واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

بر اثر احتراق در موتور های احتراق داخلی گرمای زیادی تولید می‌شود که حتی می‌تواند فلزات مجموعه سیلندر و پیستون را ذوب کند . سیستم خنککاری به منظور پیشگیری از بالا رفتن دمای موتور به کار می‌رود.

این سیستم برای مراقبت در برابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌ های موتور و کنترل شرایط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسیار بالا می‌رود و به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. میزان قابل توجهی از این حرارت توسط دیواره‌های سیلندر و پیستون‌ها جذب می‌شود بنابراین باید خنک‌کاری به اندازه ‌ای صورت پذیرد که دما بیش از حدود ۲۳۰ درجه نشود. دماهای بالاتر باعث کاهش ضخامت فیلم روغن میشود و خواص روغن به شدت افت می‌کند که این مسئله موجب افزایش استهلاک قطعات و ازدیاد دمای آنها خواهد شد.

در موتور های احتراق داخلی مقدار محدودی از انرژی سوخت برای قوای محرکه موتور استفاده می‌شود. تقریبا حدود ۲۸ درصد انرژی سوخت به کار مفید تبدیل می‌شود. ۳۰ درصد به واسطه خنک کاری، ۳۲ درصد به وسیله خروج گازهای داغ و ۱۰ درصد باقیمانده توسط اصطکاک و عوامل دیگر به هدر می‌رود.

میزان حقیقی و دقیق انرژی تدیل شده به کار مفید در پروسه احتراق موتور به مشخصه‌های فیزیکی اجزای موتور بستگی دارد. همان‌طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سیلندر موتورهای درون سوز به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد.

این دما بیش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختار موتور است بنابراین با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد می‌شود و باید دمای کار موتور در محدودهای خاص حفظ شود. در یک نمونه سیستم خنک کاری آبی موتور این دما در محدوده ۹۵ تا ۷۵ قرار دارد که برای خنک کاری هوایی این میزان کمی بیشتر است.

خنککاری در موتور دو علت دارد:

نگه داشتن دمای اجزای موتور در دمایی که روغن کاری مؤثر در آن ممکن باشد.

نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یک محدوده خاص به طوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.

نحوه عملکـرد موتور در انتخاب و طراحی سیستم خنک کاری تأثیر می‌گذارد و این کاملا به نوع گازهای احتراق و اجزای موتور وابسته است. وقتی موتور سرد است، کارایی پایینی دارد بنابراین سیستم خنککاری معمولا شامل وسایلی است که زمینه فعالیت خنک کـاری نرمـال را بـرای حفظ گرمـای مناسب موتور مهیـا می‌کننـد. هنگام راه اندازی موتور دمای قطعات داخلی آن، به سرعت افزایش می‌یابد؛ پس وقتی موتور به دمای بهره برداری می‌رسد باید سیستم خنک کاری فعالیتش را آغاز کند.

سیستم خنککاری موتور برای حداقل کردن حجم و وزن رادیاتور است که در وسایل نقلیه از اهداف مهم تلقی می‌شود. با درجه حرارت متوسط آبی که از رادیاتور عبور می‌کند حتی الامکان بالا نگه داشته شود تا اختلاف آن با درجه حرارت متوسط زیاد باشد. البته این درجه حرارت نباید از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر تجاوز کند زیرا در آن صورت قسمتی از آب تبخیر می شود و فشار داخل رادیاتور به شدت افزایش می‌یابد.

گرچه با طراحی در پوش مناسب برای رادیاتور، آب داخل تحت فشار است تا دیرتر به نقطه جوش برسد، هوا نیز باید پس از عبور از رادیاتور به اطراف بدنه موتور جریان یابد. جهت عکس جریان به دو دلیل مناسب نیست: اولا هوا به روغن و ذرات آغشته به روغن که به هر حال روی بدنه موتور وجود دارد آلوده می‌شود و این ناخالصی‌ها روی منافذ رادیاتور رسوب می کند و از راندمان آن می‌کاهد و ثانیا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا می رود و موجب کاهش قدرت خنک کنندگی رادیاتور می‌شود.

برای درک نیاز موتور به سیستم خنککاری، اثرات افزایش یا کاهش دمای کارکرد موتور در ذیل آمده است.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

مکانيزم حرکت سوپاپ ها در سيستم هاي مختلف

در نوع I هد که سوپاپ ها روي سرسيلندر بصورت يک رديفه يا دو رديفه قرار گرفته اند به اين صورت است که ميل لنگ بوسيله دنده، ميل سوپاپ را بحرکت در آورده حال بادامک ميل سوپاپ نيروي خود را به تايپت يا استکاني مي دهد. سپس تايپت به ميل تايپت و ميل تايپت به اسبک و اسبک روي سر سوپاپ ضربه زده و سوپاپ را باز مي کند. وقتي که بادامک ميل سوپاپ از زير تايپت خارج شده فنر سوپاپ باعث بسته شدن سوپاپ مي شود.

اين مراحل درموتورهاي ميل سوپاپ داخل براي سوپاپ هاي I شکل صورت مي گيرد .در نوع سوپاپ هاي I شکل که ميل سوپاپ روي سرسيلندر قرار گرفته است بدين صورت عمل مي شود که بادامک ميل سوپاپ نيروي خود را از روي اسبک و يا روي تايپت وارد مي کند که باعث باز شدن سوپاپ مي شود.

در نوع L هد (شکل قدي)م به اين صورت بوده که سوپاپ ها بصورت ايستاده روي بلوک و در يک سمت سيلندر قرار داشته و بادامک ميل سوپاپ نيروي خود را به تايپت و تايپت به سر سوپاپ نيرو وارد کرده و باعث باز شدن آن مي شود.

در نوع تي T هد همه سوپاپ ها روي بلوک در دو طرف سيلندر قرار گرفته اند که در اين سيستم از دو ميل سوپاپ استفاده مي شد که يکي از ميل سوپاپ ها نيروي خود را به تايپت و تايپت به سوپاپ ديگر وارد مي کردند.

در نوع F هد که در اين نوع سوپاپ ها هوا روي سرسيلندر و سوپاپ هاي دود روي بلوک قرار دارند که ميل سوپاپ براي باز کردن سوپاپ هاي هوا نيروي خود را به تايپت و تايپت به ميل تايپت و ميل تايپت به اسبک و اسبک به سر سوپاپ که باعث باز شدن سوپاپ هوا مي شود و براي باز شدن سوپاپ هاي دود نيروي ميل سوپاپ به تايپت و از تايپت به سر سوپاپ وارد مي شود. در اين نوع از يک ميل سوپاپ استفاده مي شود.

شناخت سوپاپ ها

شناختن سوپاپ ها و طرز قرار گرفتن آنها روي سرسيلندر يکي از مواردي است که يک مکانيک الزام به ياد گرفتن آن دارد زيرا شناخت در مواقع فيلر گيري و قيچي کردن بدست آوردن احتراق و غيره شناخت سوپاپ ها از نظر شکل ظاهري (زماني که سوپاپ در دست ما قرار دارد) لازم است.

سوپاپ هوا داراي نعلبکي بزرگتر و گوشت نازکتر مي باشد. جنس سوپاپ هوا از سوپاپ دود نرمتر است.

سوپاپ دود داراي نعلبکي کوچکتر و گوشت کلفتر (دامنه پهن تر) مي باشد. جنس سوپاپ دود سخت تر از سوپاپ هوا ست.

شناخت سوپاپ ها زماني که موتور بسته است

از طريق مانيفولد

سوپاپ هايي که در مجاورت مانيفولد هوا قرار گرفته اند سوپاپ هوا و سوپاپ هاي که در مجاورت دود قرار گرفته اند سوپاپ دود مي باشد. اين طريق براي موتورهاي I هد دو رديفه بسيار آسان مي باشد.

از بازي سوپاپ ها

با در نظر گرفتن تعداد دو سوپاپ براي هر سيلندر از ابتداي موتور دو سوپاپ را جدا کرده سپس موتور را در جهت گردش خود با دست مي چرخانيم که معمولا طرف راست است (از جلوي موتور نگاه مي کنيم).

در اينجا دو حالت پيش مي آيد:

اول يک سوپاپ مي نشيند و سوپاپ بالا مي آيد و بلافاصله سوپاپ دوم مي نشيند يا باز مي شود در اين حالت سوپاپ اول دود و دومي هوا ست.

