واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

1- VVT با سیستم تغییر بادامک

 سیستم 3 مرحله ای VTEC هوندا

هوندا آخرین مدل VTEC ، 3 مرحله ای را در موتور sohc Civic در ژاپن بکار برد.این مکانیزم 3 بادامک با تایمینگ و پروفیل بلند کردن سوپاپ متفاوت دارد.

توجه داشته باشید که ابعادشان نیز متفاوت میباشد. بادامک میانی (تایمینگ دور بالا و حداکثر بلند شدن سوپاپ ) در دیاگرام بالا نشان داده شده است که بزرگترین بادامک نیزمیباشد. بادامک سمت راست آن ( تایمینگ دورآرام و توسط بلند شدن سوپاپ ) که سایز آن متوسط می باشد. بادامک سمت چپ ( تایمینگ دور آرام و حداقل بلند شدن سوپاپ ) که کوچکترین بادامک نیز می باشد.

مکانیزم عملکرد آن مطابق شرح ذیل می باشد:

مرحله 1 ( دور آرام ) :

3 قطعه اسبک بطور آزادانه حرکت می کنند. بنابراین اسبک سمت چپ سوپاپ ورودی سمت چپ را به میزان کمی بلند میکند. اسبک سمت راست نیز سوپاپ سمت راست را به میزان متوسط بلند می کند. تایمینگ هر دو بادامک در مقایسه با بادامک میانی که فعلا فعال نمی باشد حدودا برای دور آرام می باشد.

مرحله 2 ( دور متوسط ) :

فشار هیدرولیکی ( قسمت نارنجی رنگ در شکل ) اسبکهای سمت چپ و راست را به یکدیگرمتصل میکند درحالیکه اسبک میانی و بادامک آن به کارخودشان ادامه می دهند. ازآنجائیکه بادامک سمت سمت راست بزرگتر از بادامک سمت چپ می باشد بادامکهای متصل شده به یکدیگر حرکت خود را در واقع از بادامک سمت راست می گیرند. در نتیجه هر دو سوپاپ ورودی در تایمینگ دور آرام ولی با بلند شدن متوسط کار می کنند مرحله 3 ( دور بالا ) : فشار هیدرولیک هر 3 اسبک را به یکدیگر متصل می کند. از آنجائیکه بادامک میانی بزرگترین بادامک می باشد هر دو سوپاپ بوسیله بادامک دور بالا حرکت می کنند. بنابراین تایمینگ دور بالا و حداکثر بلند شدن سوپاپ فراهم می شود.

2- VVT با سیستم بادامک مرحله ای

این سیستم ساده ترین و ارزانترین و رایجترین مکانیزمی است که امروزه استفاده می شود. با اینکه سیستم کوچکی می باشد کارآیی موتوررا افزایش می دهد.اساسا این سیستم تایمینگ سوپاپها رابوسیله تغییرمرحله ای زاویه میل میل بادامک تغییر می دهد. برای مثال در دور بالا میل بادامک سوپاپ ورودی به میزان 30 درجه گردش کرده و باعث زودتر باز شدن سوپاپهای ورودی می شود. این حرکت بوسیله سیستم مدیریت موتور بر طبق نیاز و بوسیله دنده های سوپاپ هیدرولیکی بکار می افتد.توجه داشته باشید که VVTبا سیستم بادامک

مرحله ای نمی تواندمدتزمان باز بودن سوپاپ را تغییر دهد آن فقط اجازه زودتر باز شدن یا دیرتر باز شدن سوپاپ را می دهد. البته نتیجه زودتر باز شدن زودتر بسته شدن نیز میباشد.همچنین این سیستم برخلاف VVT با سیستم تعویض بادامک میران بلند شدن سوپاپ را تغییر نمی دهد. این سیستم ازساده ترین و ارزانترین انواع VVT می باشد برای اینکه هرمیل بادامک فقط به یک کارانداز هیدرولیکی یاز دارد و برخلاف سیستم های دیگر که برای هر سیلندر یک مکانیرم مجزا بکار گرفته می شود.

پیوسته یا گسسته

ساده ترینVVT با سیستم بادامک مرحله ای فقط در 2 یا 3 زاویه ثابت می تواند تنظیم شود که از بین 0 تا 30 درجه انتخاب می شود. بهترین سیستم جابجائی متغیر پیوسته می باشد که بر حسب دور موتور یک مقدار اختیاری بین 0 تا 30 درجه را انتخاب می کند. بدیهی است این سیستم تایمینگ مناسبی را برای هر دور فراهم میکند.بنابراین انعطاف پذیری موتور را به میزان زیادی افزایش می دهد. هرچند که تغییر آن بسیار آرام و قابل توجه می باشد.

میل بادامک ورودی و خروجی

در بعضی از طراحی ها مانند سیستم BMW Double Vanos هم در میل بادامک ورودی و هم در میل بادامک خروجی از سیستم VVT بادامک مرحله ای استفاده می شود. این باعث افزایش زمان قیچی سوپاپها شده وراندمان را افزایش می دهد.

این نشان می دهد که چرا راندمان BMW M3 3.2 (100hp/litre) از مدل قبلی آن M3 3.0 (95hp/litre) که فقط در میل بادامک ورودی از این سیستم استفاده می کند بیشتر است. در مدل E46 3-series Double Vanos , ماکزیمم محدوده جابجائی میل بادامک ورودی 40 درجه و میل بادامک خروجی 25 درجه می باشد.

مزایا

ساده و ارزان می باشد. VVT پیوسته گشتاور تحویلی را در تمام دورها افزایش می دهد.

معایب

نداشتن سیستم بلند شدن سوپاپ و مدت زمان باز بودن بطور متغیر. بنابراین قدرت ماکزیمم آن از VVT با سیستم تعویض با کمتر م باشد.

BMW'S Vanos

فهمیدن عملکرد این سیستم از روی عکس آسان است. در انتهای میل بادامک یک دنده مورب بسته شده است. دنده مورب به یک درپوش که می تواند از میل بادامک دور و یا به آن نزدیک شود متصل شده است. بدلیل اینکه محور میل بادامک با دنده مورب موازی نمیباشد اگر درپوش به سمت میل بادامک فشرده شود زاویه میل بادامک افزایش می یابد به همین ترتیب کشیدن درپوش به سمت عقب باعث کاهش زاویه میل بادامک می شود.

 آیا فشرده شدن یا کشیده شدن بوسیله فشار هیدرولیکی تعیین می شود؟ در سمت راست درپوش دو محفظه وجود دارد که با روغن پر می شوند ( این محفظه ها بترتیب با رنگهای سبز و زرد در شکل مشخص شده است) و یک پیستون باریک که در جلوی درپوش بسته شده است این دو محفظه را ازهم جدا می کند.

 روغن ازطریق سوپاپهای مغناطیسی وارد محفظه ها می شود که فشار روغن را برای فعال شدن محفظه ها کنترل می کند. بعنوان مثال اگرسیستم مدیریت موتور به سوپاپ محفظه سبز سیگنال ارسال کند آن سوپاپ باز شده و سپس فشار هیدرولیک باعث حرکت پیستون شده و آن را به سمت عقب فشار می دهد به همراه آن درپوش نیز به سمت میل بادامک نزدیک می شود بنابراین این جابجائی باعث افزایش زاویه می شود.

 3- VVT با سیستم های تعویض بادامک + بادامک مرحله ای

ترکیب تعویض بادامک و بادامک مرحله ای می تواند هر دو نیازمندی قدرت در دور پائین و دور بالا و انعطاف پذیری در تمام محدوده دورموتوررا برآورده کند. اما ناچارا پیچیدگی بیشتری دارد. درزمان نوشتن این مقاله فقط پورشه وتویوتا چنین طرحی داشتند .هرچند درآینده ماشین های مسابقه ای بیشترو بیشترازاین طرح استفاده خواهند کرد .

Toyota VVTL-I

VVTL-I تویوتا پیشرفته ترین طرح VVT می باشد . وظایفی که این سیستم بخوبی انجام می دهد عبارنتد از:

Ø تایمینگ متغیر سوپاپ بادامک مرحله ای پیوسته

Ø بلند شدن سوپاپ متغیر دو مرحله ای بعلاوه مدت زمان باز بودن متغیر

Ø هم برای سوپاپهای ورودی و هم برای سوپاپهای خروجی استفاده می شود.

