றி திருப்ப முனைகிறது. அப்படியிருந்தும், காற்று-குளிரூட்டப்பட்ட பீட்டில் (Beetle) எஞ்சினும் சுபாருவின் பாக்சர் அலகுகளும் பல தசாப்தங்களாக சமநிலை தண்டுகள் இல்லாமல் சமாளித்து வந்துள்ளன.

நேர்க்கோடு-ஐந்து எஞ்சின்கள் முதன்மை நிலைம விசைகளை ஈடுசெய்துள்ளன, ஆனால் தொகுதி வழியாக தொடர்ந்து பயணிக்கும் ஒரு உருளும் வளைவு திருப்புவிசையால் (rolling bending torque) பாதிக்கப்படுகின்றன — இது விதிவிலக்காக திடமான கட்டமைப்பைக் கோருகிறது. மெர்சிடிஸ்-பென்ஸ், ஆடி, மற்றும் வோல்வோ இதை மெருகூட்டப்பட்ட எஞ்சின் பொருத்துதல்கள் மற்றும் எதிர்-எடைகள் மூலம் சமாளித்தன (ஆடி TT RS இல் உள்ள சூப்பர்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட 2.5 TFSI போல), அதே நேரத்தில் Fiat இன் பொறியாளர்கள் மேலும் சென்று முழு சமநிலை தண்டைப் பயன்படுத்தினர்.

ஒரு சுவாரஸ்யமான குறிப்பு: கிட்டத்தட்ட அனைத்து ஐந்து-சிலிண்டர் எஞ்சின்களும் அடிப்படையில் ஒரு கூடுதல் சிலிண்டர் இணைக்கப்பட்ட நான்கு-சிலிண்டர் எஞ்சின்கள்தான். இந்த தொகுதி அணுகுமுறை பகிரப்பட்ட பிஸ்டன்கள், இணைப்புத் தண்டுகள், மற்றும் வால்வ்ட்ரெயின் கூறுகளை அனுமதிக்கிறது — தொகுதி, ஹெட், மற்றும் கிராங்க்ஷாஃப்ட் (72° இடைவெளிகளில் த்ரோக்களுடன்) மட்டுமே மாற வேண்டும்.

நேர்க்கோடு-ஆறுகளை மாற்றிய V6 எஞ்சின்கள் ஒரு மூன்று-சிலிண்டரின் அதே சமநிலைப் பண்புகளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன — அதாவது, சிறந்ததல்ல. முதல் மெர்சிடிஸ்-பென்ஸ் V6 (M112, ஒரு சிலிண்டருக்கு மூன்று வால்வுகளுடன்) இதை வரிசைகளுக்கு இடையேயான பள்ளத்தில் பொருத்தப்பட்ட சமநிலை தண்டுடன் சமாளித்தது. PSA குழுமத்தின் (PSA Group) மூன்று-லிட்டர் ஆறு-சிலிண்டர் ஒன்றை ஒரு சிலிண்டர் ஹெட்டில் வைத்தது. மற்ற உற்பத்தியாளர்கள் கூடுதல் சிக்கல் இல்லாமல் அதிர்வைக் குறைக்க கவனமான கிராங்க் பின் ஆஃப்செட்டிங்கைத் தேர்ந்தெடுத்தனர் — ஆடி V6 இல் காணப்படுவது போல. 90° உள்ளடங்கிய கோணம் கொண்ட V6 எஞ்சின்கள் மற்றொரு தலைவலியைச் சேர்க்கின்றன: உள்ளார்ந்த சமமற்ற எரியூட்டல் இடைவெளிகள், அவற்றை ஒரு எடையுள்ள ஃபிளைவீல் ஓரளவு மட்டுமே மென்மையாக்க முடியும்.

90° வரிசைக் கோணம் மற்றும் இரண்டு பரஸ்பர செங்குத்து தளங்களில் கிராங்க்ஷாஃப்ட் த்ரோக்கள் கொண்ட V8 எஞ்சின்கள் மிகவும் நன்றாக சமநிலைப்படுத்தப்பட்டவை. சமமான எரியூட்டல் இடைவெளிகள் சாதிக்கத்தக்கவை, மேலும் இரண்டு எஞ்சிய திருப்புவிசை இணைகள் மட்டுமே மிஞ்சுகின்றன — கிராங்க்ஷாஃப்ட்டின் முனை ஜர்னல்களில் உள்ள எதிர்-எடைகளால் எளிதில் சமாளிக்கப்படுகின்றன. அமெரிக்கப் பொறியாளர்கள் V8 ஐ இவ்வளவு உற்சாகமாகத் தழுவியதற்கு இது ஒரு பெரிய காரணம்: அவர்கள் அதிர்வை வெறுமனே சகித்துக் கொள்வதில்லை.