اول يکي از سوپاپ ها باز مي شود و بسته مي شود و بعد از آن سوپاپ دوم تغيير نمي کند تا اينکه با ادامه چرخش موتور بعد از 360 درجه شروع به باز شدن مي کند در اين حالت سوپاپ اول هوا و دومي دود است.

چون زاويه بادامکها حدودا 90 درجه با هم تفاوت دارند يعني بادامک سوپاپ دود 90 درجه از سوپاپ هوا جلوتر است. با توجه به جهت گردش بادامکها در اتومبيلهاي ميل سوپاپ رو مي توان سوپاپ ها را تشخيص داد بادامک هايي که جلوتر از ديگران هستند مربوط به سوپاپ دود و بعدي ها مربوط به سوپاپ هوا هستند.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

رادیاتور دستگاهی است در سیستم خنک کننده موتور که حجم زیادی از آب این سیستم را در تماس نزدیک با هوا نگه می دارد تا انتقال حرارت از آب به هوا به خوبی و به سـرعت امکـان پذیر باشـد. همچنین می‌توان گفت رادیاتور وسیله ای است که برای نگهداری مقدار زیادی آب در مجاورت حجم بزرگی از هوا به کار می‌رود؛ به طوری که حرارت بتواند از آب به رادیاتور و از رادیاتور به هوا منتقل شود.

اجزای رادیاتور از مخزن بالایی و مخزن پایینی و هسته (شبکه) رادیاتور تشکیل شده که خود شبکه از لوله‌ها و پره‌ها به وجود آمده است. همچنین به مخزن بالایی یک گلویی که به لوله هوا ارتباط دارد، متصل است. سیال خنک کننده توسط پمپ به جداره‌های سیلندر جریان می‌یابد.

در صورت بالا رفتن درجه حرارت سیال ترموستات مسیر را باز می‌کند و سیال گرم از طریق لوله ورودی رادیاتور که در مخزن ورودی آن تعبیه شده است، وارد رادیاتور می شود و پس از خنک شدن به مخزن خروجی جریان می یابد و پس از خروج توسط لوله خروجی رادیاتور، سیکل خود را ادامه می‌دهد.

انتقال حرارت در رادیاتور خودرو به این صورت است که آب گرم در طول مسیر حرکت در رادیاتور، گرمای خود را به لوله‌ها منتقل می کند و این گرما از محل اتصال لوله و پره، به پره‌ها منتقل می شود و سپس گرمای انتقال یافته به پره‌ها نیز توسط جریان هوای اجباری از آنها دفع می‌شود.

انواع رادیاتور

شبکه رادیاتورها شامل دو نوع فین تیوب و کروگیت است:

رادیاتور فین تیوب (fin-Tube) :

در این نوع رادیاتور امتداد لوله‌ها عمود بر راستای پره‌ هاست و لوله‌ ها از داخل پره‌ ها عبور می‌کنند.

رادیاتورهای کروگیت (crougate):

در این نوع رادیاتورها لوله‌ ها از داخل پره ‌ها عبور نمی‌کنند بلکه پره ‌ها به صورت موج دارند و لوله‌ ها در امتداد پره ‌ها روی نوک فین قرار داده می‌شوند.

در حالت کلی مونتاژ رادیاتور های کروگیت راحت تر و سریعتر از نوع فین تیوب است و امکان اتوماسیون آن وجود دارد ولی رادیاتور های فین تیوب به دلیل درگیر شدن لوله و پره با یکدیگر، استحکام مکانیکی بیشتری دارند. رادیاتورها از لحاظ جنس به سه نوع آلومینیمی و مسی و برنجی تقسیم می شوند که تکنولوژی ساخت هر یک می‌تواند Soldering و Brazing باشد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

از مدار اصلي روغن مسيري به کپه هاي ثابت روي بلوک راه دارد که روغن از آن مسير وارد سوراخ مجراي روغن ميل لنگ شده و سطح کليه ياطاقان ها را روغن کاري مي نمايد. اين روغن بصورت قشر نازکي (فيلم روغن) به سطوح متحرک محور ميل لنگ و سطوح ثابت ياطاقان مي چسبد و در اثر فشار مدار روغن ميل لنگ در بستري از روغن بصورت شناور مي چرخد.

در ابتداي کار ميل لنگ در اثر نيروي وزن خود در روي کف ياطاقان قرار دارد. به محض روشن شدن موتور روغن در اثر چسبندگي به سطوح تماس مانند گوه اي ميل لنگ را بلند کرده و در وسط ياطاقان نگه مي دارد اصطکاکي که به اين صورت ايجاد مي شود اصطکاک غلظتي روغن بوده و اگر به علت تشکيل نشدن قشر روغن فلز ميل لنگ با فلز ياطاقان تماس بگيرد نيروي اصطکاک بالا رفته و گرماي ياطاقان بحدي مي رسد که بابيت را ذوب کرده و صداي ناشي از ياطاقان سوزي بگوش مي رسد.

بين پوسته ياطاقانها و ميل لنگ خلاصي مجازي وجود دارد که اصطلاحا اين خلاصي را فاصله روغن نيز مي گويند. هر چه اين خلاصي بيشتر باشد روغن به سرعت از ياطاقان ها خارج مي شود اندازه اين خلاصي در موتورهاي مختلف متفاوت بوده و حدودا يک هزارم اينچ يا سه صدم ميليمتر بيشتر معمول نیست در صورتي که آن خلاصي دو برابر گردد مقدار ريزش روغن 5 برابر مي شود.

افزايش خلاصي روغن سبب نرسيدن روغن به ياطاقان ها مجاور مي گردد زيرا پمپ روغن فقط مقدار معيني از روغن را مي تواند جابجا کند در نتيجه بيشتر روغن ها از ياطاقان هاي نزديک مجراي روغن بيرون ريخته و به ياطاقان هاي دورتر کمتر روغن مي رسد. کاهش خلاصي روغن در ياطاقانها سبب مي شود که عمل روغنکاري صحيح انجام نگرفته و سائيدگي آنها سريع تر شود. همچنين مقدار روغن که به ديواره سيلندر پاشيده مي شود کافي نبوده و روغنکاري ديواره سيلندر و رينگ ها بخوبي انجام نمي شود در ضمن زماني که لقي ياطاقانها زياد باشد بجز اينکه روغن ريزي موتور زياد مي شود و فشار روغن پايين مي آيد، افزايش روغن به ديواره سيلندر زياد مي شود که باعث روغن سوزي موتور مي گردد.

ياطاقان هاي پين دار و ياطاقان هاي خاردار

در بعضي از موتورها ياطاقان هاي اصلي بوسيله سوراخي که دارند در پين جا ياطاقاني قرار مي گيرند که از چرخش ياطاقان جلوگيري شود در ضمن در بيشتر موتورها از ياطاقان هايی استفاده مي شود که يک طرف پوسته ياطاقان بصورت خاردار ساخته مي شود که در شيار جا ياطاقان قرار گرفته و حرکت چرخشي آن را ضامن مي کند.

پيش بيني لبه اضافي ياطاقان

پوسته ياطاقان ها بايد به خوبي با جا ياطاقاني تماس بگيرد تا اولا بطور کامل گرماي ايجاد شده را از طريق جا ياطاقاني انتقال دهد و نسوزد ثانيا با داشتن تکيه گاه مناسب مي تواند نيروي وارده را به جاياطاقاني متصل نموده و خراب نشود براي اطمينان از تکيه نمودن کامل پوسته ياطاقان، بهتر است لبه هاي نيمه ياطاقاني پايين را به اندازه دو صدم تا هفت صدم ميليمتر از لبه هاي کپه ياطاقاني بلندتر تنظيم کنند با اين عمل در صورت سفت کردن ياطاقان نيروي اوليه به پوسته ياطاقان وارد شده و آن را بخوبي به تکيه گاهش مي فشارد.

يک چنين ياطاقاني نيروي وارد به محور را بطور يکنواخت در جهت شعاعي به جا ياطاقاني انتقال مي دهد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

گونه هاي بسيار زياد ي از ياتاقانها وجود دارد که هريک براي هدفي خاص بکار مي روند . برخي از آنها عبارتنداز: ياتاقان ساچمه اي (بلبرينگ) ، ياتاقان غلتکي(رولر برنيگ )، ياتاقان طولي- سا چمه اي ، ياتاقان محوري - ساچمه اي ، ياتاقان غلتکي محوري وياتاقان غلتکي- مخروطي

▪ ياتاقان هاي ساچمه اي :

ياتاقانهاي ساچمه اي (آنچه در شکل نشان داده شده است)احتمالا رايج ترين نوع ياتاقان مي باشند .آنها در هر چيز از اسکيت گرفته تا وسايل سنگين بکاررفته اند .اين ياتاقانها هم بارهاي محوري وهم بارهاي شعاعي را تحمل مي کنند .واغلب در جاهايي بکار مي روند که بار نسپتا کو چک است .

