विभिन्न वाहन मॉडलों के लिए कैमशाफ्ट की खरीदारी करते समय आपको क्या ध्यान में रखना चाहिए?

कैमशाफ्ट विशिष्टताओं और इंजन प्रदर्शन की बेहतर समझ

लिफ्ट और अवधि: ये पावर आउटपुट को कैसे आकार देते हैं

कैमशाफ्ट द्वारा वाल्व को उठाए जाने की मात्रा (वे कितनी ऊँचाई तक खुलते हैं) और वाल्व के खुले रहने की अवधि, दोनों ही इंजन में कितनी हवा प्रवेश करती है और इंजन किस प्रकार की शक्ति उत्पन्न करता है, इसे प्रभावित करते हैं। जब उठाव अधिक होता है, तो सिलेंडर में अधिक वायु-ईंधन मिश्रण प्रवेश करता है। और जब अवधि बढ़ती है, तो वाल्व समग्र रूप से अधिक समय तक खुले रहते हैं। उच्च आरपीएम पर ये दोनों कारक बहुत महत्वपूर्ण होते हैं, जहाँ इंजन को अधिकतम वायु प्रवाह की आवश्यकता होती है। कुछ परीक्षणों में दिखाया गया है कि लगभग 8 या 9 मिमी उठाव और लगभग 270 डिग्री वाल्व समयक्रम के साथ कुछ कैम डिज़ाइन बलपूर्वक प्रेरण सेटअप में हॉर्सपावर में महत्वपूर्ण वृद्धि कर सकते हैं। लेकिन ऐसे आक्रामक कैम प्रोफाइल सामान्य गति पर टॉर्क को कम कर देते हैं और सामान्य ड्राइविंग के दौरान इंजन की प्रतिक्रिया को प्रभावित करते हैं, जिसके कारण अधिकांश सड़क कारों को इतनी चरम सेटिंग्स से लाभ नहीं होता है।

कैमशाफ्ट अवधि और आरपीएम सीमा: प्रचालन गति के अनुरूप प्रोफाइल का मिलान

कैमशाफ्ट की अवधि उस आरपीएम सीमा के अनुरूप होती है जिसमें इंजन को सबसे अच्छा प्रदर्शन करने की आवश्यकता होती है। जब हम 200 से 220 डिग्री के लगभग छोटी अवधि वाले कैम के बारे में बात करते हैं, तो वे वास्तव में तब चमकते हैं जब इंजन 4,500 आरपीएम से कम पर चल रहा होता है। इससे उन्हें भारी लदान खींचने की आवश्यकता वाले ट्रकों के लिए उत्तम बनाता है। दूसरी ओर, 260 डिग्री से अधिक की लंबी अवधि वाले प्रोफाइल उन इंजनों से अधिकतम शक्ति प्राप्त करने के बारे में होते हैं जो ऊंची गति पर चलते हैं, जैसा कि हम रेस कारों में देखते हैं। इसे गलत तरीके से करने से समस्याएं उत्पन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, 240 डिग्री के कैम को एक ऐसे ट्रक में लगाना जो बहुत अधिक गति प्राप्त नहीं करता। परिणाम? अधिकांश ड्राइवर जिस सीमा में ड्राइविंग करते हैं, उस सीमा में शक्ति में स्पष्ट गिरावट। अध्ययनों से पता चलता है कि इस अमिलन से मध्य श्रेणी की शक्ति में 12% तक की कमी आ सकती है, मुख्य रूप से इसलिए क्योंकि सामान्य संचालन गति पर इंजन के माध्यम से वायु का प्रवाह कुशलता से नहीं होता है।