شبیه VVT-I تایمینگ متغیرسوپاپ بوسیله تغییرزاویه که بوسیله جلو یا عقب رفتن میل بادامک بوسیله راه انداز هیرولیکی که در انتهای میل سوپاپ متصل شده انجام می شود. تایمینگ متغیر بر حسب دور موتوروشتاب و غیره محاسبه می شود. هرچند تغییرات در یک محدوده عریض در حدود 60 درجه صورت می گیرد بنابراین شاید این سیستم کاملترین طرح تا به امروز باشد. چه چیزی VVTL-I را نسبت به VVT-I معمولی ممتاز می کند؟

 همه می دانند که L نشانه ای برای بلند شدن سوپاپ ( Valve Lift) می باشد. شبیه VTEC سیستم تویوتا ازیک اسبک برای کار انداختن هر دو سوپاپ ورودی استفاده می کند. این سیستم همچنین دو بادامک دارد که باعث فعال شدن اسبکها می شوند. بادامک ها شکلهای متفاوت دارند یکی با پروفیل بزرگتر برای افزایش مدت زمان باز بودن سوپاپ در دور بالا و دیگری با پروفیل کوچکتر برای دور آرام . در دورآرام بادامک دورآرام اسبکها را ازطریق یک رولبرینگ ( برای کاهش اصطکاک ) بکارمیاندازد. بادامک دوربالاهیچ تاثیری براسبک ندارد زیرا فضای زیرا فضای کافی در زیر تایپیت هیدرولیکی وجود دارد.

در مقایسه با VTEC هوندا وسیستمهای مشابه سیستم تویوتا تایمینگ متغیر پیوسته دارد که به افزایش انعطاف پذیری موتور در دور آرام و دور بالا کمک می کند. بنابراین این سیستم مسلما امروزه بهترین طرح می باشد. هر چند ساخت آن شاید خیلی پیچیده و خیلی گران باشد.

مزایا

VVT پیوسته گشتاورتحویلی درتمام دورها راافزایش میدهد و مدت زمان بلند شدن متغیر دارد که باعث افزایش قدرت در دور بالا می شود.

معایب

خیلی پیچیده و گران می باشد .

Porsche Variocam Plus

سیستم Variocam Plus پورشه طرح پیشرفته Variocam که درمدلهای Carrera و Boxster استفاده میشود. Variocam ابتدا درسال 1991 در مدل 968 تولید شد. این سیستم اززنجیرتایمینگ برای تغییرزاویه میل بادامک میل بادامک استفاده میکرد بنابراین تایمینگ متغیر 3 مرحله ای را فراهم می کرد. این طرح یک طرح انحصاری و بی نظیر می باشد اما آن نسبت به کاراندازهای هیدرولیکی دیگر تولید کنندگان واقعا نا مرغوب می باشد بویژه که آن اجازه تغییر زاویه زیاد به میل بادامک را نمی دهد .

بنابراین پورشه Variocam Plus را در مدل Turbo 911 استفاده کرد و سرانجام از یک راه انداز هیدرولیکی متداول بجای زنجیر استفاده کرد. هر چند مدل Plus بعلاوه بلند شدن متغیر سوپاپ تغییرات زیادی پیدا کرده است و این سیستم از تایپیت های هیدرولیکی نیز استفاده می کند . همانطوری که در شکل زیر دیده می شود .هر سوپاپ میتواند بوسیله سه بادامک فعال شود .

مرکزی سوپاپ را به میزان کمی بلند می کند ( 3mm) و مدت زمان باز بودن سوپاپها کوتاه می باشد. بعبارت دیگر این بادامک دور آرام می باشد . دو بادامک خارجی دقیقا شبیه هم می اشند با تایمینگ برای دور بالا و سوپاپ ها را به میزان بیشتری بلند می کنند ( 10 mm) . انتخاب نوع بادامک بر حسب تایپیتهای متغیر صورت می گیرد که شامل یک تایپیت داخلی و یک تایپیت خارجی می باشد .

 آنها بوسیله یک کارانداز هیدرولیکی که یک پین را از میان آنها عبور می دهد به یکدیگر قفل می شوند. با این روش بادامک دوربالاسوپاپ ها را فعال می کند که باعث افزایش مدت زمان باز بودن و میزان بلند شدن سوپاپ می شود. اگر تایپیت ها به یکدیگر قفل نباشند . سوپاپها ازطریق تایپیتهای داخلی فعال میشوند وتایپیتهای خارجی مستقل ازسوپاپها حرکت می کنند.

بنظر می رسد این مکانیزم فوق العاده ساده و کوچک می باشد. تایپیتهای متغیر فقط کمی سنگین ترازتایپیت های معمولی میباشد ولی فضای بیشتری اشغال نمی کند. با این وجود این سیستم قفط برای سوپاپ های ورودی استفاده می شود.

مزایا

گشتاور خروجی در دورآرام و متوسط را افزایش می دهد و مدت زمان بازبودن و میزان بلند شدن متغیرآن قدرت را در دور بالا افزایش می دهد.

معایب

دارای پیچیدگی زیاد و هزینه بالائی می باشد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

منیفولدهای ورودی متغیر از اواسط دهه 90 بطور گسترده رایج شدند. با استفاده از این سیستم گشتاور پایین در دور متوسط افزایش یافته بدون این که تاثیری بروی مصرف سوخت یا قدرت در دورهای بالا داشته باشد. بد ین وسیله انعطاف پذیری موتور بهبود می یابد.

 یک منیفولد معمولی برای قدرت درسرعت بالا یا گشتاو در دورپایین و یا یک توازن بین آنها بهینه سازی می شود اما منیفولد ورودی متغیر یک یا بیش از دومرحله برای انجام وظیفه در سرعت مختلف موتورمطرح میکند گفته میشود نتایج استفاده ازاین سیستم شبیه استفاده ازسیستم تایمینگ متغیرسوپاپ(VVT) می باشد اما مزیت منیفولد ورودی متغیر این است که گشتاور دور پایین را بیش ازقدرت در در دور بالا افزایش می دهد.

بنابراین این سیستم برای خودروهای چهار در(sedan) که هر روز سنگین و سنگین تر می شوند خیلی مفید می باشد. با افزایش خودروهایی که خصوصیات اسپورت دارند مانند Ferrari 360 M و 550 M از منیفولدهای ورودی متغیر در کنار تایمینگ متغیر سوپاپ برای قابلیت بهتر در حرکت استفاده می شود .

 در مقایسه با VVT منیفولدهای ورودی متغیرارزانترمی باشند. برای این که فقط به چند منیفولد ریخته گری شده و تعداد کمی سوپاپهای الکتریکی احتیاج دارند در مقابل VVT به تعدادی کار انداز هیدر دقیق ومناسب و یا حتی تعدادی بادامک مخصوص و میل بادامک نیاز دارد. منیفولدهای ورودی دو نوع میباشند: منیفولدورودی ورودی با طول متغیر و منیفولدهای ورودی انعکاسی . هر دو آنها از هندسه منیفولدهای ورودی برای رسیدن به  یک هدف مشابه استفاده می کنند.

منیفولد ورودی طول متغیر

منیفولدهای ورودی طول متغیرمعمولا در خودروهای سواری چهار در(sedan) استفاده می شوند.دربیشتر طراحی ها از دو منیفولد با طول متفاوت برای تغذیه هر سیلندر استفاده میشود. منیفولدهای با طول بلند برای دورهای پایین و منیفولدهای کوتاه برای دورهای بالا استفاده میشوند. فهمیدن اینکه چرا دور بالا به منیفولد کوتاه احتیاج دارد ساده است چون که با استفاده از آن مکش موتور بطور آزادانه و آسان صورت می گیرد. اما چرا در دورهای پایین منیفولدهای با طول بلند مورد نیاز است ؟

چونکه استفاده از لوله های بلندتر باعث کاهش فرکانس هوای ورودی به سیلندر میشود به گونه ای که با کاهش دور موتور تطابق زیادی دارد و باعث بهتر پر شدن سیلندر می شود و بدین ترتیب گشتاور خروجی را افزایش می دهد. از طرف دیگر منیفولد ورودی بلند تر جریان هوا را به آرامی هدایت می کند که باعث بهتر مخلوط شدن سوخت و هوا می شود.

بعضی از سیستمهای طول متغیرارائه شده سه مرحله دارند که از این نوع درAudi V8 استفاده شده است. درحقیقت Audi از منیفولدهای جداگانه استفاده نمی کند. در عوض از یک منیفولد ورودی دورانی که ورودی آن در مرکز روتور آن واقع است استفاده می کند. چرخش مجرای ورودی به وضعیتهای مختلف باعث ایجاد طولهای مختلف در منیفولد می شود.