دريک ياتاقان ساچمه اي بار از جداره بيروني به ساچمه ها منتقل مي شود واز آنجا نيز يه جداره ي دروني انتقال مي يابد. اين ساچمه ها به علت کروي بودن در نقاط کوچکي با ديواره ها ي دروني وبيروني تماس دارند که باعث مي شوند به نرمي بچرخند .اما اين موضوع سبب مي شود که سطح کوچکي بار را تحمل کند، بنابر اين اگر باراضافه بر ياتاقان وارد شود ساچمه ها دچار تغيير شکل يا لهشدگي مي شوند که آنهم باعث خرابي ياتاقان خواهد شد.

▪ ياتاقانهاي غلتکي :

ياتاقانهاي غلتکي در جاها يي مانند غلتک تسمه ي نقاله که بايد بارها ي سنگين شعاعي را تحمل کنند به کار مي روند.دراين ياتاقانها ، غلتک ها استوانه اي هستند بنابراين سطح تماس جداره ي داخلي

وخارجي باغلتک ها يک نقطه نيست، بلکه يک خط است . اين توزيع باربر يک سطح گسترده تر به ياتاقانهاي اجازه مي دهد که بار بيشتري را نسبت به ياتاقانهاي ساچمه اي تحمل کنند درحاليکه اين نوع از ياتاقانها بارهاي محوري را تحمل نمي کنند.

با اندکي تغيير، در اين ياتاقانها واستفاده از غلتک هاي با شعاع بسيار کوچک ياتاقان سوزني حاصل مي شود . در اين حالت ياتاقان در محلهايي کيپ قرار مي گيرد (م : براي جلوگير ي از نفوذ مايعات و...)

▪ ياتاقانهاي محوري -ساچمه اي

عموما براي کارهاي با سرعت پايين مورد استفاده قرار مي گيرند و نمي توانند بارهاي شعاعي زيادي تحمل کنند . در صندلي هاي چرخان وميزهاي دايره اي شکل (با پايه وسط )از اين ياتاقانها استفاده مي شود

▪ ياتاقانهاي محوري - غلتکي

مي توانند بارهاي محوري زيادي را تحمل کنند.

آنها اغلب در جعبه دنده ها ، مانند سيستم انتقال قدرت اتومبيل ودر بين چرخ دنده ها ونيز بين محفظه شفت هاي دوار بکار مي روند . چرخ دنده هاي حلزوني که در اغلب سيستم هاي انتقال قدرت بکار مي روند داراي دندانه هاي زاويه دار مي باشند که باعث ايجاد بارهاي محوري مي شود واين بارها را ياتاقانها تحمل مي کنند .

▪ ياتاقانهاي غلتکي -مخروطي

ياتاقانهاي غلتکي مخروطي مي توانند بارهاي بزرگ شعاعي ومحوري را تحمل نمايند .

ياتاقانهاي غلتکي - مخروطي در رينگ (توپي)چرخ بکار مي رود. در اين حالت آنها هميشه بصورت دوتا دوتا ودر سوي مخالف هم نصب مي شوند. تا بتوانند بارهاي محوري را در هردو جهت تحمل کنند .

● برخي استفاده هاي جالب توجه :

دراين قسمت برخي از ياتاقانها با استفاده هاي جالب توجه معرفي مي شوند مانند ياتاقانهاي مغناطيسي وياتاقانهاي غلتکي عظيم .

▪ ياتاقانهاي مغناطيسي:

در برخي از وسايل با سرعت بالا مانند سيستم هاي ذخيره انرژي چرخ لنگر پيشرفته از ياتاقانهاي مغناطيسي استفاده مي شود اين ياتاقانها به چرخ لنگر اجازه مي دهند تا در يک ميدان مغناطيسي که بوسيله ياتاقان ايجاد مي شود شناور بماند . برخي از اين چرخ لنگرها با سرعتي بيش از ۵۰۰۰۰ دور بر دقيقه مي چرخد . ياتاقانهاي معمولي با غلتک يا ساچمه ممکن است در اين سرعت ذوب يا منفجر شوند . ياتاقانهاي مغناطيسي هيچ حرکت اجزائي ندارند وبه اين علت مي توانند اين سرعت باور نکردني را تحمل کنند .

▪ ياتاقانهاي غلتکي عظيم :

احتمالا اولين استفاده از ياتاقانها در گذشته به هنگام ساختن اهرام ثلاثه مصر باشد . آنهابه منظور غلتاندن سنگ هاي عظيم به محل ساختمان ها، کنده هاي گردي را در زير اين سنگ ها قرار مي دادند. اين روش ممکن است امروزه نيز به منظور جابه جايي اشياء سنگين بکار گرفته شود .

▪ ساختمانهاي ضد زلزله :

فرودگاه جديد سا نفرانسيسکو از بسياري از تکنولوژيهاي پيشرفته ساختمان سازي به منظور مقاومت ساختمانهايش در برابر زلزله استفاده کرده است . يکي از اين تکنولوژي ها، استفاده از ياتاقانهاي غلتکي عظيم مي باشد .

۲۶۷ستون هر کدام سوار بر بلبرينگ هاي ساچمه اي با قطر۵ فوت ( ۱.۵ متر) که وزن ساختما نهاي فرودگاه را تحمل مي کنند . ساچمه ها در مکانهاي مقعري که به زمين متصل است ساکن مي باشند . در يک زمين لرزه، زمين مي تواند ۲۰ اينج (۵۱ سانتيمتر )در تمام جهات حرکت داشته باشد . ستون هايي که بر روي اين ساچمه ها قراردارند کمتر از اين مقدار حرکت مي کنند واين باعث مي شود ساختمان از حرکت زمين در امان بماند . وقتي زمين لرزه شديد باشد جاذبه ستون ها را به مکان خود باز مي گرداند.

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

خراشهاي بوجود آمده توسط ذرات خارجي.

شکل ظاهري

خراشهاي بوجود آمده در امتداد سطح داخلي ياطاقان.

پديد آمدن حفره هايی بر روي سطح داخلي ياطاقان.

علل پيدايش

آلودگي روغن.

تميز نکردن دقيق قطعات موتور هنگام مونتاژ آن.

وارد شدن بار به لبه هاي ياطاقان.

شکل ظاهري

ايجاد شدن خراشهاي شديد در يک طرف هر دو نيم ياطاقان.

علل پيدايش

مخروطي بودن محل تماس ميل لنگ با ياطاقان متحرک.

مخروطي بودن نشيمن ياطاقان ثابت.

بزرگتر از حد معمول بودن شعاع گردي ميل لنگ.

خوب موازي نبودن صحيح ميل لنگ.

کج بودن شاتون.

بوجود آمدن خراشهاي شديد در قسمت مياني

بوجود آمدن خراشهاي شديد در قسمت مياني و همچنين امکان ترک برداشتن لايه رویي ياطاقان. کنده و جمع شدن لايه روِیي ياطاقان.

شکل ظاهري

سائيدگي شديد موضعي در قسمت مياني ياطاقان بطوريکه وارد شدن بار بيش از حد مجاز بر ياطاقان به ترک برداشتن و ايجاد شکاف در لايه رویي ياطاقان مي انجامد.

جابجايي موضعي فلز سطح رویي ياطاقان.

علل پيدايش

محدب بودن محل تماس ميل لنگ با ياطاقان متحرک.

محدب بودن نشيمن ياطاقان ثابت.

ايجاد سائيدگي هايي به شکل نوار نازک در قسمت انتهايي ياطاقان.

شکل ظاهري

سائيدگي شديد به صورت اثري نازک در قسمت انتهايي ياطاقان بدين ترتيب که بين لبه ياطاقان و اثر بوجود آمده به علت سائيدگي اثري ديگر از منتبح از حرکت ميل لنگ مشاهده نمي شود. اثرهاي بوجود آمده به علت سائيدگي مي توانند در يک انتهاي ياطاقان ظاهر شوند.

علل پيدايش

ميل لنگهاي که ناصحيح صيقل داده شده اند.