लोब विलगन कोण और वाल्व ओवरलैप: आइडल गुणवत्ता और उच्च-सीमा शक्ति के बीच संतुलन

लोब अलगाव कोण, या संक्षेप में LSA, मूल रूप से नियंत्रित करता है कि इंटेक और एग्जॉस्ट दोनों वाल्व एक साथ कितनी देर तक खुले रहते हैं। जब हम 104 से 108 डिग्री के बीच संकरे कोणों की बात करते हैं, तो इसके परिणामस्वरूप अधिक वाल्व ओवरलैप होता है। यह उच्च RPM पर इंजन को बेहतर ढंग से सांस लेने में मदद करता है, लेकिन इसकी कीमत भी होती है - इंजन आइडलिंग के दौरान अधिक अस्थिर चलता है और कुछ वैक्यूम शक्ति खो देता है। इसी कारण कई रेस कार निर्माता लगभग 106 डिग्री की LSA सेटिंग्स के साथ जाते हैं, कभी-कभी अधिकतम प्रदर्शन के लिए लगभग 12 डिग्री का ओवरलैप प्राप्त करने के लिए इसे और धकेलते हैं। इसके विपरीत, 112 से 116 डिग्री की चौड़ी कोण सेटिंग्स ऐसे इंजन के लिए बेहतर होती हैं जो सामान्य सड़कों पर अधिक सुचारु रूप से चलते हैं। स्ट्रीट कारों को इस सेटअप से लाभ होता है क्योंकि कोई भी नहीं चाहता कि ट्रैफिक लाइट पर रुकते समय उसकी कार खराब ढंग से खाँसे या झटके दे। इसका नुकसान क्या है? ये चौड़े कोण बहुत अधिक गति पर नैरो कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में हवा के प्रवाह को इतनी कुशलता से नहीं चलने देते हैं।

कैमशाफ्ट टाइमिंग और सटीक स्थापना के लिए कैम को डिग्री करना

कैम टाइमिंग को सही ढंग से सेट करना बहुत महत्वपूर्ण है। सिर्फ एक डिग्री के अंतर से भी सिलेंडर प्रेशर लगभग 9 प्रतिशत तक कम हो सकता है, जिससे इंजन के ईंधन दहन की दक्षता प्रभावित होती है। अधिकांश गंभीर इंजन ट्यूनर सब कुछ सही ढंग से संरेखित करने के लिए डिग्री व्हील का उपयोग करते हैं, क्योंकि फैक्ट्री के पुर्जे हमेशा सटीक नहीं होते। कुछ लोग निचले आरपीएम पर बेहतर टोर्क पाने के लिए इंटेक लोब सेंटर को लगभग चार डिग्री आगे बढ़ा देते हैं, बिना टॉप एंड पावर को प्रभावित किए। वास्तविक दुनिया में प्रदर्शन में सुधार चाहने वाले लोग इस छोटी चाल का उपयोग बार-बार करते हैं।

वाहन अनुप्रयोग और उपयोग के अनुरूप कैमशाफ्ट प्रोफाइल का मिलान करना

सड़क, टोइंग या रेसिंग: अपनी ड्राइविंग आवश्यकताओं के लिए सही कैमशाफ्ट का चयन

सही कैमशाफ्ट चुनना वास्तव में इस बात पर निर्भर करता है कि वाहन का उपयोग अधिकतर किस लिए किया जाएगा। नियमित सड़क ड्राइविंग के लिए, लगभग 6 से 7.5 मिमी लिफ्ट और 0.050 इंच पर लगभग 200 से 220 डिग्री के साथ कैम्स वाहनों को ठहराव के दौरान अच्छी तरह से स्मूथ महसूस कराते हैं, जबकि स्टॉप साइन या ट्रैफिक लाइट्स से त्वरण करते समय भी अच्छी शक्ति प्रदान करते हैं। लेकिन रेस इंजन की कहानी अलग होती है, जिन्हें 270 डिग्री अवधि और लगभग 8.7 मिमी लिफ्ट जैसी बहुत अधिक आक्रामक सेटिंग्स की आवश्यकता होती है। ये विशिष्टताएं फैक्ट्री मानक घटकों की तुलना में इंजन सिलेंडर हेड्स के माध्यम से वायु प्रवाह को लगभग 18 से 22 प्रतिशत तक बढ़ा देती हैं। भारी खींचने का काम करने वाले ट्रकों के मामले में, 114 से 118 डिग्री के बीच व्यापक लोब अलगाव कोण चुनना उचित होता है क्योंकि यह व्यवस्था आमतौर पर मध्य आरपीएम सीमा में लगभग 12 से 15 प्रतिशत अतिरिक्त टोर्क जोड़ती है, जहाँ अक्सर टोइंग किया जाता है, और इससे देशी सड़कों पर लंबी यात्रा के दौरान वाल्व ट्रेन के भागों पर कम तनाव पड़ता है।