ترتیب احتراق به گونه ای است که سیلندرها بطور متناوب از هر یک از محفظه ها تنفس می کنند که باعث ایجاد یک موج فشاری بین آنها م شود. اگر فرکانس موج فشار با دور تطابق داشته باشد می تواند به پرشدن سیلندر کمک کند بدین ترتیب راندمان مکش افزایش یافته. فرکانس تولیدی به سطح مقطع لوله های متصل شده بستگی دارد. با بستن یکی ازآنها دردور پایین سطح مقطع به خوبی فرکانس را کاهش می دهد بدین گونه گشتاورخروجی در دور متوسط افزایش می یابد. در دور بالا سوپاپ باز شده و بهتر پر شدن سیلندر را فراهم می کند.

سیستم ورودی انعکاسی در مدلهای مختلف پورشه استفاده شده که اولین آن 964 Carrier بود. در مدل 993 پورشه این سیستم را با منیفولد طول متغیر سه مرحله ای به نام Varioram ترکیب کرد. بخاطر اینکه این سیستم فضای زیادی را اشغال می کرد در مدل 996 فقط ازسیستم ورودی انعکاسی استفاده شد. هوندا NSX نیز ازدیگر استفاده کنندگان نادر سیستم ورودی انعکاسی می باشد.

کمتر از rpm5000 (چپ Aوراست بالا):لوله های بلند وسیستم انعکاسی غیر فعالند.  RPM5800-5000 )چپB و راست وسط) : لوله های بلند بعلاوه لوله کوتاه ورودی انعکاسی . یکی از لوله های متصل شده ورودی انعکاسی بسته است.

RPM5800 (چپ C و راست پایین ): لوله های بلند بعلاوه لوله کوتاه ورودی انعکاسی و هر دو لوله سیستم ورودی انعکاسی باز میشود .

خلاصه منیفولدهای ورودی متغیر

مزایا

بهبود گشتاور تحویلی در دور پایین بدون کاهش قدرت در دور بالا و ارزانتر بودن نسبت به تایمینگ متغیرسوپاپ VVT)).

معایب

تقریبا فضای زیادی اشغال می کند و تاثیری در افزایش گشتاور در دور بالا ندارد.

Toyota T-VIS

بیشتر موتورهای 4 سوپاپ اولیه در دورهای پایین و متوسط گشتاور خوبی تولید نمی کردند. برای اینکه سطح ورودی بزرگتر باعث کاهش جریان هوا می شد. مخصوصا درسرعتهای پایین جریان هوای آرام در منیفولد ورودی یک مخلوط سوخت و هوای ناقص را فراهم می کند. بنابر این باعث ایجاد دتونیشن (Knock) و کاهش قدرت و گشتاور می شود. بنابراین موتورهای 4 سوپاپ در دورهای بالا قوی می باشند اما در دورهای پایین ضعیف بودند تا وقتیکه تکنولوژی منیفولدهای ورودی متغیر رایج شد. شورولت Cosworth Vega که در دور پایین ضعیف بود این کار را انجام داد.

منیفولد ورودی دورانی برای موتورهای V6مرسدس بنز مدلهای SLK,CLS,E-class که برای کاهش وزن از جنس منیزیم ساخته می شوند. در واکنش به آن در واسط دهه 80 سیستم ورودی متغیر تویوتا T-VIS را تولید کرد. T-VIS به سرعت کم جریان هوا در منیفولد شتاب میدهد. تئوری این مسئله ساده می باشد. منیفولد ورودی برای هر سیلندر به دو زیرمنیفولد (sub-manifold) تقسیم میشود که درنزدیکی سوپاپ ورودی به یکدیگرمتصل متصل میشوند.

یک سوپاپ پروانه ای نیز به یکی ا ز زیر منیفولدها اضافه شده است. در دورهای کمتراز تقریبا 4650 rpm سوپاپ پروانه ای برای افزایش سرعت در منیفولد می بایست بسته باشد. در نتیجه مخلوط خوبی را در منیفولد بدست می آوریم موتورهای تزریق مستقیم از استفاده ازاین سیستم محرومند. زیراسیستم تزریق مستقیم فضای زیادی را در منیفولد اشغال می کند

تایمینگ متغیر سوپاپ VVT

بعد از اینکه تکنولوژی چند سوپاپ ( Multi Valve) در طراحی موتورها استاندارد شد تایمینگ متغیر سوپاپ مرحله بعدی افزایش راندمان موتور می باشد.همانطور که می دانید سوپاپ ها تنفس موتور را فراهم می کنند.

تنظیم تنفس که همان تنظیم سوپاپ های ورودی و خروجی می باشد بوسیله شکل و زاویه بادامک ها کنترل می شود. برای بهینه سازی تنفس موتور به تنظیم سوپاپ مختلف در دورهای متفاوت نیاز می باشد. وقتی که دور افزایش می یابد مدت زمان کورس مکش و تخلیه کاهش می یابد بنابراین هوای تازه به میزان کافی نمی تواند سریع وارد محفظه احتراق شود درحالیکه گازهای اگزوز نیز با سرعت کافی محفظه احتراق را ترک نمی کنند.

بنابراین بهترین راه حل باز شدن زودتر سوپاپ ورودی و دیرتر بسته شدن سوپاپ خروجی می باشد. بعبارت دیگر زمان قیچی (Overlapping) سوپاپ ورودی و خروجی با افزایش دور موتور باید افزایش یابد. مهندسین سابقا بهترین تایمینگ سوپاپ را بصورت توافقی انتخاب می کردند. برای مثال یک وانت بخاطر بازده بهتر در دور پائین ممکن است زمان قیچی کمتری را بکار گیرد اما یک ماشین مسابقه ای بخاطر قدرت بیشتر در دور بالا ممکن است زمان قیچی قابل ملاحظه ای را بکار گیرد.

در خودروهای سواری معمولی ممکن است تایم سوپاپ بهینه برای دور متوسط بکار گرفته شود تا هم در دور کم قابلیت خوبی داشته باشد و همچنین قدرت در دور بالا خیلی کاهش نیابد و شبیه موتورهای دیگر که برای یک دور معین بهینه سازی میشوند نباشند. با تایمینگ متغیر سوپاپ قدرت و گشتاور می تواند در یک محدوده عریض بهینه شود.

بیشترین نتایج قابل توجه عبارنتد از :

Ø موتور می تواند در دور بالاتری کار کند بنابراین حداکثر قدرت تولید می شود. برای مثال قدرت ماکزیمم

 Ø موتور نیسان 2 لیتری Neo VVL 25% بیشتر از نمونه بدون VVT آن می باشد.

Ø افزایش گشتاور در دور پائین ، بنابراین نیروی محرکه بهبود می یابد. برای مثال موتور فیات

بلند شدن متغیر سوپاپ Variable Lift

در بعضی از طراحی ها بلند شدن سوپاپ می تواند بر حسب دور موتور متغیر باشد. در دوربالا افزایش بلند شدن شدن سوپاپ ورود هوا و خروج گازهای اگزوز را تسریع می کند بنابراین تنفس موتور را بهبود می بخشد. البته بلند شدن این چنینی در دور آرام اثر معکوسی شبیه ناقص مخلوط شدن سوخت و هوا ایجاد میکند بنابراین بازده را کاهش می دهد و یا حتی منجر به خاموش شدن موتور (misfire) می شود. بنابراین بلند شدن سوپاپ باید بر طبق دور موتور باشد.

ادامه دارد ....

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

خوردگي بادامکها که اين حالت باعث بهم خوردن تايمينگ سوپاپها مي شود.

خوردگي يا شکستگي دنده اويل پمپ و دلکو.

لقي بيش از حد بين ميل سوپاپ و ياطاقان هاي ثابت آن.

لقي بيش از حد بين ميل سوپاپ و ياطانان هاي ثابت آن

اين لقي باعث کاهش فشار روغن مي شود در ضمن لقي بين 0.05 تا 0.1 ميليمتر مي باشد که به وسيله ميکرومتر داخلي يا ساعت اندازه گيري مي توان اندازه گيري کرد و هنگام جا زدن بوش بايد دقت کرد که سوراخ روغنکاري در محل خود قرار بگيرد.

در موتورهايي که ارتباط حرکتي ميل لنگ و ميل سوپاپ مستقيما دو چرخ دنده مي باشد براي تشخيص دقيق ميزان لقي دو دنده مي توان از ميکرومتر ساعتي استفاده نمود. بدين ترتيب که ميکرومتر ساعتي را به وسيله پايه اش روي بلوک موتور بسته و نوک ساعت را روي يکي از دنده هاي چرخ دنده قرار داده و با حرکت چرخ دنده ديگر ميزان لقي دنده ها را از روي انحراف عقربه ميکرو متر ساعتي معلوم مي کنيم.

