آلية صمام المحرك وجهازه ومبدأ التشغيل
محتوى
آلية الصمام عبارة عن مشغل توقيت مباشر ، والذي يضمن توفير خليط الهواء والوقود في الوقت المناسب لأسطوانات المحرك والإفراج اللاحق عن غازات العادم. العناصر الرئيسية للنظام هي الصمامات ، والتي ، من بين أمور أخرى ، يجب أن تضمن إحكام غرفة الاحتراق. إنهم تحت أحمال ثقيلة ، لذا فإن عملهم يخضع لمتطلبات خاصة.
العناصر الرئيسية لآلية الصمام
يتطلب المحرك صمامين على الأقل لكل أسطوانة ، ومدخل وعادم ، ليعمل بشكل صحيح. يتكون الصمام نفسه من ساق ورأس على شكل صفيحة. المقعد هو المكان الذي يلتقي فيه رأس الصمام برأس الأسطوانة. صمامات السحب لها قطر رأس أكبر من صمامات العادم. وهذا يضمن ملء غرفة الاحتراق بخليط الوقود والهواء بشكل أفضل.
العناصر الرئيسية للآلية:
- صمامات السحب والعادم - مصممة لدخول خليط وقود الهواء وغازات العادم من غرفة الاحتراق ؛
- البطانات التوجيهية - تضمن الاتجاه الدقيق لحركة الصمامات ؛
- الربيع - يعيد الصمام إلى موضعه الأصلي ؛
- مقعد الصمام - مكان ملامسة اللوحة برأس الأسطوانة ؛
- المفرقعات - بمثابة دعم للزنبرك وإصلاح الهيكل بأكمله) ؛
- أختام جذع الصمام أو حلقات حبال الزيت - تمنع الزيت من دخول الأسطوانة ؛
- دافع - ينقل الضغط من عمود الحدبات.
تضغط الكامات الموجودة على عمود الكامات على الصمامات المحملة بنابض للعودة إلى وضعها الأصلي. الزنبرك متصل بالقضيب مع المفرقعات ولوحة الزنبرك. لتثبيط الاهتزازات الرنانة ، لا يمكن تثبيت نوابض واحدة بل نوابض ذات لف متعدد الاستخدامات على القضيب.
غلاف الدليل عبارة عن قطعة أسطوانية. يقلل الاحتكاك ويضمن التشغيل السلس والصحيح للقضيب. أثناء التشغيل ، تخضع هذه الأجزاء أيضًا للإجهاد ودرجة الحرارة. لذلك ، يتم استخدام سبائك مقاومة للاهتراء ومقاومة للحرارة لتصنيعها. البطانات العادم وصمامات السحب مختلفة قليلاً بسبب الاختلاف في الحمل.
كيف تعمل آلية الصمام
تتعرض الصمامات باستمرار لدرجات حرارة وضغوط عالية. يتطلب هذا اهتمامًا خاصًا بتصميم ومواد هذه الأجزاء. هذا ينطبق بشكل خاص على مجموعة العادم ، حيث تخرج الغازات الساخنة من خلالها. يمكن تسخين لوحة صمام العادم في محركات البنزين حتى 800 درجة مئوية - 900 درجة مئوية ، وفي محركات الديزل من 500 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية. يكون الحمل على لوحة صمام المدخل أقل بعدة مرات ، ولكنه يصل إلى 300 درجة مئوية ، وهو أيضًا كثير جدًا.
لذلك ، يتم استخدام السبائك المعدنية المقاومة للحرارة مع إضافات صناعة السبائك في إنتاجها. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي صمامات العادم عادةً على جذع مجوف مملوء بالصوديوم. هذا ضروري لتحسين تنظيم الحرارة وتبريد اللوحة. يذوب الصوديوم داخل القضيب ويتدفق ويأخذ بعض الحرارة من اللوحة وينقلها إلى القضيب. بهذه الطريقة ، يمكن تجنب ارتفاع درجة حرارة الجزء.
أثناء التشغيل ، قد تتكون رواسب الكربون على السرج. لمنع حدوث ذلك ، يتم استخدام التصميمات لتدوير الصمام. المقعد عبارة عن حلقة سبائك فولاذية عالية القوة يتم ضغطها مباشرة في رأس الأسطوانة من أجل اتصال أكثر إحكامًا.