कैम चयन के साथ इंजन की मरम्मत और दीर्घकालिक प्रदर्शन योजना

इंजन की मरम्मत करते समय, भविष्य में होने वाले अपग्रेड के बारे में सोचना फायदेमंद रहता है। आजकल अधिकांश इंजन निर्माता ऐसे कैमशाफ्ट का उपयोग करते हैं जो टर्बोचार्जिंग या बेहतर प्रवाह वाले सिलेंडर हेड्स के आदान-प्रदान जैसे भविष्य के संशोधनों को संभाल सकें। उद्योग के सर्वेक्षणों के अनुसार लगभग 75% ऐसा करते हैं। हालांकि किसी भी चीज़ को अंतिम रूप देने से पहले, निर्माताओं द्वारा अनुशंसित दिशानिर्देशों के विरुद्ध वाल्व स्प्रिंग्स, रॉकर्स और पुशरॉड कोणों के साथ सब कुछ कैसे काम करता है, यह जाँच लें। बलपूर्वक संपीड़न सेटअप में आम तौर पर सामान्य सड़क इंजन की तुलना में लगभग 4 से 6 डिग्री कम निकास समयन की आवश्यकता होती है। यह इंटेक के माध्यम से वापस आग लगने की समस्याओं से बचने और तापमान को नियंत्रण में रखने में मदद करता है। हमने अपनी दुकान में डायनो परीक्षण सत्रों के दौरान बार-बार ऐसा देखा है।

वाल्वट्रेन संगतता और घटक एकीकरण सुनिश्चित करना

वाल्वट्रेन सामंजस्य आवश्यक है—असंगत घटक संशोधित इंजनों में 68% अप्राकृतिक विफलताओं का कारण बनते हैं (मोशन ड्राइव्स एंड कंट्रोल्स, 2023)। उचित एकीकरण विश्वसनीयता और प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

स्प्रिंग्स, रॉकर आर्म्स और सिलेंडर हेड्स: कैम लोड के अनुरूप घटकों का चयन

जब हाई लिफ्ट कैम्स स्थापित किए जाते हैं, तो कठोर वाल्व स्प्रिंग्स की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, 0.550 इंच लिफ्ट वाले कैमशाफ्ट को वाल्व फ्लोट की समस्या को रोकने के लिए स्टॉक से लगभग 20 से 30 प्रतिशत अधिक स्प्रिंग सीट दबाव की आवश्यकता हो सकती है। रॉकर आर्म्स भी अपनी भूमिका निभाते हैं। इंटेक और एग्जॉस्ट वाल्व के बीच अनुपात बहुत महत्वपूर्ण होता है। मानक 1.5 से 1 अनुपात को 1.7 से 1 तक बढ़ाने से वास्तविक वाल्व लिफ्ट में 13 प्रतिशत से अधिक की वृद्धि हो सकती है। इसका अर्थ है कि उचित वाल्व गति के लिए पर्याप्त स्थान होना सुनिश्चित करना और ऑपरेशन के दौरान रॉकर्स द्वारा हस्तक्षेप न होने की सुनिश्चिति करना पूरी तरह से महत्वपूर्ण हो जाता है। सिलेंडर हेड डिज़ाइन के बारे में भी मत भूलें। इन चैम्बर्स का आकार संचालन के दौरान पिस्टन के वाल्व के कितना करीब आने को प्रभावित करता है और अंततः दहन चैम्बर के अंदर ईंधन के दक्षतापूर्वक जलने को प्रभावित करता है।