براي آزمايش ميزان لقي دو دنده مي توان با قرار دادن تيغه فيلر در محل تماس دنده ها لقي را اندازه گرفت ميزان لقي مجاز بين دو چرخ دنده 0.07 تا 0.12 ميليمتر مي باشد. در صورتيکه اين لقي بيش از حد مجاز باشد بايد هر دو چرخ دنده را عوض نمود.

در موتورهايی که از زنجير استفاده مي شود معمولا در اثر کار موتور زنجيره طولش زياد مي شود و همچنين چرخ دنده ها نيز سائيده مي شوند براي آزمايش زنجير طول آن را با يک زنجير نو مقايسه مي کنند. اگر افزايش طول زنجير کم باشد فقط بايستي زنجير را عوض نمود سپس دنده هاي چرخ دنده ها را بازديد نمود در صورتي که طول زنجير خيلي زياد شده علاوه بر زنجير چرخ دنده ها نيز بايستي عوض شوند.

به طور کلي لقي غير مجاز بين دنده ها و افزايش طول زنجير سبب مختل شدن تايمينگ سوپاپها و توليد صداهاي غير عادي مي گردد.

کنترل و بازرسي لقي طولي ميل سوپاپ

واشر گلوئي را زماني که ميل سوپاپ روي پايه مخصوص قرار داده ايم با فيلر اندازه مي گيريم که اين فاصله 0.03 تا 0.08 ميليمتر مي باشد

کنترل خمش ميل سوپاپ

دو محور جا ياتاقاني کناره را روي دو پايه جناغي که روي صفحه صافي قرار دارد مي گذاريم سپس ساعت را روي يکي از ياطاقان هاي ميل سوپاپ قرار داده و ميل سوپاپ را بوسيله دست يک دور کامل ميگردانيم و مقدار خمش را به دست مي آوريم که نبايد از 0.05 ميليمتر تجاوز کند. در صورت بيشتر بودن مي توانيم آن را به وسيله پرس در حالت سرد صاف نمائيم.

کنترل لقي جانبي به وسيله ساعت اندازه گير

ميل سوپاپ را به سمت عقب حرکت مي دهيم سپس ساعت را با مقداري پيش فشار روي آن قرار مي دهيم و ساعت را صفر مي کنيم با کشيدن دنده به سمت جلو و فشار آمدن روي سوزن مقدار لقي جانبي را نشان مي دهند.

زنجير سفت کن

زنجير سفت کن همانطور که از اسم آن پيداست براي گرفتن شلي زنجير و کم کردن صداي چرخ دنده ها بوده و همچنين از سائيدگي زنجير و چرخ دنده ها جلوگيري مي کند.

در نتيجه تايمينگ سوپاپها بهم نخورده و سوپاپها بموقع باز و بسته می شوند. امروزه در اغلب موتورها زنجير سفت کن اتوماتيک نصب شده است اين نوع زنجير سفت کن ها با فشار روغن موتور و فنر کار مي کنند. روغن موتور با فشار وارد سيلندر زنجير سفت کن شده و پيستون مربوطه را روي قسمت لاستيکي فشار داده و از شل شدن زنجير جلوگيري مي کند. هر چند زنجير هاي کوتاه نياز به زنجير سفت کن ندارند ولي اغلب از آن استفاده مي شود.

اغلب زنجير سفت کن ها مجهز به قطعهاي جغجغه اي مانندي هستند که از برگشت قطعه لغزنده جلوگيري مي کند. در موتورهايي که ميل بادامک آن در سر سيلندر تعبيه شده از زنجير سفت کن شامل يک تيغه فنري با پوشش نئوپرين در طرف شل زنجير و يک صفحه لاستيکي را با پوشش نئوپرين در طرف ديگر آن مي باشد و گاهي از چزخ دنده کمکي قابل تنظيم استفاده مي کنند.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

خط برداشتن

خط افتادن سیلندر بر اثر شکستن رینگ و کثافات داخل روغن و علل دیگری بوده که با این عمل گازبندی به خوبی انجام نمی شود. در این حالت با تراش سیلندر و استفاده از پیستون اورسایز می توان آن را اصلاح کرد خط افتادگی سیلندر را میتوان به وسیله کشیدن ناخن داخل سیلندر آزمایش کرد.

پله کردن یا لبه دار شدن

پیدا شدن لبه بخصوص در فاصله ما بین رینگ آتش و سطح بالائی سیلندر بر اثر حرکت و کار مداوم و به خصوص فنریت بیش از حد رینگ بالائی می باشد. این لبه را می توان با ناخن احساس کرد اما دقیق ترین وسیله برای تشخیص لبه میکرومتر داخل سنج یا ساعت اندازه گیر سیلندر است.

دو پهنی

این عیب در اثر سائیدگی و اختلاف قطر سیلندر در دو نقطه عمود بر هم به وجود می آید که در آن قسمت، سیلندر از حالت دایره خارج و به صورت بیضی در می آید.

برای آزمایش دو پهنی، با ساعت اندازه گیر یا میکرومتر داخل سیلندر در دو سمت عمود بر گژن پین و موازی گژنپین را اندازه گیری می کنیم اگر اختلافی در اعداد مشاهده شد دلیل به دو پهنی شدن سیلندر می باشد که برای رفع این عیب آنرا تراش داده و از پیستون اورسایز استفاده می کنیم. البته اندازه گیری همیشه یک سانتی متر پایین تر از پله می باشد یعنی محلی که سائیدگی پیش می آید.

دو پهنی (در ارتفاع گلدون شدن)

این عیب که در اثر کار زیاد و سائیدگی بیش از حد به وجود می آید شامل اختلاف قطر در قسمت بالا و پایین سیلندر می باشد به طوری که سیلندر از حالت استوانه ای کامل خارج شده و در قسمت پایین، قطرش کمتر از قطر در قسمت بالای آن می گردد.

صیقلی شدن با آینه شدن

در اثر کار مداوم رینگها در سیلندر و زمانی که روغنکاری سیلندرها به خوبی انجام نشود سطح سیلندر کاملا صیقلی می شود این امر باعث خارج شدن کمپرس و وارد شدن روغن به اطاق احتراق می شود. باید سیلندر را هونیگ کرد تا در دیواره سیلندر خطوط هونیگ با زاویه 120 درجه ایجاد شود ضمنا پس از تراش سیلندرها به وسیله دستگاه تراش عمل هونیگ به وسیله سنگ زنی انجام می شود.

سائیدگی سیلندر

سیلندر بر اثر فشار و گرمای حاصل از احتراق و نرسیدن روغن یا شسته شدن روغن توسط قطرات مخلوط و علل دیگر سائیده می شود. این سائیدگی بیشتر باعث به وجود آمدن عللی از قبیل دو پهن شدن، بیضی شدن، موج دار شدن و گلدانی شدن سیلندر می شود.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

ميل سوپاپ يا ميل بادامک وظيفه باز و بستن سوپاپ ها را بر عهده دارد. بر روي ميل سوپاپ دايره اکسانتير و دنده اويل پمپ وجود دارد. ميل سوپاپ نيروي خود را از ميل لنگ توسط دنده دريافت مي نمايد وظيفه باز و بسته کردن سوپاپ يا فرمان موتور را به عهده دارد.

در روي ميل سوپاپ بادامکهايی قرار دارند که مي توانند حرکت دوراني را به حرکت مستقيم الخط تبديل نمايند. شکل بادمکها در کار موتور تاثير بسزايي داشته و مقدار اوانس و ريتارد سوپاپها نيز روي بادامکها محاسبه شده است انتقال نيروي ميل لنگ به ميل سوپاپ ممکن است به سه صورت دنده به دنده – زنجيري – تسمه اي انجام شود چون در هر 720 درجه گردش ميل لنگ يک احتراق در هر سيلندر انجام مي شود و در هر سيکل يکبار احتياج به باز و بسته شدن هر سوپاپ وجود دارد لذا گردش ميل سوپاپ نصف گردش ميل لنگ مي باشد يعني در 360 درجه گردش و نسبت دنده آنها نصف مي باشد يعني دنده ميل سوپاپ دو برابر دنده ميل لنگ مي باشد.

بادامک در ميل سوپاپ

براي هر يک از سوپاپها يک بادامک در نظر گرفته شده است. اين بادامکها تحت زاويه مخصوص قرار گرفته و با فاصله معيني از يکديگر عمل خود را انجام مي دهند.

هر بادامک بايستي داراي مشخصات زير باشد:

بعد از کار کردن تغيير شکل ندهد.