بالإضافة إلى ذلك ، من أجل التشغيل الصحيح للآلية ، من الضروري مراقبة الفجوة الحرارية المنظمة. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تمدد الأجزاء ، مما قد يؤدي إلى تعطل الصمام. يتم ضبط الفجوة بين كامات عمود الحدبات والدوافع عن طريق اختيار غسالات معدنية خاصة بسماكة معينة أو الدوافع نفسها (النظارات). إذا كان المحرك يستخدم رافعات هيدروليكية ، فسيتم تعديل الفجوة تلقائيًا.
تمنع فجوة الخلوص الكبيرة جدًا الصمام من الفتح الكامل ، وبالتالي ستمتلئ الأسطوانات بخليط طازج بشكل أقل كفاءة. الفجوة الصغيرة (أو عدم وجودها) لن تسمح للصمامات بالإغلاق التام ، مما يؤدي إلى احتراق الصمام وتقليل ضغط المحرك.
التصنيف حسب عدد الصمامات
يتطلب الإصدار الكلاسيكي من المحرك رباعي الأشواط تشغيل صمامين فقط لكل أسطوانة. لكن المحركات الحديثة تواجه المزيد والمزيد من المطالب من حيث الطاقة واستهلاك الوقود واحترام البيئة ، لذلك لم يعد هذا كافياً بالنسبة لها. نظرًا لزيادة عدد الصمامات ، زادت كفاءة ملء الأسطوانة بشحنة جديدة. في أوقات مختلفة ، تم اختبار المخططات التالية على المحركات:
- ثلاثة صمامات (مدخل - 2 ، مخرج - 1) ؛
- أربعة صمامات (مدخل - 2 ، عادم - 2) ؛
- خمسة صمامات (مدخل - 3 ، عادم - 2).
يتم تحقيق تعبئة وتنظيف الأسطوانات بشكل أفضل من خلال المزيد من الصمامات لكل أسطوانة. لكن هذا يعقد تصميم المحرك.
اليوم ، المحركات الأكثر شيوعًا مع 4 صمامات لكل أسطوانة. ظهر أول هذه المحركات في عام 1912 في سباق بيجو غران بريكس. في ذلك الوقت ، لم يتم استخدام هذا الحل على نطاق واسع ، ولكن منذ عام 1970 بدأ إنتاج السيارات ذات الإنتاج الضخم بمثل هذا العدد من الصمامات بنشاط.
تصميم محرك الأقراص
عمود الكامات ومحرك التوقيت مسؤولان عن التشغيل الصحيح وفي الوقت المناسب لآلية الصمام. يتم تحديد تصميم وعدد أعمدة الكامات لكل نوع من المحركات على حدة. الجزء عبارة عن عمود توجد عليه كاميرات ذات شكل معين. عندما يستديرون ، يضغطون على أذرع الدفع أو الرافعات الهيدروليكية أو أذرع الروك ويفتحون الصمامات. يعتمد نوع الدائرة على المحرك المحدد.
يقع عمود الكامات مباشرة في رأس الأسطوانة. الدافع إليها يأتي من العمود المرفقي. يمكن أن يكون سلسلة أو حزام أو ترس. الأكثر موثوقية هي السلسلة ، لكنها تتطلب أجهزة مساعدة. على سبيل المثال ، مثبط اهتزاز سلسلة (المثبط) وموتر. سرعة دوران عمود الكامات نصف سرعة دوران العمود المرفقي. هذا يضمن عملهم المنسق.
يعتمد عدد أعمدة الكامات على عدد الصمامات. هناك نوعان من المخططات الرئيسية:
- SOHC - بعمود واحد ؛
- DOHC - مهاوي.
يكفي صمامان فقط لعمود كامة واحد. يدور ويفتح صمامات السحب والعادم بالتناوب. أكثر المحركات ذات الصمامات الأربعة شيوعًا لها عمودان كامات. أحدهما يضمن تشغيل صمامات السحب ، والآخر يضمن صمامات العادم. تم تجهيز المحركات من النوع V بأربعة أعمدة كامات. اثنان على كل جانب.
لا تدفع كامات عمود الحدبات ساق الصمام مباشرة. هناك عدة أنواع من "الوسطاء":
- الرافعات الدوارة (ذراع الكرسي الهزاز) ؛
- دافعات ميكانيكية (زجاج) ؛
- دافعات هيدروليكية.
الترتيب المفضل هو رافعات الأسطوانة. تتأرجح أذرع التأرجح المزعومة على محاور التوصيل وتضغط على الدافع الهيدروليكي. لتقليل الاحتكاك ، يتم توفير بكرة على الذراع تقوم بالاتصال المباشر بالكاميرا.