हाइड्रोलिक, सॉलिड, रोलर और फ्लैट-टैपेट लिफ्टर: कैम डिज़ाइन और टिकाऊपन पर प्रभाव

मांग वाली स्थितियों में लगभग 40 प्रतिशत तक लोब के जीवन को बढ़ाने के कारण रोलर लिफ्टर आमतौर पर अधिक आक्रामक कैम प्रोफाइल को संभालने के लिए बेहतर ढंग से उपयुक्त होते हैं। बेशक, इसके परिणामस्वरूप समग्र निर्माण लागत में लगभग तीन सौ से पाँच सौ डॉलर की वृद्धि होती है। हाइड्रोलिक लिफ्टर चीजों को शांत रखने और स्वचालित रूप से स्वयं को समायोजित करने में बहुत अच्छा काम करते हैं, जो अधिकांश ड्राइवरों के लिए सुविधाजनक है। हालाँकि, इंजन की गति लगभग 6,500 आरपीएम से अधिक होने पर इन प्रणालियों में दबाव कम होने लगता है। उच्च आरपीएम सीमा में ठोस लिफ्टर बहुत बेहतर नियंत्रण प्रदान करते हैं, लेकिन इसके साथ ही नियमित रूप से वाल्व क्लीयरेंस की जाँच और समायोजन की आवश्यकता होती है। इन विकल्पों में से किसी एक का चयन करते समय यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक प्रकार केवल प्रदर्शन विशेषताओं को ही नहीं, बल्कि घटकों के जीवनकाल और भविष्य में सेवा की आवृत्ति को कैसे प्रभावित करता है।

यांत्रिक हस्तक्षेप से बचना: कैम लिफ्ट और वाल्व क्लीयरेंस का प्रबंधन

0.005" तक का भी छोटा सा पिस्टन-से-वाल्व हस्तक्षेप इंजन को नष्ट कर सकता है। स्थापना के दौरान हमेशा कैम को डिग्री में मापें और मॉडलिंग क्ले या डायल इंडिकेटर का उपयोग करके क्लीयरेंस की जाँच करें। फोर्स्ड इंडक्शन बिल्ड में प्राकृतिक रूप से एस्पिरेटेड इंजन की तुलना में 15–20% अधिक क्लीयरेंस रखें, ताकि भार के तहत थर्मल एक्सपेंशन के लिए जगह बनी रहे।

आपका कैम विश्वसनीय शक्ति देगा या महंगी विफलता बन जाएगा, यह घटकों के सिंजी (सामंजस्य) पर निर्भर करता है। पहले घटकों का मिलान करें, फिर असेंबल करें।

कैमशाफ्ट प्रदर्शन के साथ ट्रांसमिशन और गियर अनुपात का सामंजस्य

मैनुअल बनाम ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन: वे कैमशाफ्ट अवधि के चयन को कैसे प्रभावित करते हैं

मैनुअल ट्रांसमिशन उन लंबी अवधि वाले कैम्स के साथ अच्छी तरह से काम करते हैं जो चौड़ी आरपीएम सीमा में शक्ति को फैलाते हैं। इससे ड्राइवरों को सही समय पर गियर बदलकर इंजन के इष्टतम बिंदु (स्वीट स्पॉट) तक पहुँचने की अनुमति मिलती है। हालाँकि, ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन की कहानी अलग होती है। वे टॉर्क कन्वर्टर और कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित गियर शिफ्ट पर भारी निर्भरता रखते हैं, इसलिए उन्हें ऐसे कैम्स की आवश्यकता होती है जिनकी अवधि कम हो और जो आरपीएम सीमा के निचले स्तर पर अच्छी शक्ति उत्पन्न करने पर केंद्रित हों। राजमार्गों पर भार ढोने के मामले में, ऑटोमैटिक गियरबॉक्स वाले ट्रकों को आमतौर पर मैनुअल गियरबॉक्स की तुलना में निचले आरपीएम पर लगभग 15 से 20 प्रतिशत अतिरिक्त टॉर्क उत्पन्न करने वाले कैम्स की आवश्यकता होती है। इस अतिरिक्त निचले स्तर की शक्ति के बिना, टॉर्क कन्वर्टर फिसलने लगता है और ट्रक आवश्यकता पड़ने पर उतना प्रतिक्रियाशील नहीं रहता।