در موقع باز و بسته کردن سوپاپها ايجاد ضربه و لرزش نکند.

قسمتهاي مختلف بادامک

دايره مبنا.

حد باز شدن (شيب ملايم باز شدن).

پهلوي باز کردن سوپاپ.

پهلوي بسته شدن سوپاپ.

حد بسته شدن (شيب ملايم بسته شدن).

انواع بادامک در ميل سوپاپ

بادامکهاي ميل سوپاپ از نظر شکل ظاهري به سه نوع تقسيم مي شوند که هر يک داراي خواص مخصوص به خود هستند.

بادامک نوک تيز.

بادامک با نوک صاف و تخت.

بادامک با نوک نيم گرد.

وظايف ميل سوپاپ (ميل بادامک)

باز و بسته کردن سوپاپ ها توسط چرخش ميل سوپاپ و قرار گرفتن بادامک ها زير تايپت ها.

روي ميل سوپاپ يک دايره خارج از مرکز (اکسانتريک) وجود دارد که با قرار گرفتن شيطانک پمپ بنزين و بالا و پايين رفتن آن انتقال بنزين از باک به کاربراتور توسط پمپ بنزين انجام مي شود.

روي ميل سوپاپ دندانه اي وجود دارد که اين دنده دلکو و اويل پمپ را بکار مي اندازد.

همه توربو شارژر ها به يک طريق عمل مي کنند اما چگونگي ورود گازهاي خروجي به داخل توربين متفاوت مي باشد سه نوع توربو شارژر وجود دارد اين سه نوع عبارتند از:

توربو شارژر حلزوني ساده

اين نوع توربو شارژر داراي يک معبر تنها مي باشد که گازهاي خروجي موتور را به چرخ توربين منتقل مي کند. حلزون يک معبر مارپيچ در درون پوسته محفظه توربين مي باشد که مقطع آن ثابت نبوده و کاهش مي يابد اين تغيير به دليل ثابت نگهداشتن سرعت گازهاي خروجي هنگام عبور از طول حلزن مي باشد گازهاي خروجي به طور پيوسته از حلزون عبور کرده و وارد توربين مي شوند گازها از ميان پره هاي توربين عبور کرده و باعث چرخش توربين شده و سپس توربين را ترک و وارد اگزوز مي شوند.

چرخ کمپرسور به همراه توربين روي يک شفت نصب شده است پره هاي کمپرسور داراي انحناء بوده و تحت تاثير نيروي گريز از مرکز هوا را فشرده مي سازد هواي فشرده شده با سرعت زياد و فشار کم از لبه پره هاي کمپرسور جدا مي شود. هوا از ديفيوز عبور نموده وارد قسمت حلزوني پوسته کمپرسور مي شود. اين امر سبب مي گردد هوا مستقيما وارد محفظه احتراق شود و فشار آن افزايش يابد.

توربو شارژر حلزوني با افزاينده سرعت

اين نوع توربو شارژر داراي يک حلزون و يک افزاينده سرعت (پره هاي ثابت) يا دو حلزون و دو مجرا مي باشد. گازهاي خروجي وارد منيفولد دود و از آنجا وارد حلزونها شده اما بجاي آنکه مستقيما وارد چرخ توربين شوند از پره هاي ثابت روي پوسته توربين عبور نموده و با زاويه مناسب بسيار زياد و با انرژي بالاتر با پره هاي توربين برخورد مي نمايد. سمت کمپرسور توربو شارژر همانطور که قبلا در نوع حلزوني توضيح داده شد عمل مي کند.

توربو شارژر نوع ضرباني

استفاده از اين نوع توربو شارژر يک منيفولد دود نوع ضرباني را طلب مي کند زيرا از ضربات دودهاي خروجي که از سيلندرها موتور خارج مي شود استفاده مي کند اين امر سبب افزايش سرعت توربو شارژر مي شود. منيفولد نوع ضرباني داراي معبري از هر سيلندر مي باشد که در انتها به دو کانال اصلي جداگانه تبديل مي شوند اين دو کانال به دو کانال روي پوسته توربين مي پيوندند. منيفولد داراي مقطع نسبتا کوچکي مي باشد تا از ضربات بهره بيشتري ببرد زيرا در منيفولد بزرگتر اتلاف بيشتر است. شکل منيفولد به گونه اي طراحی شده تا از جريان گازهاي آزاد نيز به خوبي گازهاي توده اي استفاده کند. در حين شتاب گيري اين امر اجازه مي دهد انرژي گازهاي خروجي سريعا به توربين رسيده و شتاب موتور بهبود يابد.

براي بهره بردن بهتر از گازهاي توده اي سيلندرها بطور يک در ميان با توجه به ترتيب احتراق به يک کانال مرتبط گشته اند. مثلا در يک موتور شش سيلندر که ترتيب احتراق 4-2-6-3-5-1 مي باشد سيلندرهاي 1 و 2 و 3 به يک کانال و سيلندرهاي 4 و 5 و 6 به کانال ديگر متصل مي گردند به اين ترتيب باعث مي شود توده هاي دود بيشتر از هم جدا باشند و اثر بيشتري خواهد داشت.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

بلوک سیلندر بعنوان یک قسمت اصلی موتور بوده و بعنوان یک پایه فلزی محکم و یکپارچه برای تمام قطعات موتور مورد استفاده قرار می گیرد.

در داخل بلوک سیلندر استوانه های تو خالی بنام سیلندر وجود داشته که پیستون در داخل آن استوانه ها حرکت رفت و برگشتی خود را انجام می دهد. شکل بلوک سیلندر بستگی به نوع موتور از لحاظ سیستم خنک کننده دارد. در سطح بالای آن سرسیلندر بسته می شود که دارای سوراخها و مجاری متعددی بوده که این مجاری به طور کلی مجاری آب و روغن و تایپت ها می باشد.

در بعضی از موتورها (T,L) سوراخها مجاری سوپاپها در سطح بالائی بلوک قرار دارند. قسمت پایین بلوک که به آن کارتل متصل می شود محفظه میل لنگ گفته می شود که در آنجا میل لنگ توسط کپه هایی به بلوک سیلندر متصل می شود. در قسمت جلوی بلوک محل قرار گرفتن سینی جلو که در داخل آن زنجیر و دنده میل لنگ و دنده میل سوپاپ قرار دارند.

قسمت عقب بلوک در انتهای میل لنگ فلایویل متصل شده که عمل انتقال نیروی موتور به سیستم انتقال قدرت را انجام می دهد. قطعاتی که به بلوک سیلندر متصل می شود عبارتند از واتر پمپ، پمپ بنزین، سینی جلو، پایه فیلتر روغن و یک سری قطعات دیگر که اغلب برای آببندی این قطعات از واشر استفاده می شود.

در نهایت کلیه قطعات سوار شده روی بلوک و داخل آن موتور را تشکیل می دهند. موتور روی شاسی بوسیله دسته موتور که از جنس لاستیک های فشرده می باشد، سوار شده است. ضمنا دسته موتور علاوه بر اینکه اتصال موتور با شاسی را برقرار می کند ارتعاشات موتور و شاسی را نسبت به یکدیگر خنثی می کند.

وظایف دسته موتور عبارتند از

نگهداری و تحمل وزن موتور بر روی شاسی.

جذب ارتعاشات موتور و شاسی.

مقاومت در مقابل چرخش موتور نسبت به شاسی.

جنس بلوک سیلندر

بلوک سیلندر یکپارچه ریخته شده و جنس آن از چدن خاکستری با آلیاژ کروم دار یا نیکل دار آهن یا از جنس آلومینیوم می باشد. بدنه موتور (بلوک سیلندر) را معمولا به دو روش می سازند.

بوسیله ریختن مواد مذاب در قالبهای ماسه ای. و بعد عملیات تراشکاری را در قسمتهایی که لازم است انجام می دهند.

استفاده کردن از قالب فلزی. به این ترتیب است که مواد مذاب را با فشار به داخل قالب فلزی تزریق می کنند.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

انواع بلوک سیلندر بر حسب قرار گرفتن سیلندرها

موتورهای یک ردیفه

در این نوع موتور سیلندرها در یک خط واقع و در یک ردیف قائم قرار دارند. در این موتور تمام سیلندرها یکپارچه ریخته می شوند.

موتورهای دو ردیفه یا V شکل

در این گونه موتور نیمی از سیلندرها در یک طرف و نیمی دیگر در طرف دیگر قرار دارند.

موتورهای افقی یا تخت یا خوابیده

در این نوع موتور سیلندرها داخل یک صفحه افقی و در دو طرف محور اصلی میل لنگ قرار دارند.

