You dont have javascript enabled! Please enable it!

الصمامات

المواضيع:

  • عام
  • Materiaal
  • الصمامات المملوءة بالصوديوم
  • أدلة الصمام
  • أنواع مختلفة من التحكم في الصمامات
  • آلية الصمام مع التحكم غير المباشر في الصمام
  • آلية الصمام مع التحكم المباشر في الصمام
  • ضبط خلوص الصمام
  • تكنولوجيا الصمامات المتعددة
  • توقيت الصمام المتغير ورفع الصمام

عموما:
هناك صمامات في كل محرك احتراق. يوجد دائمًا صمام مدخل واحد وصمام مخرج واحد على الأقل. يتم تشغيل هذه الصمامات بواسطة عمود كامات واحد أو أكثر من خلال التوزيع وتضمن إمكانية تدفق الهواء النقي إلى مساحة الاحتراق، ثم يتم احتجاز الهواء أثناء الضغط ويمكنه بعد ذلك مغادرة مساحة الاحتراق. يجب أن يحدث تدفق غازات المدخل والعادم بأقل قدر ممكن من المقاومة.
يتم تشكيل المواد قدر الإمكان لهذا الغرض.
يتم تثبيت الصمامات في رأس الاسطوانة. غالبًا ما يكون صمام الدخول أكبر من صمام العادم، لأنه يجب أن يدخل أكبر قدر ممكن من الخليط إلى الأسطوانة. يجب أن يكون صمام العادم أصغر، لأن غازات العادم المحترقة تخرج من الأسطوانة بعد شوط العادم، عندما يقوم المكبس بدفع الغازات خارج الأسطوانة.

 

كمثال، سنأخذ العملية رباعية الأشواط لمحرك البنزين. أثناء شوط سحب المحرك، يفتح صمام السحب، وفي حالة محرك البنزين الذي يتم حقنه بشكل غير مباشر، يتم امتصاص خليط الهواء والوقود، وفي حالة محرك البنزين الذي يعمل بالحقن المباشر، يتم امتصاص الهواء النقي فقط إلى الداخل . يتم امتصاص الهواء لأن المكبس يتحرك للأسفل. الهواء الذي يتدفق يشغل المساحة المتاحة. عندما يتحرك المكبس للأعلى مرة أخرى، سوف يغلق صمام الدخول. خليط الوقود والهواء ليس له مكان يذهب إليه الآن ويتم ضغطه. وهذا ما يسمى السكتة الدماغية الضغط. ولهذا السبب من المهم أن تغلق الصمامات بشكل صحيح. يشتعل الخليط عندما تنتج شمعة الإشعال شرارة. وبالتالي يتم دفع المكبس إلى الأسفل بقوة كبيرة. وهذا ما يسمى السكتة الدماغية السلطة.
أثناء شوط العادم، ينفتح صمام العادم ويتحرك المكبس إلى الأعلى. تترك الغازات المحروقة الآن الأسطوانة وتذهب إلى العادم. عندما يكون المكبس في الأعلى، يغلق صمام العادم ويفتح صمام السحب. يتحرك المكبس لأسفل مرة أخرى وتتبع شوط السحب. في الواقع، يفتح صمام الدخول مبكرًا قليلاً، بحيث تكون صمامات الدخول والخروج مفتوحة في نفس الوقت لفترة قصيرة. وهذا ما يسمى "تداخل الصمام". إن سرعة الغازات المحترقة التي تغادر الأسطوانة عبر صمام العادم تخلق ضغطًا سلبيًا، مما يؤدي إلى جذب الهواء الداخل بشكل إضافي. بهذه الطريقة، يمكن أن يتدفق المزيد من الهواء إلى الأسطوانة مما لو تم فتح صمام السحب وتحرك المكبس للأسفل فقط. وبالتالي يتم تحسين مستوى التعبئة.

للحصول على شرح أكثر تفصيلاً للعملية رباعية الأشواط، راجع الصفحة "تشغيل محرك البنزين".