टॉर्क वक्रों को संरेखित करना: गियर अनुपात और कैमशाफ्ट-उत्प्रेरित शक्ति वितरण

टॉर्क की डिलीवरी के अनुरूप गियर अनुपात को सही ढंग से मिलाने से कारों का त्वरण बेहतर होता है और समग्र रूप से चलाने में आसानी रहती है। विभिन्न ट्रांसमिशन के साथ जोड़े गए V4 इंजन पर किए गए अध्ययन में एक दिलचस्प बात सामने आई: जब उन्होंने 4.10:1 के पिछले गियर का उपयोग उन कैमशाफ्ट के साथ किया जो बहुत अति नहीं थे, तो टर्बोचार्ज्ड सेटअप पहले की तुलना में लगभग 1.2 सेकंड तेजी से 60 मील प्रति घंटे की गति प्राप्त कर सकते थे। प्राकृतिक रूप से एस्पिरेटेड इंजन के लिए, अधिक खड़ी गियर का चयन करने से वास्तव में उन आक्रामक कैम प्रोफाइल की भरपाई करने में मदद मिलती है। इंजन लगभग 3,500 आरपीएम से नीचे अपनी पावर रेंज में अधिक ऊंचे आरपीएम पर चलता रहता है, जिसका अर्थ है कि ड्राइवर अपने सेटअप से 8 से लगभग 12 प्रतिशत तक अधिक उपयोग योग्य हॉर्सपावर प्राप्त करते हैं। जब सब कुछ इस तरह से ठीक से संरेखित होता है, तो गियर बदलते समय शक्ति में गिरावट कम दिखाई देती है, और कार को परीक्षण ट्रैक की बजाय वास्तविक सड़कों पर चलाना बेहतर महसूस होता है।

चलाने की बेहतरी का अनुकूलन और आम कैमशाफ्ट खरीदारी की गलतियों से बचना

आलसी गुणवत्ता, थ्रॉटल प्रतिक्रिया और उत्सर्जन: वास्तविक दुनिया के ड्राइवेबिलिटी ट्रेड-ऑफ़

जब आक्रामक कैमशाफ्ट स्थापित किए जाते हैं, तो आमतौर पर इंजन के आइडल होने की सुचारुता, थ्रॉटल की प्रतिक्रियाशीलता और निकास पाइप से निकलने वाले पदार्थों के संदर्भ में कुछ त्याग करना पड़ता है। 0.050 इंच उठाव पर 220 डिग्री से अधिक अवधि तक चलने वाले कैम प्रोफाइल लगभग 15 से 20 प्रतिशत तक लो एंड टॉर्क को कम कर देते हैं, जबकि हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन लगभग 12% तक बढ़ जाता है। पिछले वर्ष की सड़क प्रदर्शन कारों पर एक हालिया नज़र इस प्रवृत्ति की पुष्टि करती है। इन प्रभावों के कारण, अधिकांश संशोधित इंजनों को आइडल गति पर चीजों को सुचारु रूप से चलाने और कानूनी उत्सर्जन सीमा के भीतर रहने के लिए केवल आफ्टरमार्केट कंप्यूटर सिस्टम की आवश्यकता होती है। अधिकांश दैनिक ड्राइवरों के लिए वास्तव में 112 से 114 डिग्री की सीमा में लोब अलगाव कोण बेहतर काम करते हैं। यह मीठा स्थान महत्वपूर्ण घटकों जैसे पावर ब्रेक सिस्टम के लिए आवश्यक वैक्यूम दबाव को बहुत अधिक कम किए बिना अच्छे निकास प्रवाह की अनुमति देता है।