موتورهای سه ردیفه یا W شکل

در این نوع موتور دو ردیف از سیلندرها در یک صفحه و در مقابل هم و ردیف دیگر عمود بر این دو ردیف قرار دارند. موتورهای سه ردیفه معمولا در طراحی موتورهای دوازده سیلندر استفاده می شود.

موتورهای چهار ردیفه یا X شکل

در این نوع موتورها چهار ردیف سیلندر وجود داشته و با هم زاویه 90 درجه را تشکیل می دهند.

موتورهای رادیال یا ستاره ای

این نوع موتورها با هوا خنک شده و سیلندرها در این نوع موتور دور یک مرکز قرار گرفته اند.

عیوب بلوک سیلندر

در زمستان و سرمای شدید بلوک در اثر یخ زدن آب در داخل بدنه ترک خورده که این ترک خوردگی در سطح خارجی بلوک ایجاد شده و آب از آنجا به بیرون نشت می کند. ترک خوردگی را می توان مانند ترک خوردگی سر سیلندر برطرف کرد.

جلوگیری از ترک خوردن بلوک سیلندر

بعد از ریختن موتور و در آوردن بلوک سیلندر از قالب ریخته گری آن را با عملیات پرداخت کاری پاک و تمیز می کنند. محلهایی که ما بین پوسته و سیلندر و بلوک قرار دارد بوسیله سوراخهایی که در بدنه بلوک ایجاد می شود از وجود ذرات شن و بقایای ریخته گری پاک می کنند.

دهانه این سوراخها را با پولک می پوشانند. وظیفه این پولکها که قابل تعویض است جلوگیری از ترک خوردن می باشد. در سرمای شدید پس از اینکه حجم آب در محفظه های بلوک بر اثر یخ زدن، زیاد شده و فشار انبساط که به همه نقاط بلوک سیلندر وارد می شود پولکها را به طرف بیرون پرتاب کرده و فشار را خنثی می کند.

پولکها را در موقع تعویض با چسب در محل خود در بلوک جا می زنند که عمل آببندی به خوبی انجام شود در ضمن پولکها در اثر فشار آب و گرفتگی ترموستات و لولهای رابط و در موقع تابستان بر اثر گرمای زیاد نیز با بیرون پریدن خود امکان ترک خوردن سیلندر را برطرف می کنند.

عیوب دیگری که امکان دارد در بلوک پیش بیاید گرفتگی لوله ها و مجاری روغن یا مجاری آب است. جهت باز کردن لوله های روغن پیچهایی در روی بلوک در مسیر اصلی وجود دارد که با باز کردن آن و سیخ زدن لوله ها را تمیز می کنند و یا برای تمیز کردن مجاری آب پولک را خارج کرده مجاری آب را تمیز کرده و سپس با فشار باد کلیه کثافات را از مجاری خارج کرده و بعدا پیچ و پولکها را در محل خود قرار می دهند.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

 وظيفه توربو شارژر دميدن هوا با فشار به داخل سيلندر مي باشد. توربو شارژر با اين کار در خروج دود کمک کرده در ضمن توربو شارژر با اين کار هواي بيشتري به داخل سيلندر تزريق مي کند اين کار توربو شارژر باعث بهتر پر کردن سيلندر خواهد شد و راندمان موتور افزايش مي يابد. تامين هواي بيشتر در واقع مهيا ساختن اکسيژن بيشتر براي انجام احتراق بوده و اين امر سبب احتراق بهتر سوخت در محفظه احتراق و در نهايت قدرت بيشتر موتور خواهد بود.

در موتورهاي ديزل دو زمانه از يک دمنده به همين منظور استفاده مي شود. فشار هواي ارسالي توسط دمنده تنها اندکي از فشار جو (فشار اتمسفر) بيشتر است و بنابراين اثر توربو شارژر را ندارد توربو شارژر نيروي خود را از دودهاي خروجي موتور مي گيرد.

تامين هواي موتور

موتورهايي که توربو شارژر ندارند به عنوان موتورهاي بدون توربو شارژر يا موتورهاي معمولي ياد مي شوند زيرا در اين موتورها به علت حرکت پيستون در داخل سيلندر عمل مکش هوا به داخل سيلندرها انجام مي شود به اين ترتيب هواي داخل سيلندر با فشار جو تامين مي گردد.

حتي در شرايط ايدآل فشار هواي ورودي در داخل سيلندرها به فشار جو نمي رسد و در عمل به مقدار قابل توجهي کمتر از آن مي باشد توربو شارژر جريان هواي ورودي به محفظه احتراق را تقويت نموده و باعث افزايش فشار آن به نسب دو برابر فشار جو مي گردد اين امر سبب افزايش قدرت خروجي و گشتاور موتور از 25 تا 40 درصد بسته به طراحي توربو شارژر و موتور مي شود.

توربو شارژر

توربو شارژر شامل يک کمپرسور و يک توربين مي باشد که هر دو روي شفت نصب شده اند و توربين توسط گازهاي خروجي حاصل از احتراق چرخانيده مي شود به اين ترتيب انرژي اين گازها که در صورت نبودن توربو شارژر تلف مي شد براي چرخانيدن کمپرسور استفاده مي شود و هواي بيشتري براي سيلندرها موتور تامين مي کند.

توربو شارژر داراي يک قسمت دوار (روتور) است که شامل يک شفت مي باشد و يک سر آن توربين و سر ديگر آن يک کمپرسور نصب شده است اين قسمت دوار داخل يک پوسته قرار گرفته که داراي دو محفظه يکي توربين و ديگري براي کمپرسور مي باشد گازهاي خروجي موتور مستقيما وارد محفظه توربين شده و توربين و در نتيجه کمپرسور را با سرعت بالايي به چرخش وا مي دارند.

هوا از مرکز محفظه کمپرسور مکيده شده و تحت فشار قرار گرفته و توسط نيروي گريز از مرکز که بواسطه سرعت بسيار بالاي چرخش کمپرسور ناشي مي شود به درون موتور رانده مي شود به اين ترتيب هواي بيشتري به داخل سيلندر ارسال مي گردد. اگر سوخت بيشتري به داخل سيلندرها تزريق شود انرژي گازهاي خروجي نيز افزايش يافته و در نتيجه سرعت چرخش توربو شارژر نيز بالاتر مي رود. اين امر سبب افزايش هواي تامين شده براي موتور مي گردد.

اجزاي توربو شارژر

اجزاي توربو شارژر عبارتند از توربين در سمت راست و کمپرسور در سمت ديگر (بستگي به ديد شما دارد) محور دوار در وسط حامل توربين و کمپرسور مي باشد و از داخل داراي مجرايي است که در آن روغن به منظور روغنکاري و خنک کاري محور و ياتاقان جريان دارد. پوسته محفظه توربين داراي پره هاي ثابت مي باشد که به عنوان نازل هاي حلقوي عمل مي کنند. گازهاي خروجي موتور روي پره هاي ثابت پوسته محفظه چرخيده و سپس با سرعت بسيار زياد روي پره هاي توربين برخورد مي نمايد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

سوپاپ ها قطعاتي هستند که از آنها براي باز و بستن دريچه هاي مجراي ورودي (مخلوط سوختني) و خروج دود در موتور استفاده مي شود. سوپاپي که مجراي ورودي سوخت را باز و يا مي بندد سوپاپ هوا و سوپاپي که مجراي دود را مي بندد سوپاپ دود مي نامند. به طور کلي هر سيلندر داراي حداقل يک سوپاپ هوا و يک سوپاپ دود مي باشد.

جنس سوپاپ ها

جنس سوپاپ ورودي معمولا از فولاد کروم نيکل و يا فولاد کبالت و يا فلزات ديگر مي باشد در حالي که سوپاپ هاي دود از فلزاتي ساخته مي شود که در مقابل حرارت زياد مقاومت داشته باشد مثل فولاد کروم و نيکل زيرا که حرارت بيشتري بر سوپاپ خروجي اثر مي کند.

طرز ساختن سوپاپ

سوپاپ ها را معمولا در داخل قالبهاي مخصوص با روش آهنگري مي سازند و بعد به وسيله سنگ زدن آن را کامل مي کنند.

خصوصيات يک سوپاپ خوب

يک سوپاپ خوب بايد بتواند حرارت زياد را تحمل کند و هادي خوبي براي انتقال حرارت خود به بدنه سرسيلندر باشد.

حرارت زياد نبايد باعث سوختگي و ايجاد خوردگي در سوپاپ گردد.

يک سوپاپ خوب بايد در مقابل ضربات مقاوم باشد.