V4 எஞ்சின்கள் அரிதானவை, இப்போது கார்களில் கிட்டத்தட்ட அழிந்துவிட்டன. ஐரோப்பிய ஃபோர்டு V4 (Taunus, Capri, மற்றும் Saab 96 இல் பயன்படுத்தப்பட்டது) மற்றும் ஜாபோரோஷெட்ஸின் (Zaporozhets) வித்தியாசமான V4 இரண்டுக்கும் முதல்-வரிசை திருப்புவிசை இணைகளுக்காக ஒரு சமநிலை தண்டு தேவைப்பட்டது. சிறுமை மற்றும் செலவு இயக்கும் காரணிகளாக இருந்தன — சமநிலை இரண்டாம் இடம்தான்.

V10 எஞ்சின்கள் நேர்க்கோடு-ஐந்தின் அதே சமநிலைப் பண்புகளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன. அது ஃபார்முலா 1 எஞ்சின்கள், டாட்ஜ் வைப்பர் (Dodge Viper), அல்லது டாட்ஜ் RAM (Dodge RAM) வடிவமைப்பாளர்களை அவற்றைப் பயன்படுத்துவதிலிருந்து தடுக்கவில்லை — சக்தி தேவைப்படும்போது, நீங்கள் அதிர்வை நிர்வகிக்கிறீர்கள்.

மேலும் கவர்ச்சிகரமான அமைப்புகளைப் பொறுத்தவரை: தட்டை-எட்டு (போர்ஷே 917 பந்தயக் கார்களில் பயன்படுத்தப்பட்டது போல) உண்மையில் ஒரு பொதுவான கிராங்க்ஷாஃப்ட்டில் இரண்டு தட்டை-நான்குகள், அதே நேரத்தில் V12 மற்றும் தட்டை-12 எஞ்சின்கள் இரண்டு நேர்க்கோடு-ஆறுகளாகச் சுருங்குகின்றன — அவற்றின் விதிவிலக்கான மென்மையை விளக்குகிறது.

VR6, VR5, மற்றும் W-எஞ்சின்கள்: ஃபோக்ஸ்வேகனின் பொருத்துதல் சாதனை

முன்னர் லான்சியா ஃபுல்வியா போன்ற குறுகிய-கோண V எஞ்சின்களைப் பற்றித் தொட்டோம். பல தசாப்தங்களாக இவை தவிர்க்கப்பட்டன — 60° அல்லது 90° அமைப்புகளை விட சமநிலைப்படுத்துவது கடினம், மேலும் சிரமத்திற்கு மதிப்பற்றதாகத் தோன்றிய பொருத்துதல் ஆதாயங்களுடன். பின்னர் முன்னுரிமைகள் மாறின.

இரண்டு வளர்ச்சிகள் விளையாட்டை மாற்றின:

• நீர்ம எஞ்சின் பொருத்துதல்கள் (Hydraulic engine mounts) பரவலாகக் கிடைக்கத் தொடங்கின, எஞ்சினின் கோட்பாட்டு சமநிலையைப் பொருட்படுத்தாமல் அதிர்வு பரிமாற்றத்தை வியத்தகு அளவில் அடக்கின.
• பானட்டுக்கு அடியிலான இடம் மேலும் மேலும் அரிதாகியது, சிறுமையை ஒரு உயர்தர பண்பாக்கியது. ஒரு சாதாரண ஹேட்ச்பேக் 2.8-லிட்டர் ஆறு-சிலிண்டர் எஞ்சினை மறைத்து வைத்திருக்கும் என்று யார் கற்பனை செய்திருப்பார்கள்? ஃபோக்ஸ்வேகன் அதை நிகழ்த்தியது.

ஃபோக்ஸ்வேகன் VR6 — “VR” என்பது V-Reihen (V-இன்லைன்) ஐக் குறிக்கிறது — லான்சியா செய்ததை விட குறுகிய-கோண கருத்தை மேலும் கொண்டு செல்கிறது, வரிசைகளுக்கு இடையே வெறும் 15° கோணத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. இதன் விளைவு மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால் இது உண்மையில் ஒரு ஆஃப்செட் இன்லைன் எஞ்சினாகச் செயல்படுகிறது, மேலும் குறிப்பிடத்தக்க வகையில், இது இரண்டு வரிசைகளுக்கும் ஒற்றை சிலிண்டர் ஹெட்டைப் பயன்படுத்துகிறது. ஒரு வழக்கமான V6 பொருந்தாத இடத்தில் பொருந்தும் 2.8-லிட்டர் ஆறு-சிலிண்டர் எஞ்சின் — மூன்றாம்-தலைமுறை ஃபோக்ஸ்வேகன் கோல்ஃப் (Volkswagen Golf) இல் அறிமுகமானது.