جابجا شدن کپه شاتون.

شکل ظاهري

سائيدگي لايه روي ياطاقان

سائيدگي لايه روي ياطاقان بر اثر ايجاد اصطکاک شديد در اطراف سطح هاي بر روي هم افتاده دو نيم ياطاقان بطور قرينه.

علل پيدايش

جابجا شدن کپه شاتون بر اثر اشتباه مونتاژ کردن آن.

زنگ زدگي.

شکل ظاهري

خورده شدن و از بين رفتن سطح رویي ياطاقان بصورت سوراخهاي پراکنده و يا بطور کامل.

علل پيدايش

بکار بردن مواد اضافي در روغن که هماهنگي لازم را با نحوه عمل روغن ندارد.

آلوده شدن روغن توسط ورود احتمالي مواد قليايي از طريق واشرها.

بموقع عوض نکردن روغن.

اشتباه قرار دادن ياطاقان در محل نشستن آن در رابطه با سوراخها تامين کننده روغن.

شکل ظاهري

سائيده شدن و خوردگي شديد سطح داخلي ياطاقان بعلت نرسيدن روغن لازمه به آن.

علل پيدايش

توجه نکردن و عدم دقت کافي در هنگام قرار دادن و مونتاژ کردن ياطاقان ها.

اشتباه مونتاژ کردن در رابطه با ميله کوتاه (خار) نگهدارنده ياطاقان.

شکل ظاهري

به علت بلندتر از حد معمول بودن ميله کوتاه (خار) نگهدارنده در محل جا افتادن اين خار در پشت ياطاقان. همين امر موجب اصطکاک زياد و سائيدگي موضعي در همين قسمت سطح رویي ياطاقان مي گردد.

علل پيدايش

اشتباه مونتاژ کردن و بلندتر از حد لازم بودن (خار) نگهدارنده ياطاقان.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

ديسک هاي ترمز چگونه کار مي کنند؟

هنگامي که خودرو در حرکت است و سيستم ترمز عمل خود را براي متوقف کردن آن شروع مي کند، نيرو وزن خودرو از روي چرخ هاي عقب کاسته ميشود و بر روي چرخ هاي جلو متمرکز ميشود. بنابراين بايستي نيروي ترمز در چرخ هاي جلو بيشتر از چرخ هاي عقب باشد و به همين علت سيستم عمل کننده ترمز در چرخ هاي جلو قويتر از چرخ هاي عقب طراحي مي شود.ايجاد تناسب لازم در تقسيم نيروهاي ترمز بين چرخ هاي عقب و جلو به نحوي که هيچکدام از آنها قفل نشود از وظايف طراحان سيستم ترمز خودرو مي باشد. به همين دليل بيشتر خودروهاي جديد برروي دو چرخ جلوي خود ديسک ترمز دارند و در بعضي از خودروهاي هر چهار چرخ مجهز به ديسک ترمز هستند ديسک ترمز بهترين نوع سيستم ترمز شناخته شده تابحال است. ديسکهاي ترمز در بسياري از موارد در توقف لوکوموتيو تا هواپيماهاي جت به کار مي روند. ديسکهاي ترمز ديرتر فرسوده مي شود ، کمتر تحت تاثير آب قرار مي گيرد ، خود تنظيم و خود پاک کن است. گريپاژ کمتر و توقف بهتر وسيله نقليه نسبت به سيستم هاي ترمز ديگر از خاصيت ديسک هاي ترمز اسمت.

در واقع ديسک ترمز قسمتي از سيستم ترمز است که کار اصلي توقف خودرو را انجام مي دهد.

● سيلندر ترمز ديسکي

دو نوع اصلي سيلندر ترمز ديسکي وجود دارد : سيلندر ترمز ديسکي معلق و سيلندر ترمز ديسکي ثابت.البته انواع ديگري نيز وجود دارد اما اين دو نوع ذکر شده رايج تر هستند.

▪ توجه: سيلندر ترمز ديسکي در صورت مشاهده نشت روغن ترمز بايد تعويض شود.

● سيلندر ترمز ديسکي معلق تک- پيستون

رايج ترين نوع ديسک ترمز در خودروها جديد سيلندر ترمز ديسکي شناور تک-پيستوني (single-piston floating Caliper) است. معلق بودن اين سيلندر به آن خاصيت خود تنظيمي و خود مرکزي مي دهد. اين نوع ديسک ترمز امروزه به علت قيمت تمام شده ارزان تر و کارايي مطمئن به طور وسيع مورد استفاده قرار گرفته است.

● سيلندر ترمز ديسکي ثابت دو - پيستون

سيلندر ترمز ديسکي دو- پيستون نيز در بعضي از خوروهاي گران قيمت تر نصب مي شود که سيستم ترمز آن خودرو را از ضريب اطمينان بالاتري برخوردار مي سازد.

● سيلندر ترمز ديسکي ثابت چهار - پيستون

در اين نوع سيستم در هر طرف روتور دو سيلندر ترمز قرار دارد. سيلندر ترمز ديسکي ثابت چهار- پيستون از ضريب اطمينان بسيار بالاتري نسبت به دو نوع قبل برخودار مي باشد اما به همان نسبت نيز گرانتر و هزينه سرويس کردن آنها نيز بسيار بيشتر از سيستم تک – پيستون است. اين نوع سيستم ترمز در خودروهاي بسيار گران قيمت و خودروهاي پرقدرت نصب مي شود.

اما امروزه در توليد انبوه خودروهاي ارزان قيمت ، کارخانه هاي خودروسازي به علت ارزان بودن و ضريب اطمينان مناسب نوع تک – پيستون، طراحي هاي انواع دو و چهار پيستوني از رده خارج شده اند.

● اجزاي اصلي ديسکي ترمز

- لنتها(لقمه) ترمز

- سيلندر ترمز ديسکي که شامل يک پيستون است.

- چرخنده يا روتور که بر روي توپي چرخ سوار ميشود.

▪ لنتهاي ترمز

در هر سيلندر ترمز ديسکي دو لنت ترمز وجود دارد که لنتها به کفشک فلزي پرچ شده اند.لنتها بر روي ترمز ديسکي و در دو طرف روتور قرار دارند. سابقا به علت ويژگي جذب گرما و عملکرد بي صدا آزبست، لنتهاي ترمز از آزبست ساخته مي شدند اما به علت سمي بودن آزبست و صدمه زدن به سلامتي استفاده از آزبست ممنوع شد و ازعناصر جديد براي ساخت لنت ترمز استفاده ميشود.

لنتهاي ترمز در مدت زمان ها معين فرسوده شده و نياز به تعويض دارند. انواع گوناگوني از لنتهاي ترمز با کيفيتهاي متفاوت وجود دارد. که اين تفاوت عمدتا مربوط به طول عمر مفيد لنت ترمز مي شود. لنتهاي ترمز سخت تر عمر بيشتر و توانايي توقف بهتر خودرو را دارند و در عوض ممکن است صداي ناراحت کننده اي در هنگام عملکرد خود داشته باشند.

ديسک ترمز شباهت زيادي به ترمز دوچرخه دارد.ترمزهاي دوچرخه داراري يک سيلندر ترمز ديسکي هستند که لقمه (لنتهاي) ترمز را به لاستيک مي فشارد.

در ديسک ترمز لنتها به روتور(چرخنده) فشرده مي شوند و نيرو به جاي اينکه از طريق کابل منتقل شود به صورت هيدروليکي منتقل مي شود.

اصطکاک بين لنتها و ديسک سرعت چرخش ديسک را کاهش مي دهد. يک خودروي متحرک ميزان انرژي جنبشي قابل توجه اي دارد و وظيفه ي ترمز کاهش اين انرژي جنبشيو متوقف کردن آن است.

● چگونه ترمزها اين کار را انجام مي دهند؟

هر وقت شما خودروي خود را متوقف مي کنيد.ترمزهاي خودرو انرژي جنبشي را به گرما تبديل مي کنند.که اين گرما در اثر اصطکاک بين لنت و ديسک ترمز ايجاد شده است.