يک سوپاپ خوب بايد در مقابل سائيدگي مقاومت نمايد.

ساختمان سوپاپ

سر سوپاپ (محل برخورد آن با اسبک).

محل قرار گرفتن خار نگهدارنده.

ساق سوپاپ که در گيت (يا راهنما) سوپاپ قرار مي گيرد.

گوشت يا دامنه يا مخروطي سوپاپ.

نشيمن گاه يا وجه سوپاپ.

لبه سوپاپ.

بشقابک يا نعلبکي سوپاپ.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

خارج از مرکزی گژنپین

زدنپیستون صدایی است که از جابجا شدن پیستون از یک طرف سیلندر به طرف دیگر آن در آغاز حرکت انبساط ناشی می شود برای جلوگیریاز زدن پیستون در بسیاری از موتورها از پیستون هایی استفاده می شود که گژنپین آنها اندکی خارج از مرکز است این خارج از مرکزی به طرف دامنه پیستون است که به منزله سطح فشار گیر اصلی عمل می کند این همان سطحی از پیستون است که در حین حرکت انبساط بیشترین تماس را با جداره سیلندر پیدا می کند.

با نصب خارج از مرکز گژنپین پیستون نوعی حرکت نوسانی انجام می دهد و بر یک طرف آن نسبت به طرف دیگر فشار بیشتری وارد می شود فشار ناشی از احتراق سبب می شود که پیستون در حال حرکت به سمت بالا وقتی به نقطه مرگ بالایی نزدیک می شود اندکی به طرف راست کج شود در نتیجه سر پایینی سطح فشار گیر اصلی با جداره سیلندر تماس می گیرد پس از آنکه پیستون از نقطه مرگ بالایی گذشتصاف می شود در این هنگام سطح فشار گیر اصلی به طور کامل با جداره سیلندر تماس پیدا می کند.

این تماس نوعی عمل روبشی است که زدن پیستون را به حداقل می رساند در نتیجه همین عمل موتور آرام تر کار می کند و دوام پیستون افزایش می یابد.

زدن پیستون معمولا فقط در موتورهای کهنه ای مشاهده می شود که جداره سیلندر های آنها ساییده شده و دامنه پیستون آنها ساییده یا شکسته شده است.

تقویت رینگ نشین

وقتی پیستون در سیلندر بالا و پایین می رود رینگهای تراکم هم در رینگ نشینها بالا و پایین می رود. وقتی پیستون در نقطه های مرگ بالایی و پایینی جهت حرکت خود را عوض می کند هر رینگ لحظه ای از پیستون عقب می ماند.

این تاخیر لحظه ای از اثر لختی و خلاصی جانبی رینگ ناشی می شود لحظه ای بعد بغل رینگ نشین به رینگ می خورد و آن را در سیلندر بالا و پایین می راند وقتی حرکت انبساط آغاز می شود فشار شدید ناشی از احتراق رینگ تراکم بالایی را به شدت به سطح پایینی رینگ نشین می فشارد.

این برخورد های مکرر سببساییدگی رینگ نشین بالایی می شود برای مقابله با این سایش در بعضی از پیستونها رینگ نشین بالایی را تقویت می کند یکی از روش های مورد استفاده در پیستونهای ریخته گری آن است که رینگ نشین بالایی را بطور کامل به صورت یک مغزی از جنس چدن یا چدن نیکل دار در قالب قرار می دهند وآلومینیوم را دور آن می ریزند.

روش دیگر نصب یک فاصله گذار فولادی است که به منزله سطح بالای رینگ نشین عمل می کند در هنگام تولید پیستون به روش آهنگری ناحیه رینگ نشین را فلز پاشی می کنند.

پیستون های کم اصطکاک

این پیستونها را از آلیاژ آلومینیوم با سیلیسیم می سازند پس از آنکه پیستون ریخته شد روی دامنه آن ماده ای شیمیایی می مالند که ذرات آلومینیوم را از سطح می زداید و ذرات سیلیسیم را باقی می گذارد در نتیجه سطح سخت تر و با دوام تری حاصل می شود.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

پیستون قطعه ای استوانه ای شکل است که در درونسیلندربالا و پایین می رود. در حرکت انبساط تا 18000 نیوتون نیرو به طور ناگهانی به کف پیستون وارد می شود وقتی با سرعت زیاد رانندگی می کنید این اتفاق در هر سیلندر 30 تا 40 بار در ثانیه رخ می دهد.

دمای کف پیستون به 2200 درجه سانتیگراد یا بیشتر میرسد پیستون باید به اندازه ای محکم باشد که بتواند این تنشها را تحمل کند در عین حال پیستون باید چنان سبک باشد که بار وارد بر یاتاقانها کاهش یابد. وقتی پیستون در نقطه مرگ بالایی یا پایینی متوقف می شود و سپس در جهت عکس به حرکت در میاید بار وارد به یاتاقان را تغییر می دهد.

پیستون را از آلومینییوم می سازند زیرا فلزی سبک است. در بیشتر موتورهای خودرو از پیستونهای تمام لغزان استفاده می شود دامنه یا قسمت پایین پیستون را می تراشند تا هم وزن آن کاهش یابد و هم جا برای وزنه های تعادل میل لنگ باز شود.

قطر پیستون موتور خودرو بین 76 تا 122 میلیمتر تغییر می کند وزن این پیستون ها در حدود 450 گرم است همه پیستون ها باید هم وزن باشدتا موتور دچار لرزش نشود. پیستون های آلومینیومی را به یکی از دو روش ریخته گری و آهنگری می سازند. پیستون های آهنگری شده را با استفاده از لقمه آلومینیوم آلیاژی می سازند پس از ماشین کاری پیستون، آن را طبق روال خاصی گرم و سرد می کنند یا به اصطلاح روی آن عملیات گرمایی انجام میدهند تا خواص مطلوب را پیدا کنند.

پس از این مرحله روی بسیاری از پیستونها را با لایه نازکی از آب قلع یا مواد دیگر می پوشانند در نتیجه هنگام راه اندازی موتور سطح پیستون ساییده نمی شود سایش هنگامی رخ می دهد که ذرهای فلزی از یک قطعه متحرک به قطعه دیگر انتقال یابد و در نتیجه حفره ها یا شیارهای روی سطح در تماس ایجاد شود.

در بیشتر موتورهای پرقدرت از پیستونهای آهنگری شده استفاده میکنند پیستون های آهنگری شده در مقایسه با پیستون های ریخته گری متراکم تر و محکم ترند و در دمای پایینتری کار می کنند زیرا گرما را بهتر انتقال می دهند.

قطر پیستون در ناحیه سر از همه جا کمتر است در نتیجه در بالای پیستون فضای بیشتری برای انبساط وجود دارد.

بعضی پیستونها از محور گژنپین تا پایین دامنه شیب دارند در این پیستون قطر در پایین دامنه از همه جا بیشتر است.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

خلاصی پیستون (یا خلاصی دامنه پیستون) عبارت اند فاصله بین جدار سیلندر و دامنه پیستون این فاصله معمولا بین 0.025 تا 0.10 میلیمتر است. وقتی موتور روشن است پیستون به رینگ های روی لایه ای از روغن حرکت می کنند که این فاصله را پر کرده است. اگر خلاصی پیستون خیلی کم باشد در نتیجه اصطکاک زیاد و سایش شدید توان موتور کاهش می یابد.

در این حالت ممکن است پیستون به جداره سیلندر بچسبد و به اصطلاح گریپاژ کند. اگر خلاصی پیستون بیش از حد باشد سبب زدن پیستون می شود.

کنترل انبساط پیستون

پیستونهای آلومینیومی در نتیجه افزایش دما بیشتر از سیلندر های چدنی منبسط می شوند و همین امر ممکن است سبب از بین رفتن خلاصی پیستون شود. پیستون از جداره سیلندر بیشتر گرم می شود و همین امر نیز سبب می شود که باز هم بیشتر انبساط یابد.

اما اگر کف پیستون خیلی داغ شود ممکن است سبب خود سوزی شود در نتیجه ترتیب احتراق بهم می خورد و ممکن است موتور آسیب ببیند. یک از راهای کنترل انبساط پیستون افزایش آهنگ دفع گرما از کف پیستون است هرچه کف پیستون ضخیم تر باشد گرمای بیشتری دفع خواهد شد و پیستون خنک تر کار می کند.

اما افزایش ضخامت کف پیستون سبب افزایش وزن آن می شود و همچنین اگر کف پیستون خیلی سرد کار کند لایه های مخلوط هوا – سوخت مجاور آن نمی سوزد. مخلوط هوا - سوخت نسوخته از طریق اگزوز در محیط پخش می شود در نتیجه بازده موتور کاهش و دود آن افزایش می یابد.