அங்கிருந்து, ஃபோக்ஸ்வேகனின் பொறியாளர்கள் இந்தக் கருத்துடன் முன்னேறினர்:

• ஒரு சிலிண்டர் அகற்றப்பட்ட VR6 ஆக VR5 வந்தது.
• W8 இரண்டு சுருக்கப்பட்ட VR அலகுகளை (ஒவ்வொன்றும் நான்கு சிலிண்டர்கள்) ஒரே கிராங்க்ஷாஃப்ட்டில் இணைத்தது — முதன்மை பாஸாட் (Passat) செடானில் பொருத்தப்பட்டது.
• W12 1998 இல் W12 ரோட்ஸ்டர் கான்செப்டில் அறிமுகமானது: ஒரே கிராங்க்ஷாஃப்ட்டில் 72° கோணத்தில் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு VR6 எஞ்சின்கள்.
• W16 — நான்கு டர்போசார்ஜர்களுடன் — பூகாட்டி வேய்ரான் (Bugatti Veyron) ஐ 431 கிமீ/மணிக்கு இயக்குகிறது, இந்த கட்டமைப்பின் மிகவும் தீவிரமான உற்பத்திப் பயன்பாடாக ஆக்குகிறது.

இந்த அமைப்புகள் ஏன் முன்பு இல்லை? நவீன கணினி-உதவி வடிவமைப்பு அவற்றைச் சாத்தியமாக்கியது. அத்தகைய சிக்கலான வடிவியல்களில் உள்ளடங்கிய கோணம், கிராங்க் பின் நிலைகள், எரியூட்டல் வரிசை, மற்றும் சமநிலைப் பண்புகளை மேம்படுத்துவது, 1990கள் முதல் கிடைத்த கணக்கீட்டு சக்தி இல்லாமல் நடைமுறையில் சாத்தியமற்றதாக இருந்திருக்கும். ஒரு W12 இன் கிராங்க்ஷாஃப்ட் மட்டுமே ஒரு இயந்திரக்கலைஞரின் கனவுத்துயரம் — ஒவ்வொரு சகிப்புத்தன்மையையும் ஒரு கணினி சரிபார்த்தபோது மட்டுமே அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கும் வகையான பாகம்.

நிஜ-உலக எஞ்சின் வடிவமைப்பில் உண்மையில் எது முக்கியம்

இவை அனைத்திலிருந்தும் ஒரு முக்கிய கருத்து இருந்தால், அது என்னவென்றால், ஒரு பொறியாளர் ஒரு எஞ்சின் அமைப்பைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது கோட்பாட்டு சமநிலை அரிதாகவே தீர்மானிக்கும் காரணியாக இருக்கிறது. உண்மையான முன்னுரிமைகள்:

• பொருத்துதல் — அது எஞ்சின் பகுதியில் பொருந்துகிறதா?
• எடை மற்றும் சக்தி அடர்த்தி — பயன்பாட்டிற்கு சிறந்த விகிதம் என்ன?
• உற்பத்திச் செலவு — ஒரு மாதிரி வரம்பில் கூறுகளைப் பகிர்ந்து கொள்ள முடியுமா?
• தொகுதித்தன்மை — மேலும் மேலும், உற்பத்தியாளர்கள் ஒரு பொதுவான பிஸ்டன் மற்றும் போர் கட்டமைப்பிலிருந்து முழு எஞ்சின் குடும்பங்களை உருவாக்குகிறார்கள், மூன்று-சிலிண்டர் சிக்கன அலகுகள் முதல் பன்னிரண்டு-சிலிண்டர் முதன்மைகள் வரை

மெர்சிடிஸ்-பென்ஸின் தற்போதைய எஞ்சின் வரிசை தொகுதி அணுகுமுறையின் ஒரு பாடநூல் உதாரணம்: ஒரு பகிரப்பட்ட கட்டமைப்பு பெரிதும் வேறுபட்ட சக்தி வெளியீடுகள் மற்றும் சிலிண்டர் எண்ணிக்கைகளில் எஞ்சின்களுக்கு அடிப்படையாக அமைகிறது.

மேலும் அதிர்வைப் பொறுத்தவரை — கோட்பாட்டு மற்றும் உண்மையான சமநிலை இரண்டு மிகவும் வேறுபட்ட விஷயங்கள் என்பதை நினைவில் கொள்வது மதிப்புக்குரியது. ஒரு முழுமையாக சமநிலைப்படுத்தப்பட்ட நேர்க்கோடு-ஆறு கூட, அதன் கிராங்க்ஷாஃப்ட் தொகுப்பு சரியாக சமநிலைப்படுத்தப்படாவிட்டால் அல்லது அதன் பிஸ்டன்கள் மற்றும் இணைப்புத் தண்டுகள் எடையில் கணிசமாக மாறுபட்டால் அதிரும். நிஜ-உலக உற்பத்தி சகிப்புத்தன்மைகள் மற்றும் சுமையின் கீழ் கூறு சிதைவு என்பது, எந்த எஞ்சினும் சமன்பாடுகள் கூறுவது போல நடைமுறையில் மென்மையாக இருப்பதில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. அதனால்தான் எஞ்சின் பொருத்துதல் வடிவமைப்பு — சக்தி நிலையம் காரின் மற்ற பகுதிகளிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்படும் விதம் — அமைப்பைப் போலவே ஒவ்வொரு அளவிலும் முக்கியமானது. சில சமயங்களில் அதைவிட அதிகம்.

இது ஒரு மொழிபெயர்ப்பு. நீங்கள் அசலை இங்கே படிக்கலாம்: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e54e1.html