وقتي شما پدال ترمز را فشار مي دهيد روغن ترمز از سيلندر اصلي از طريق اتصالات به سيلندر واقع بر روي ديسک ترمز وارد شده موجب حرکت سيلندر ترمز ديسکي در يک جهت و حرکت پيستون در جهت مخالف مي شود. که حرکت پيستون لنت ترمز داخلي سمت خود را به روتور(چرخنده مي فشارد و از سوي ديگر با حرکت سيلندر در جهت مخالف لنت ترمز که در سوي ديگر روتور قرار دارد به روتور فشرده ميشود. همين امر باعث ايجاد اصطکاک و توليد گرما و همچنين کاهش سرعت خودرو مي شود.از طرف ديگر ديسک ترمز و اجزاي آن مي بايست خنک شوند.تا در ترمز هاي بعدي به خوبي عمل کنند

بيشتر ديسکهاي ترمز به وسيله ي منافذ هوا خنک مي شوند.ديسکهاي ترمز خنک شونده با هوا داراي يکسري منفذ (پره) در بين سطح يک ديسک ترمز هستند که هوا از داخل آنها پمپ مي شود و باعث خنک شدن ديسک ترمز مي شود.

● خود تنظيمي ترمزها

ديسک ترمز [سيلندر ترمز ديسکي معلق تک-پيستون] خود تنظيم و خود مرکز است. سيلند ترمز ديسکي توانايي لغزيدن از يک سمت به سمت ديگر ار دارد. بنابراين هميشه زماني که ترمزها [گرفته ميشوند] عمل مي کنند.به سمت مرکز بر ميگردد.از آنجاييکه فنري براي جدا کردن و بازگرداندن لنتهاي ترمز به حالت اوليه خود وجود ندارد.هميشه لنتها در فاصله بسيار کمي از روتور (چرخنده) باقي مي مانند. (لغزش روتور و ضربه زدن به لنتها در واقع باعث مي شود که لنتها کمي از روتور فاصله بگيرند.)

● ترمزهاي اضطراري

در خودرهاي مجهز به ديسک ترمز بر روي چهار چرخ ، يک ترمز اضطراري با يک مکانيزم عملکرد متفاوت بايد فعال باشد تا در صورت عدم عملکرد صحيح ترمزهاي اصلي وارد عمل شوند . اکثر خودروها از کابل براي ترمز اضطراري استفاده مي کنند.

بعضي از خودروها که بر روي چهار چرخ خود ديسک ترمز دارند داراي يک ترمز کاسه اي مجزا در توپي ترمزهاي عقب دارند.

اين ترمز کاسه اي فقط براي ترمز اضطراري مي باشد و فقط توسط کابل کار مي کنند نه سيستم هيدروليکي.

خودروي هاي ديگر داراي يک اهرم (ترمز دستي) هستند که يک پيچ را مي چرخاند يا يک بادامک را فعال مي کند.که باعث فشرده سازي پيستون ديسک ترمز مي شود.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

عیوب واشر سر سیلندر

واشر سر سیلندر ممکن است بسوزد یا نیم سوز شود.

علل سوختگی واشر سرسیلندر عبارتند از:

تاب داشتن سرسیلندر.

ترکیدن سرسیلندر.

شل بودن پیچهای سرسیلندر.

گرم کردن بیش از اندازه موتور.

نامیزان بستن پیچهای آن.

علائم سوختگی واشر سر سیلندر:

خارج شدن آب از اگزوز.

گرم کردن موتور.

ورود کمپرس در داخل رادیاتور (جوش کاذب).

کمی کشش موتور.

قاطی کردن آب و روغن.

دیر روشن شدن موتور.

توجه:

اگر بخار در حالت گرم بودن موتور از اگزوز خارج شود دلیل بر سوختن یا نیم سوز بودن (ترسیدگی) واشر سرسیلندر است.

نکته مهم

در موتورهایی که دارای بوش تر هستند در صورتیکه عیبی از عیوب سرسیلندر یا واشر سرسیلندر باشد، در این حالت فقط باز کردن سرسیلندر کافی است. باید پس از باز کردن کلیه پیچهای سرسیلندر همه پیچها را بجز دو پیچ سرسیلندر را خارج می کنیم و سپس سرسیلندر را چند بار به چپ و راست در سر جای خود حرکت داده تا اگر احتمالا بوش پیستون با سیلندر درگیری داشته باشد با این حرکت از درگیری خارج شود. چون اگر این عمل را انجام ندهیم و سرسیلندر را بر داریم امکان دارد بوش پیستون مقداری با سرسیلندر به سمت بالا حرکت کرده و باعث خرابی و از آب بندی خارج شدن واشر آب بندی بوش پیستون بگردد.

در صورت عدم توجه به این نکته امکان دارد پس از بستن سرسیلندر و روشن کردن موتور آب و روغن مخلوط شده در نتیجه بازکردن موتور و تعویض کلیه واشرها لازم شود.

توجه:

پس از بستن سرسیلندر و سفت کردن پیچهای سرسیلندر توسط ترکمتر بدون اینکه آب در داخل موتور باشد موتور را روشن کرده و قبل از گرم شدن موتور آن را خاموش کنید سپس با آچار ترکمتر سفت بودن پیچها را کنترل کنید.

نکاتی در مورد تعویض واشر سرسیلندر

برای جاگذاری واشر سرسیلندر از هیچ گونه مواد خارجی مانند گریس یا چسب استفاده نکنید.

توجه:

علامت (TOP) روی واشر سرسیلندر در موقع بستن باید به سمت بالا بوده و در صورت نبودن علامت با منطبق کردن واشر با بلوک می توان به جهت واشر سرسیلندر پی برد. در ضمن سمت مسی واشر سر سیلندر به سمت پایین و روی بلوک سیلندر قرار می گیرد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

ترک خوردگی

بر اثر یخ زدن شدید آب در سرسیلندر و یا زمانی که در حین تعمیر در اثر بی احتیاطی ضربه شدید به آن وارد آید، بوجود می آید.

علاج این امر:

اگر ترک بسیار مویی و ریز باشد، واندربل و واندرسیل را از طریق رادیاتور داخل سیستم خنک کننده پس از برداشتن ترموستات میریزند تا ضمن چرخش آب داخل ترک ها نفوذ کرده و ترک ها را بگیرد.

تعمیر بوسیله دوختن.

بوسیله جوش دادن.

تاب دیده گی

علل تاب برداشتن سرسیلندر:

باز و بسته کردن غلط سرسیلندر.

باز کردن آن موقع گرم بودن سرسیلندر.

نامیزان بستن پیچهای سرسیلندر.

سوختن واشر سرسیلندر.

گرم شدن بیش از حد.

علائم تاب دیده گی سرسیلندر:

سوختن مرتب واشر سرسیلندر.

موتور دیر روشن شده و بد کار می کند.

کمپرس داخل کربراتور و اگزوز و کارتر و رادیاتور می گردد.

گرم کردن زیاد موتور.

مخلوط شدن آب و روغن.

آب سوزی (خارج شدن بخار آب از اگزوز).

کمی کمپرس.

آزمایشات تاب دیدگی سرسیلندر

سرسیلندر را پس از باز کردن، کاملا شستشو داده و سطح سرسیلندر را با شابر کاملا تمیز کرده و قطعات باقیمانده از واشر و یا ذرات را کاملا پاک کنید.

طریقه آزمایش:

بوسیله سنگ مرع و فیلر 0.20 میلیمتر.

آزمایش با خط کش فلزی و فیلر.

آزمایش با پودر سرنج.

کربن گرفتن سرسیلندر (اطاق احتراق)

در اثر احتراق مخلوط هوا و بنزین در داخل سیلندر به مرور مقداری دود در اطاق احتراق جمع شده که می تواند کاملا در کار موتور موثر واقع شود. این دوده علاوه بر اینکه حجم اطاق احتراق را کوچک ساخته نسبت تراکم را در موتور بالا می برد که خود باعث احتراق زود رس در موتور می شود.

سرخ شدن کربن در زمان احتراق چه در الکترود های شمع و چه در نقاط گرم دیگر مانند سطح نعلبکی سوپاپها و سطح بالای پیستون، باعث ایجاد احتراق های نا به هنگام می گردد. بنابراین از علائم زیاد شدن کربن در اطاق احتراق، می توان انفجار خود سوزی و بالا رفتن کمپرس موتور را نام برد.

موتورهایی که بعد از بستن سوئیچ جرقه بگردش خود ادامه می دهند، چنانچه خودسوزی در اثر گرم بودن بیش از حد الکترودها و یا حرارت بیش از حد سرسیلندر بعلت گرفتگی مجاری آب و یا ضعیف شدن سیستم خنک کننده یا تنظیم نبودن جرقه نبتشد، می تواند در اثر ازدیاد دوده در اطاق احتراق باشد.