برای کمک کردن به کنترل انبساط پیستون بیشتر پیستونها را طوری تراشکاری می کنند که اتاقک آنها اندکی بیضوی شود. وقتی پیستونهای اتاقک – بیضوی گرم می شوندشکل بیضوی خود را از دست می دهند و گرد می شوند.

راه دیگر کنترل انبساط پیستون تعبیه یک پشت بندی فولادی در پیستون است وقتی پیستون گرم می شود این تقویت کننده انبساط کف پیستون و برآمدگی بوش گژنپین را محدود می کند.

شکل کف پیستون

در بسیاری از موتور ها از پیستون کف تخت استفاده می شود اما شکلهای کف پیستون ممکن است مطابق طرح موتور تغییر کند.

شکل کف پیستون مطابق با شکل سرسیلندر و شکل محفظه احتراق نیز تغییر می کند بعضی از پیستون ها کف پیستون فنجانی یا فرو رفتگی جای سوپاپ دارند که وقتی سوپاپها باز می شوند می توانند در آن حرکت کنند.

در بعضی از پیستون ها سر پبیستون گنبدی یا به شکلهای دیگر است تا تلاطم در محفظه احتراق افزایش یابد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

در صنعت خودرو در بخش انتقال قدرت، سيستم کلاچ به عنوان يکي از کليدي ترين مجموعه ها مطرح است و عملکرد صحيح آن، تاثير مستقيم در کارکرد خودرو و از جمله بخش توليدکننده قدرت (موتور) و بخش انتقال نيروي محرکه (جعبه دنده، ميله گاردان، ديفرانسيل، پلوس ها و...) دارد و در صورت بروز اشکال در اين سيستم ـ حتي به شکل جزئي ـ راندمان خودرو با مشکل مواجه مي شود.

● کلاچ

کلاچ يک وسيله انتقال نيرو به صورت قطع و وصل از موتور به جعبه دنده (گيربکس) است. با کلاچ کردن مي توان ارتباط بين موتور و جعبه دنده را براي مدت کوتاهي قطع و پس از رها کردن کلاچ، دوباره آن را برقرار کرد. قطع و وصل انتقال نيرو از موتور به جعبه دنده مي تواند به دلايل زير انجام شود:

الف) روشن کردن موتور:

براي راه اندازي آسان موتورهاي احتراقي بايد آنها را از بار آزاد کرد و موتور را با حداقل دور لازم به دوران درآورد. معمولاً روشن کردن موتور خودروهاي سواري در حالتي انجام مي شود که کلاچ گرفته شده و گيربکس در حالت خلاص باشد. ب) انتقال گشتاور يا ايجاد ارتباط براي آغاز حرکت خودرو از ديگر وظايف کلاچ است؛ به طوري که نيروي حاصل از احتراق در سيلندر موتور که موجب دوران ميل لنگ و فلايويل مي شود توسط اين مجموعه به گيربکس و سپس چرخ ها انتقال مي يابد. حرکت خودرو از حالت سکون بايد به نرمي صورت گيرد بنابراين ارتباط موتور و گيربکس بايد به تدريج برقرار شود که اين وظيفه مهم را نيز کلاچ به عهده دارد.

ج) تعويض دنده هنگام حرکت و يا خلاص کردن دنده به منظور توقف خودرو و روشن نگه داشتن موتور: تغييرات سرعت در خودرو اجتناب ناپذير و کاملاً طبيعي است. شروع حرکت و يا کارکرد در حالت هاي مختلف با توجه به وضعيت جاده، تعداد سرنشين، سرعت مورد نظر و غيره از عوامل اصلي اين تغييرات شمرده مي شود. راننده به کمک کلاچ مي تواند هماهنگ با تغييرات سرعت عمل کند و همچنين در زمان هاي دلخواه، گشتاور انتقال از موتور به گيربکس را قطع و شرايط مناسب را براي توقف خودرو فراهم آورد.

د) خنثي سازي ضربه ها:

نوسان پدال گاز در شرايط مختلف کاري باعث ايجاد اختلاف دوران و گشتاور بين موتور و گيربکس و توليد شوک و ضربه مي شود که خنثي سازي اين ضربات را نيز سيستم کلاچ انجام مي دهد زيرا در صورت انتقال ضربه، قطعات درگير شونده در گيربکس، گاردان، ديفرانسيل و چرخ ها به تدريج دچار خوردگي و لقي مي شوند و اين موضوع علاوه بر افت نيروي انتقالي، آسيب و حتي شکستگي قطعات را در پي خواهد داشت و باعث ايجاد سر و صدا و لرزش در خودرو مي شود. هـ) در شرايط ويژه و لحظه اي، ممکن است يک قطع ارتباط ناقص (نيم کلاچ) لازم باشد. به عنوان مثال در حرکت آرام وسيله نقليه، به کمک نيم کلاچ و يا بکسباد کلاچ و قطع ارتباط در موارد اضطراري، هنگامي که کلاچ تحت تاثير نيروهاي غيرقابل تحمل قرار مي گيرد، کلاچ يک کليد اطمينان براي جلوگيري از اثر بار زياد و پيش بيني نشده بر قطعات موتور و همچنين دستگاه هاي انتقال قدرت است. در خودروهاي مدرن امروزي، دستگاه کلاچ بايد ويژگي هاي زير را داشته باشد:

۱) امکان انتقال قدرت مطمئن را فراهم کند.

۲) حرکت بدون لرزش و بکسباد وسيله نقليه را امکان پذير کند.

۳) در مقابل تغييرات دور موتور، دوام کافي داشته باشد.

۴) حتي الامکان سبک باشد و به راحتي به کار بيفتد.

۵) در وسايل نقليه سنگين، قادر به انتقال گشتاورهاي زياد بوده و دوام و استحکام کافي داشته باشد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

سوپاپ به طور کلي مي تواند عيوب زير را پيدا کند لازم به ذکر است که تمامي عيوب بايد توسط مکانيک خودرو شناخته و روش رفع عيب آن را نيز کاملا بداند. لذا بعد از خارج کردن سوپاپ ها و تميز کردن آنها سوپاپ ها را از جهت زير بررسي مي نمايم:

نازک شدن لبه سوپاپ

پيچيدگي و تغيير شکل لبه سوپاپ

فرو رفتگي يا گود نشستگي سوپاپ

شکستگي سوپاپ

ممکن است به علت سرعت زياد موتور، ضعيف بودن فنر سوپاپ، زياد بودن فيلر سوپاپ و هم مرکز نبودن ساق سوپاپ با سيت سوپاپ به وجود آيد.

خال زدگي نشيمنگاه سوپاپ

بعلت افزايش مصرف روغن موتور، عبور روغن از گيت سوپاپ (روغن سوزي). موتور با دور کم قبل گرم شدن کار کرده که سبب خال زدگي در نشيمنگاه سوپاپ مي شود.

چسبيدن ساق سوپاپ

کمي خلاصي ساق سوپاپ با گيت، نارسايي روغن، تاب برداشتن ساق سوپاپ و جمع شدن کربن در قسمت پايين ساق سوپاپ باعث بوجود آمدن اين عيب مي شود.

سوختگي سوپاپ

در اين حالت لبه سوپاپ ترک خورده و يا در يک نقطه کاملا ذوب مي شود که دیگر سوپاپ غير قابل استفاده مي شود.

سوختگي سوپاپ ها علل فراواني دارد از جمله:

فيلر گيري سفت.

تغيير شکل دادن سوپاپ.

چسبيدن سوپاپ.

ضعيف يا کج شدن فنر سوپاپ.

جوش آوردن موتور.

آببندي نبودن سوپاپ.

ترک خوردگي سوپاپ

داغ شدن بيش از حد موتور.

فيلر سوپاپ اگر زياد باشد.

هم مرکز نبودن ساق با سيت.

قد کشيدن ساق سوپاپ

در اثر گرما و فشار زياد فنر ساق سوپاپ قد مي کشد و از اندازه اصلي بلندتر مي شود. اين نوع سوپاپ قايل استفاده نمي باشد. براي تشخيص اين امر سوپاپ را با يک سوپاپ نو مقايسه کنيد.

کچلي سر ساق سوپاپ

بر اثر فاصله زياد بين اسبک و سر سوپاپ ضربات اسبک باعث کچل شدن سر سوپاپ مي شود. اين سوپاپ را تا حدي مي توان با سنگ زدن سر آن تعمير کرد.