Crankshaft Design क्या है? | IC Engine Crankshaft Design in Hindi

IC Engine में Crankshaft एक महत्वपूर्ण component है, जो piston की reciprocating motion को rotary motion में convert करता है। Crankshaft engine के smooth operation, durability और performance में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। Crankshaft का सही design power transmission, strength और fatigue resistance के लिए आवश्यक है।

Crankshaft का कार्य

• Piston से आने वाले gas pressure को rotary motion में बदलना।
• Connecting rod से force receive करना और crank rotation करना।
• Power को flywheel और transmission system तक पहुँचाना।
• Engine balance और smooth operation सुनिश्चित करना।

Crankshaft Design में मुख्य Considerations

• Gas pressure और inertia forces का सही analysis।
• Bending, torsional और shear stresses का calculation।
• Fillet radius और web thickness optimization।
• Fatigue strength और stress concentration reduction।
• Material selection और heat treatment।

Crankshaft पर लगने वाले मुख्य Forces

• Gas Force (F_g): Combustion pressure से उत्पन्न force।
• Inertia Force (F_i): Reciprocating और rotating parts की acceleration से।
• Bending Moment (M): Crank pin और main bearings के बीच।
• Torsional Moment (T): Crank rotation के कारण twisting stress।

Crankshaft पर Bending और Torsional Stress

Crankshaft design में bending और torsional stress का combined effect consider किया जाता है। Equivalent twisting moment formula:

T_eq = √(M² + T²)

जहाँ:

• T_eq = Equivalent twisting moment (N·m)
• M = Maximum bending moment (N·m)
• T = Torsional moment (N·m)

Crankshaft की Dimensions Calculation

Crankshaft diameter (d) निम्न formula से निकाला जाता है:

T_eq = (π/16) × τ × d³

• d = Crankshaft diameter (m)
• τ = Allowable shear stress (N/m²)

Crank Web Thickness और Width

Crank web thickness और width empirical relations से calculate की जाती हैं:

• t_w = 0.65 × d + 6 mm
• w_w = 1.125 × d

Crankshaft Material Selection

• Forged Steel: High strength और fatigue resistance के लिए।
• Alloy Steel: Lightweight और high-speed engines में।
• Nodular Cast Iron: Cost-effective और vibration damping के लिए।
• Carbon Steel: Low और medium power engines में।

Crankshaft Design Steps

1. Engine power, torque और cylinder bore decide करें।
2. Gas force और inertia force calculate करें।
3. Bending और torsional moment निकालें।
4. Equivalent twisting moment formula से diameter तय करें।
5. Crank web और crank pin dimensions fix करें।
6. Material और heat treatment select करें।

निष्कर्ष

Crankshaft IC Engine का एक crucial component है। इसका सही design engine की strength, fatigue life और efficiency को improve करता है। Proper calculation, material selection और optimized dimensions high-performance engine के लिए आवश्यक हैं।