انفجار موتور اکثرا در هنگام باز بودن دریچه گاز قبل از اینکه موتور زیر بار برود شنیده می شود. کارخانجات سازنده موتور معمولا کیلومتر معینی را برای کربن گیری و یا تعمیرات سرسیلندر تعیین می کنند ولی گاهی عیوبی در موتور پیش می آید که فواصل کربن گیری را نزدیکتر می سازد از جمله:

روغن سوزی.

کم شدن کمپرس موتور.

گرفتگی در لوله اگزوز.

اشتباه جا انداختن زنجیر دنده میل لنگ و میل سوپاپ.

گرفتگی در هواکش کارتر و سرد کار کردن موتور.

گرفتگی در هواکش کاربراتور.

کار نکردن صافی هواکش.

غنی بودن مخلوط بعلت عدم تنظیم درست کاربراتور.

اشتباه بودن زمان جرقه.

ضعیف بودن جرقه در شمع.

واشر سرسیلندر

واشری است از جنس نسوز که مابین بلوک و سرسیلندر قرار می گیرد. واشر سر سیلندر عمل آب بندی کمپرس را انجام می دهد. کلفتی این واشر در اطراف اطاق احتراق بیشتر است.

جنس واشر سرسیلندر

از ورقه های فلز نرم یا پنبه نسوز و فلز نرم ساخته می شود. واشر سرسیلندر انواع مختلف دارد. یک لایه که از آلیاژ آلومینیوم و کروم، دو لایه که از فلزات نرم و پنبه نسوز، سه لایه که از لایه های مسی بخاطر نرمی آن و بهتر شدن عمل آب بندی، مقوا یا پنبه نسوز جهت مقاومت در مقابل حرارت زیاد و لایه فولادی جهت مقاومت زیادتر در مقابل فشار و حرارت تشکیل شده است.

پنبه نسوز یا اسبست یک ماده معدنی است که نقطه ذوب آن 1550 درجه سانتیگراد است.

واشر سرسیلندر یکبار مصرف است و زمانی که بسته شد بعد از باز کردن سرسیلندر دیگر قابل استفاده نخواهد بود لذا قبل از تعویض واشر سرسیلندر حتما سرسیلندر را از لحاظ تاب دیدگی باید آزمایش کرد. ضمنا سطح سرسیلندر نباید ناصاف باشد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

سرسیلندر در پوشی است که با بلوک سیلندر تشکیل اطاق احتراق را می دهد و شکل آن تابع ساختمان سیلندر بوده و چنانچه از نوع خنک کننده با آب باشد دارای مجاری آب و در غیر این صورت دارای شیارهای خنک کننده با هوا می باشد.

سرسیلندر با پیچ و مهره به بلوک سیلندر متصل می شود در کف سرسیلندر به تعداد سیلندر ها گودی وجود دارد بنام اطاق احتراق روی سرسیلندر. داخل هر اطاق احتراق سوراخی برای قرار دادن شمع وجود دارد.

متعلقات سرسیلندر

محل بسته شدن شمع در سرسیلندر. بسته به ساختمان سرسیلندر در سطح جانبی یا فوقانی آن قرار دارد.

در صورت قرار گرفتن سوپاپها در سرسیلندر قطعات تشکیل دهنده مکانیزم سوپاپ ها از قبیل اسبکها و گیتهای سوپاپ و سیت سوپاپ و میل سوپاپ (موتورهای میل سوپاپ رو) فنرها و غیره که همگی در محلهای مخصوص خود در سرسیلندر بسته می شود.

کانالها و مجاری آب و روغن.

محل های عبور میل تایپت.

مانیفولد ها (لوله های که سوخت را به داخل سیلندر وارد کرده و پنجه اگزوز که دود و مواد حاصل از احتراق را از سیلندر خارج می کند).

محل بستن ترموستات.

جنس سرسیلندر

جنس سرسیلندر از آلیاژهای آهن (چدن دندانه ریز) یا آلیاژهای آلومینیوم. به دو صورت ریختگی یا تزریقی در داخل قالبهای بخصوص ساخته می شود. سرسیلندر معمولا یکپارچه و یا اگر طول

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

باز و بستن سرسیلندر

یکی از قطعات که باز و بستن آن بسیار مهم می باشد و باید کمال دقت را در این امر مبذول داشت سر سیلندر است.

باز بستن غلظ سرسیلندر باعث ایجاد عیوب از جمله تاب دیدگی و یا سوختن مرتب واشر سیلندر می گردد.

نکات زیر در باز و بستن سرسیلندر بسیار مهم است

هیچگاه و در هیچ مورد سرسیلندر را در موقعی که موتور گرم است باز نکنید (خیلی مهم).

بست باطری را باز کنید (این امر در هر موقعیکه خواستیم گیربکس یا موتور یا قطعات دیگر مانند استارت دینام و غیره را باز کنیم الزامی است).

آب موتور را خالی می کنید.

در صورت باز کردن رادیاتور محوطه عمل وسیعتر می شود.

کلیه اتصالات لوله های آب رادیاتور – ترموستات و لوله های بخاری را باز کنید.

اتصالات الکتریکی از قبیل سیم درجه آب و وایراهای شمع را باز کنید.

کلیه شمع ها را باز کنید.

بست گلویی اگزوز را باز کرده و از اتصال خارج کنید.

کلیه سیم ها و لوله های مربوط به کاربراتور را باز کرده و علامت گذاری کنید.

کاربراتور را باز کنید.

درب قالپاق سوپاپ را باز کنید.

در صورتیکه اسبک ها و پایه های آن مانع باز کردن پیچ های سرسیلندر باشد آنها را نیز باز کنید.

میل تایپت ها را بر دارید.

با آچار بکس مناسب و دسته بکس، با کمک رابط و به روشهای زیر پیچها را ابتدا دو رزوه شل و سپس باز کنید.

باید دقت کرد که مقدار گشتاور (مقدار وارد بر پیچ) در سفت کردن مطابق با مقدار کاتالوگ ماشین مورد نظر باشد. مقدار گشتاور را باید از کاتالوگ بدست آورید در صورت نداشتن کاتالوگ قبل از باز کردن و شل کردن پیچ های سرسیلندر می توان توسط آچار ترکمتر مقدار گشتاور را بدست آورد.

بدین منظور آچار ترکمتر را با بکس مناسب بر روی گل پیچ قرار داده و بسمت سفت شدن به دسته ترکمتر به آرامی فشار می آوریم و تا حدی این فشار را ادامه می دهیم تا پیچ در جای خود حرکت نکند این عمل را با پیچهای دیگر تکرار کرده میانگین عدد نشان داده شده توسط ترکمتر محاسبه و بعنوان مقدار گشتاور پیچ های سرسیلندر موتور مورد نظر در موقع سفت کردن پیچها استفاده می کنیم.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

طريقه باز کردن و بستن سوپاپ از سرسيلندر

ابتدا سوپاپ را با سمبه نشان علامت گذاري مي کنيم و يا يک قطعه چوب را هشت سوراخ کرده و روي سوراخها را شماره گذاري مي کنيم و سوپاپ ها را به ترتيب پس از باز کردن در آنها قرار مي دهيم بهتر است سوراخ ديگري زير همان سوراخ اول جهت ميل تايپت و دو سري ميخ برا قرا ر دادن استکانيها و فنرها و واشر نگهدارنده آنها روي تخته نصب کنیم.

سپس با استفاده از فنر جمع کن سوپاپ با قرار دادن يک سر دستگاه قسمت پيچ تنظيم که در انتها داراي واشر کلفتي مي باشد روي بشقابک سوپاپ و سر ديگر دستگاه که دو شاخه مانند است روي واشر نگهدارنده فنر قرار داده و دسته سوپاپ جمع کن را جمع کرده تا فنر جمع شود. سپس خار آن را به راحتي خارج کرده و به آرامي دسته فنر جمع کن را باز کرده تا فنر نپرد.

بعد از رها شدن فنر سوپاپ را از طرف اطاق احتراق خارج مي کنيم و براي بستن سوپاپ سوپاپ را پس از مشخص شدن محل آن از طرف اطاق احتراق داخل گيت خود کرده فنر را از پشت در روي ساق سوپاپ قرار داده و واشر نگهدارنده را نيز روي آن قرا ر مي دهيم و توسط فنر جمع کن آن را جمع کرده و خارهاي نگهدارنده را توسط گريس در محل هاي خود ثابت مي کنيم. و سپس به آرامي دسته فنر چمع کن را آزاد مي کنيم پس از برداشتن فنر جمع کن از روي ساق سوپاپ با زدن چند ضربه با چکش کائوچوئي امتحان مي کنيم.