ओवर-कैमिंग और गलत मिलान किए गए घटक: कैम चयन में प्रमुख बाधाएं

जब लोग केवल अधिकतम हॉर्सपावर संख्या के लिए कैम चुनते हैं, तो वे समस्या के लिए स्वयं को तैयार कर लेते हैं। संशोधित इंजनों में हर 10 में से लगभग 4 वाल्वट्रेन समस्याएँ इसी दृष्टिकोण से उत्पन्न होती हैं। जब लोग बहुत अधिक लिफ्ट वाले कैम स्थापित करते हैं लेकिन पहले अपने वाल्व स्प्रिंग्स को अपग्रेड नहीं करते, तो समस्या और बढ़ जाती है। लगभग हर 5 में से 1 बिल्ड में ऐसा ही होता है और गंभीर कॉइल बाइंड समस्याओं का कारण बनता है। एक अन्य बात जिसे अक्सर पूरी तरह नजरअंदाज कर दिया जाता है, वह है विभिन्न ट्रांसमिशन का आपस में कैसे काम करना। मैनुअल ट्रांसमिशन के लिए डिज़ाइन किए गए कैम प्रोफाइल के साथ मिलान करने पर फैक्ट्री टॉर्क कन्वर्टर वाले स्वचालित ट्रांसमिशन वास्तव में कम आरपीएम सीमा में लगभग एक तिहाई शक्ति बर्बाद कर सकते हैं। समझदार बिल्डर जानते हैं कि कागजी विशिष्टताओं के पीछे भागने के बजाय वास्तविक दुनिया की संचालन स्थितियों पर ध्यान देना चाहिए। वास्तविक इंजन गति सीमा, उचित तरीके से काम करने वाले भागों और उचित निकास प्रणाली सेटअप जैसे कारक डायनो शीट पर चमकीले शिखर हॉर्सपावर नंबरों की तुलना में बहुत अधिक महत्वपूर्ण होते हैं।

पूछे जाने वाले प्रश्न

कैमशाफ्ट प्रदर्शन में लिफ्ट और अवधि के बीच संबंध क्या है?

लिफ्ट निर्धारित करता है कि वाल्व कितनी ऊँचाई तक खुलते हैं, जबकि अवधि यह तय करती है कि वे कितने समय तक खुले रहते हैं। उच्च आरपीएम विशेष रूप से, दोनों पहलू इंजन के वायु प्रवाह और शक्ति आउटपुट को काफी प्रभावित करते हैं।

कैमशाफ्ट की अवधि इंजन की आरपीएम सीमा के साथ क्यों मेल खानी चाहिए?

कैमशाफ्ट की अवधि को इंजन की वांछित आरपीएम सीमा के साथ मिलाना इंजन में आवश्यक गति सीमा में कम प्रदर्शन की स्थिति से बचाते हुए इष्टतम शक्ति वितरण और दक्षता सुनिश्चित करता है।

लोब अलगाव कोण इंजन प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करते हैं?

संकरे लोब अलगाव कोण उच्च आरपीएम पर बेहतर वायु प्रवाह को बढ़ावा देते हैं लेकिन खराब आइडलिंग का कारण बन सकते हैं। हालांकि, चौड़े कोण सामान्य ड्राइविंग गति पर चिकनी आइडलिंग और बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं।

कैमशाफ्ट चयन में ट्रांसमिशन प्रकार की क्या भूमिका होती है?

मैनुअल ट्रांसमिशन लंबी अवधि वाले कैम के साथ अच्छी तरह से मेल खाते हैं जो पावर डिलीवरी को विस्तृत करते हैं, जबकि स्वचालित ट्रांसमिशन आमतौर पर प्रतिक्रिया क्षमता को अधिकतम करने के लिए कम अवधि वाले कैम की आवश्यकता होती है।

कैमशाफ्ट चुनते समय घटक संगतता सुनिश्चित करना कितना महत्वपूर्ण है?

वाल्वट्रेन घटकों—जैसे स्प्रिंग्स, रॉकर्स और लिफ्टर्स के बीच संगतता सुनिश्चित करना यांत्रिक विफलताओं को रोकने और इंजन के प्रदर्शन को अनुकूलित करने में महत्वपूर्ण है।