في مخطط آخر ، يتم استخدام دافعات هيدروليكية (معوضات فجوة) ، والتي توجد مباشرة على القضيب. تقوم المعوضات الهيدروليكية بضبط الفجوة الحرارية تلقائيًا وتوفر تشغيلًا أكثر سلاسة وهدوءًا للآلية. يتكون هذا الجزء الصغير من أسطوانة بمكبس ونابض وممرات زيت وصمام فحص. يتم تشغيل الدافع الهيدروليكي بالزيت الذي يتم توفيره من نظام تزييت المحرك.
الدوافع الميكانيكية (النظارات) عبارة عن بطانات مغلقة من جانب واحد. يتم تثبيتها في مبيت رأس الأسطوانة وتنقل القوة مباشرة إلى ساق الصمام. عيوبه الرئيسية هي الحاجة إلى ضبط الثغرات والقرع بشكل دوري عند العمل بمحرك بارد.
ضوضاء في العمل
عطل الصمام الرئيسي هو الضربة على محرك بارد أو ساخن. يطرق على محرك بارد يختفي بعد ارتفاع درجة الحرارة. عندما تسخن وتتوسع ، تغلق الفجوة الحرارية. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون لزوجة الزيت ، التي لا تتدفق بالحجم الصحيح إلى الرافعات الهيدروليكية ، هي السبب. يمكن أيضًا أن يكون تلوث قنوات الزيت في المعوض هو سبب التنصت المميز.
يمكن أن تدق الصمامات على محرك ساخن بسبب انخفاض ضغط الزيت في نظام التزييت ، أو مرشح الزيت المتسخ ، أو الخلوص الحراري غير الصحيح. من الضروري أيضًا مراعاة التآكل الطبيعي للأجزاء. قد تكون العيوب في آلية الصمام نفسها (تآكل الزنبرك ، جلبة التوجيه ، غمازات هيدروليكية ، إلخ).
تعديل الفجوة
يتم إجراء التعديلات فقط على المحرك البارد. يتم تحديد الفجوة الحرارية الحالية بواسطة مجسات معدنية مسطحة خاصة بسماكات مختلفة. لتغيير الفجوة الموجودة على أذرع الروك ، يوجد برغي ضبط خاص يتم تدويره. في الأنظمة التي تحتوي على أداة دفع أو حشوات ، يتم إجراء الضبط عن طريق اختيار أجزاء من السماكة المطلوبة.
ضع في اعتبارك العملية التدريجية لضبط الصمامات للمحركات المزودة بدوافع (زجاج) أو غسالات:
- قم بإزالة غطاء صمام المحرك.
- اقلب العمود المرفقي بحيث يكون مكبس الأسطوانة الأولى في أعلى مركز ميت. إذا كان من الصعب القيام بذلك عن طريق العلامات ، فيمكنك فك شمعة الإشعال وإدخال مفك البراغي في البئر. ستكون حركته القصوى للأعلى هي المركز الميت.
- باستخدام مجموعة من مقاييس المحسس ، قم بقياس خلوص الصمام تحت الكامات التي لا تضغط على الغمازات. يجب أن يكون المسبار مضغوطًا ، ولكن ليس لعبًا مجانيًا للغاية. سجل رقم الصمام وقيمة الخلوص.
- قم بتدوير العمود المرفقي دورة واحدة (360 درجة) لجلب مكبس الأسطوانة الرابعة إلى TDC. قم بقياس الخلوص تحت بقية الصمامات. اكتب البيانات.
- تحقق من الصمامات الخارجة عن التسامح. إذا كان هناك أي منها ، فحدد دافعات السماكة المرغوبة ، وقم بإزالة أعمدة الكامات وقم بتركيب نظارات جديدة. هذا يكمل الإجراء.
يوصى بفحص الفجوات كل 50-80 ألف كيلومتر. يمكن العثور على قيم التخليص القياسية في دليل إصلاح السيارة.
يرجى ملاحظة أن خلوص صمامات السحب والعادم قد تختلف في بعض الأحيان.
ستضمن آلية توزيع الغاز المعدلة والمضبوطة بشكل صحيح التشغيل السلس والموحد لمحرك الاحتراق الداخلي. سيكون لهذا أيضًا تأثير إيجابي على موارد المحرك وراحة السائق.