نکته مهم:

در موتورهائي که سوپاپ در بلوک قرار دارند براي در آوردن سوپاپ ها از وسط شروع کرده تا به دو طرف موتور اين عمل ختم گردد و براي بستن نيز بر عکس از دو طرف موتور شروع به جمع کردن سوپاپ ها مي کنيم.

خنک شدن سوپاپ ها

بطور کلي سوپاپ ها در معرض حرارت ناشي از عمل احتراق در سيلندر مي باشند و در اين ميان حرارت سوپاپ دود بيشتر از سوپاپ هواست زيرا سوپاپ هوا با مخلوطي که خنک است در معرض تماس بوده و حرارت خود را بيشتر از دست مي دهد ولي سوپاپ دود در معرض حرارت ناشي از احتراق نيز بوده که حتي تا درجه سرخ شدن نيز مي رسد.

سوپاپ ها در موقع نشستن حرارت خود را به سيت انتقال داده و سيت نيز حرارت خود را به بدنه که با آب در تماس است مي دهد و بدين ترتيب عمل انتقال حرارت انجام مي شود. ساق سوپاپ نيز حرارت خود را به گيت منتقل مي کند. اگر به عللي سوپاپ کامل در جاي خود ننشيند چون در موقع احتراق مقداري از گاز از کنار خود عبور داده در ضمن نمي تواند حرارت خود را منتقل نمايد، به سرعت داغ شده و در اثر داغي بيش از اندازه خواص آلياژي خود را از دست داده و به اصطلاح مي سوزد.

در موتورهاي پر دور مانند موتورهاي مسابقه اي براي خنک شدن سوپاپ ها ساق آنها را تو خالی ساخته و با سديم نيمه پر مي کنند سديم در حرارت حدود 100درجه سانتيگراد به حالت مذاب در مي آيد در موقع حرکت سوپاپ ها سديم به اطراف پاشيده و حرارت را از مرکز نعلبکي سوپاپ گرفته و به اطراف ساق آن منتقل و از ساق توسط گيت به سيستم خنک کننده موتور منتقل مي کند. دوام سوپاپ هاي سديمي بهتر از سوپاپ هاي معمولي است چون بهتر خنک مي شوند.

روغن کاري سوپاپ ها

چون ساق در گيت دائما در حال حرکت است نياز به روغنکاري پيدا مي کند. روغنکاري اين قسمت توسط بخار روغن انجام مي شود. اگر خود روغن به گيت برسد از آنجا به داخل اطاق احتراق رفته و مي سوزد براي جلوگيري از ورود روغن به گيت از دو نوع واشر لاستيکي استفاده مي شود نوع اول کاسه نمد بوده و روي گيت سوپاپ قرار مي گيرد و نوع دوم واشر نازکي است که پايين تر از خار و مابين واشر نگهدارنده فنر و ساق سوپاپ قرار مي گيرد.

سر سوپاپ به علت اينکه دائما با ضربات اسبک در تماس مي باشد توسط روغني که از روي اسبک مي ريزد روغنکاري شده و اين روغن به مقدار زيادي ضربات ناشي از اسبک را خنثي و عمر اين دو قطعه را افزايش مي دهد.

دليل بزرگ بودن نعلبکي سوپاپ هاي هوا و نازکي گوش يا دامنه آن

در عمل مکش که سوپاپ هوا باز است مخلوط هوا و بنزين وارد سيلندر مي شود در اين حالت بزرگ بودن دهنه مجراي ورودي باعث بهتر انجام شدن مکش مي شود لذا براي مجراي بزرگ، سوپاپ بزرگتر نيز الزامي است که مجرا را مسدود نمايد نازکي گوشت آن به دليل تماس با مخلوط خنک است سوپاپ هوا حرارت کمتري را تحمل کرده و در معرض حرارت کمتري نيز مي باشد.

دليل کلفتي سوپاپ دود و کوچک بودن نعلبکي آن

دليل کلفتي سوپاپ دود به خاطر اين است که سوپاپ دود در معرض حرارت زيادي بوده و بايد از جنس سخت تري باشد و دامنه گوشت آن نيز کلفت تر انتخاب می گردد تا در اثر حرارت زياد دود نسوزد. از اين لحاظ بايد کاملا مقاوم و با استقامت ساخته شود. در ضمن کوچک بودن نعلبکي آن به خاطر اين است که زماني که سوپاپ دود باز مي شود گاز داراي فشار بوده و در ضمن عمل، خود پيستون نيز کمک به خروج دود مي کند و نيازي به بزرگ بودن مجراي خروج دود نمي باشد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

سرسیلندر در پوشی است که با بلوک سیلندر تشکیل اطاق احتراق را می دهد و شکل آن تابع ساختمان سیلندر بوده و چنانچه از نوع خنک کننده با آب باشد دارای مجاری آب و در غیر این صورت دارای شیارهای خنک کننده با هوا می باشد.

سرسیلندر با پیچ و مهره به بلوک سیلندر متصل می شود در کف سرسیلندر به تعداد سیلندر ها گودی وجود دارد بنام اطاق احتراق روی سرسیلندر. داخل هر اطاق احتراق سوراخی برای قرار دادن شمع وجود دارد.

متعلقات سرسیلندر

محل بسته شدن شمع در سرسیلندر. بسته به ساختمان سرسیلندر در سطح جانبی یا فوقانی آن قرار دارد.

در صورت قرار گرفتن سوپاپها در سرسیلندر قطعات تشکیل دهنده مکانیزم سوپاپ ها از قبیل اسبکها و گیتهای سوپاپ و سیت سوپاپ و میل سوپاپ (موتورهای میل سوپاپ رو) فنرها و غیره که همگی در محلهای مخصوص خود در سرسیلندر بسته می شود.

کانالها و مجاری آب و روغن.

محل های عبور میل تایپت.

مانیفولد ها (لوله های که سوخت را به داخل سیلندر وارد کرده و پنجه اگزوز که دود و مواد حاصل از احتراق را از سیلندر خارج می کند).

محل بستن ترموستات.

جنس سرسیلندر

جنس سرسیلندر از آلیاژهای آهن (چدن دندانه ریز) یا آلیاژهای آلومینیوم. به دو صورت ریختگی یا تزریقی در داخل قالبهای بخصوص ساخته می شود. سرسیلندر معمولا یکپارچه و یا اگر طول موتور زیاد و یا سنگین باشد چند تکه ریخته شده و سپس سطوح لازم را تراشیده و صیقل داده و بشکل مورد نظر در می آورند.

انواع سر سیلندر

سرسیلندر بسته بترتیب و نوع قرار گرفتن سوپاپها بطور کلی به چهار دسته تقسیم می شود:

(I-head) آی هد

(F-head) اف هد

(T-head) تی هد

(L-head) ال هد

شکل قرار گرفتن سوپاپ در سرسیلندر های ای هد یا خطی یک ردیفه یا دو ردیفه است بعضی سرسیلندرها فاقد محل عبور سوپاپ می باشند مثل تی هد و ال هد.

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

● انواع کلاچ

الف) کلاچ هايي که با استفاده از نيروي عضلاني، قطع و وصل ارتباط را انجام مي دهند. در موارد لزوم، براي صرف نيروي کمتر از وسايل کمکي هيدروليکي يا هوايي نيز استفاده مي کنند. اين کلاچ ها در انواع زير دسته بندي مي شوند:

۱) کلاچ هاي يک صفحه اي با فنرهاي مارپيچي مانند کلاچ ميني بوس و اتوبوس

۲) کلاچ هاي يک صفحه اي با فنر ديافراگمي مانند کلاچ خودروهاي پرايد، پيکان، پژو و زانتيا

۳) کلاچ هاي دوصفحه اي با هر دو نوع فنر مانند کلاچ تراکتور

۴) کلاچ هاي چند صفحه اي مانند کلاچ موتورسيکلت

ب) کلاچ هايي که عمل قطع و وصل ارتباط را به طور خودکار انجام مي دهند. از اين گروه انواع کلاچ هاي زير بيشتر به کار مي روند:

۱) کلاچ هاي وزنه اي

۲) کلاچ هاي هيدروديناميکي

۳) کلاچ هاي الکترومغناطيسي

۴) کلاچ هاي ترکيبي که مجموعه اي از انواع کلاچ هاي ذکر شده اند.

گفتني است در اين دسته بندي، زمينه استفاده در صنايع خودروسازي موردنظر بوده است، در حالي که در صنايع ماشين سازي از انواع ديگر کلاچ ها که در آنها نيرو

به کمک چرخ دنده، چنگک، فلانچ اتصال و ميله انتقال مي يابد، استفاده مي شود.

● اجزاي کلاچ هاي تک صفحه اي با فنر ديافراگمي

امروزه کلاچ هاي يک صفحه اي با فنر خورشيدي در خودروهاي سواري به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند. هر مجموعه اي از اين کلاچ ها شامل ديسک کلاچ، صفحه کلاچ و بلبرينگ کلاچ است که به مجموعه آن کيت کلاچ گفته مي شود و توسط سيستم هاي محرک مختلفي از جمله سيستم هيدروليکي يا سيمي و به کمک اهرم کلاچ، نيروي پدال را منتقل مي کند. قطعات کليدي ديسک کلاچ شامل فنر خورشيدي يا ديافراگمي، صفحه فشاري، پوسته خارجي، فنرهاي برگي و قطعات اصلي صفحه کلاچ شامل توپي، کفشک يا لنت، صفحه ضربه گير، فنرهاي پيچشي و همچنين بلبرينگ کلاچ متشکل از دو بخش بلبرينگ و پوسته است.

● عملکرد کلاچ در حالت آزاد بودن پدال

در اين وضعيت فنر خورشيدي، صفحه فشاري را به طرف جلو فشار مي دهد و لنت صفحه کلاچ را به فلايويل مي چسباند و به اين ترتيب حرکت رفت و برگشتي پيستون هاي موتور که به گشتاور پيچشي در ميل لنگ تبديل مي شود، با چرخش فلايويل، مجموعه کلاچ را مي چرخاند. سپس گشتاور اصطکاکي صفحه کلاچ به توپي مي رود و از طريق دنده هاي داخلي آن (هزار خاري) به شفت ورودي جعبه دنده و سپس به ديفرانسيل انتقال مي يابد تا تقسيم دور شود و به چرخ ها انتقال يابد.

● عملکرد کلاچ در حالت کلاچ کردن

در اين وضعيت نيروي پدال (نيروي پاي راننده) توسط اهرم بندي از طريق سيستم هيدروليکي (پمپي) و يا مکانيکي (سيمي) به شکل جابه جايي در دو شاخه کلاچ و حرکت محوري در بلبرينگ کلاچ به بلبرينگ انتقال مي يابد. بلبرينگ کلاچ قسمت داخلي فنر خورشيدي را به جلو فشار مي دهد (اعمال نيروي جدايش) و فنر خورشيدي که روي پوسته ديسک حالت الاکلنگي دارد، صفحه فشار را به عقب مي کشد و فاصله اي چندميلي متري ميان صفحه فشاري، فلايويل و لنت هاي دوطرف صفحه کلاچ ايجاد مي کند و امکان انتقال گشتاور اصطکاکي را از بين مي برد و با برداشتن بار از جعبه دنده، تعويض دنده را ميسر مي کند. با آزاد کردن پدال کلاچ، فنر خورشيدي به حالت اوليه برمي گردد و به سرعت نيروي گيرش را در صفحه کلاچ ايجاد مي کند. عمل اتصال صفحه فشاري به پوسته کلاچ توسط فنرهاي برگي انجام مي شود.

هنگام اتصال صفحات به يکديگر، به دليل شوک ناشي از گشتاور موتور و نيز دور کم چرخ دنده هاي گيربکس، صفحه ضربه گير که با پرچ لنت ها را در محل خود نگه مي دارد، نقش يک کوسن يا بالشتک را ايفا مي کند و با جمع شدن، پايداري سيستم را در اين مرحله افزايش مي دهد. همچنين در زمان جدا شدن صفحات از يکديگر، اين فنر که قبلاً به علت نيروي گيرش فشرده شده بود، باز مي شود و اجازه مي دهد قطع گشتاور در زمان طولاني انجام شود و خلأ گشتاور در سيستم به وجود نيايد. فنرهاي پيچشي صفحه کلاچ که با اهرم بندي خاصي داخل صفحه نصب شده اند، زماني وارد عمل مي شوند که مي خواهيم گشتاور موتور را به جعبه دنده منتقل کنيم.

در اين هنگام گشتاور محرک موتور تمايل به چرخاندن سيستم و گشتاور مقاوم جعبه دنده و اجزاي بعدي انتقال قدرت از جمله ميله گاردان، ديفرانسيل و غيره تمايل به نگه داشتن سيستم دارند، اين دو گشتاور که خلاف جهت هم اثر مي کنند (اولي روي لنت ها و دومي روي چرخ دنده هاي توپي صفحه کلاچ اثر مي کند) ممکن است صفحه کلاچ را دچار گسيختگي و خم شدن کنند و يا از حالت

تختي خارج کنند. براي جلوگيري از عيوب گفته شده، فنرهاي پيچشي به صفحه کلاچ امکان چرخيدن در محل خود در حدود صفر تا ده درجه را مي دهند (اهرم بندي به گونه اي است که حرکت پيچشي صفحه کلاچ حول محور توپي، به صورت نيروي فشاري روي سطوح انتهايي فنرها اعمال مي شود) و سپس با نيروي عکس العمل فنرها، صفحه به حالت اوليه باز مي گردد و به اين ترتيب انتقال حرکت و گشتاور به نرمي و سهولت انجام مي شود. براي عملکرد نرم سيستم در اين حالت، در بعضي خودروها از چند نوع فنر با خصوصيات فنري و طول هاي مختلف استفاده مي کنند تا در درجات پيچش مجموعه، به مرور و با توجه به ضريب فنريت خود، درگير شوند و ضربه گيري و انتقال نيرو و گشتاور به گونه اي مناسب تر صورت گيرد. علاوه بر حالت Drive که دور بالاي موتور را نسبت به سيستم انتقال قدرت شاهديم، وضعيت Over-Drive نيز مطرح است.

زماني که خودرو در سراشيبي تندي قرار مي گيرد و با دنده سنگين حرکت مي کند يا وقتي که از دنده معکوس استفاده مي کنيم، (گشتاور بالاتر بخش متحرک خودرو) بخش توپي صفحه کلاچ تمايل به چرخش و بخش لنت ها تمايل به ايستادن دارند که در اين وضعيت، فنرهاي پيچشي در خلاف جهت، فشرده مي شوند و همان ضربه گيري و تعادل در انتقال قدرت اتفاق مي افتد.

● وضعيت کلاچ در حالت نيم کلاچ

در حالت نيم کلاچ کردن، صفحه کلاچ در وضعيت نيمه آزاد، مابين فلايويل و صفحه فشاري ديسک قرار مي گيرد تا بتواند بدون وارد آوردن فشار زياد به موتور، گشتاور پيچشي زيادي را منتقل کند و در صورتي که چرخ ها به گشتاور بالايي براي حرکت نياز داشته باشند و موتور جوابگوي آن نباشد، باز هم بکسباد کردن لنت ها سبب قطع ارتباط ناقص مي شود و از خاموش شدن موتور جلوگيري مي کند. اين وضعيت را هنگام شروع به حرکت کردن خودرو نيز مي توان مشاهده کرد.

● نتيجه گيري

طراحي و ساخت قطعات سيستم کلاچ براي حصول اطمينان از وجود مقدار لازم نيروي گيرش و جدايش موردنياز عملکرد سيستم و نيز پايايي آن انجام مي گيرد، به همين دليل توجه ويژه به پارامترهاي ابعادي و عملکردي قطعات کليدي سيستم، از اهميت ويژه اي برخوردار است تا بتواند ارتباط مناسبي بين موتور و جعبه دنده پديد آورد. هر چند که در حال حاضر تکنولوژي توليد قطعاتي چون فنر خورشيدي، لنت کلاچ، صفحه ضربه گير، بلبرينگ و غيره به علت پروسه بسيار پيچيده آن و استفاده از فناوري ساخت دقيق و گران قيمت، در داخل کشور با کيفيت پاييني امکان پذير بوده و مستلزم صرف هزينه هاي فراوان و دانش فني بالايي است، ولي با توجه به رشد قابل توجه دانش فني کلاچ در سال هاي اخير، اميد مي رود کشور ايران راه خود را براي حضور در کنار کلاچ سازان معتبر جهاني هموار کند.