المادة:
يتم تحميل الصمامات بشكل كبير. وخاصة صمامات العادم، لأنها تصبح ساخنة للغاية ولا يمكن تبريدها بشكل جيد. يتم تبريد صمامات السحب جزئيًا عن طريق الهواء البارد الذي يدخل الأسطوانة. تتدفق غازات العادم المحترقة عبر صمامات العادم عند درجة حرارة تصل إلى 900 درجة مئوية. ولهذا السبب فإن صمامات العادم مصنوعة أيضًا من مادة مختلفة عن صمامات السحب. غالبًا ما تكون صمامات الدخول مصنوعة من فولاذ الكرومونيكل. غالبًا ما تكون صمامات العادم مصنوعة من فولاذ الكروم والسيليكون. للحد من التآكل الناتج عن ظروف درجات الحرارة المرتفعة، يتم تغطية الحواف الخارجية لقرص الصمام (سطح الختم) وسيقان الصمام بطبقة من سبائك الكربيد (الأقمار الصناعية). تبدد الصمامات معظم الحرارة من خلال قرص الصمام وساق الصمام. تتمتع الصمامات المملوءة بالصوديوم بتبديد أفضل للحرارة.

الصمامات المملوءة بالصوديوم:
صمامات العادم مجوفة من الداخل. المساحة المجوفة مملوءة بالصوديوم بنسبة 60% تقريبًا. الصوديوم معدن يصبح سائلاً عند درجة حرارة عالية (من حوالي 100 درجة مئوية). عندما يعمل المحرك، غالبًا ما يرتفع الصمام لأعلى ولأسفل. يتم قذف الصوديوم الموجود في الصمام ذهابًا وإيابًا باستمرار وبالتالي ينقل الحرارة. يمتص الصوديوم الحرارة من قرص الصمام ويطلقها إلى ساق الصمام. مع الصمامات المملوءة بالصوديوم يمكنك تحقيق انخفاض في درجة الحرارة من 80 إلى 100 درجة مقارنة بالصمامات غير المملوءة بالصوديوم.
لا تحتاج صمامات السحب إلى ذلك، لأنها يتم تبريدها بالفعل بواسطة الهواء الوارد.

في الشكل، يمثل السطح الرمادي المادة، ويمثل الجزء الأحمر التجويف المملوء بالصوديوم.

أدلة الصمام:
تتحرك الصمامات لأعلى ولأسفل في رأس الأسطوانة. يجب أن يكون هناك ختم جيد بين الصمام ورأس الأسطوانة، بحيث لا يمكن أن يتدفق الزيت من رأس الأسطوانة، على طول ساق الصمام إلى ممر المدخل أو العادم. يوجد دائمًا طبقة زيتية صغيرة بين الصمام ودليل الصمام للتزييت. يظهر دليل الصمام باللون البرتقالي في الشكل.

إذا خرج دخان أزرق من العادم، فقد يكون ذلك نتيجة لوجود خلل في موجهات الصمامات. ربما أصبحت أدلة الصمامات أكثر اتساعًا (انظر الصورة أدناه) بحيث يلعب الصمام في رأس الأسطوانة. في هذه الحالة، يمكن أن يتسرب الزيت عبر الصمام إلى ممر المدخل أو العادم. يوجد في الجزء العلوي من دليل الصمام ضغط هواء خارجي، أو حتى في بعض الأحيان ضغط زائد بسبب ارتفاع ضغط علبة المرافق. في الجزء السفلي من دليل الصمام، تتدفق الغازات إلى مجمع العادم، مما يوفر تأثير الفراغ. وهذا يزيد من التسرب لأن الزيت يتم امتصاصه على طول ساق الصمام. عندما يدخل الزيت إلى مجمع العادم، لا يحترق. يتم تسخين الزيت، مما يؤدي إلى تبخره جزئيًا. قد يؤدي ذلك إلى خروج دخان أزرق من العادم.

غالبًا ما يمكن استبدال أدلة الصمامات بشكل منفصل. للقيام بذلك، يجب تفكيك رأس الاسطوانة وإزالة الصمام من رأس الاسطوانة. ويمكن بعد ذلك استبدال أدلة الصمام. لا يمكن استبدال أدلة الصمامات بشكل منفصل على جميع رؤوس الأسطوانات. غالبًا ما يكون لدى شركات إعادة التصنيع حل لهذا الأمر. اسأل عن خيارات استبدال أدلة الصمامات في شركة إصلاح مرموقة.

أنواع مختلفة من التحكم في الصمامات:
يمكن تشغيل الصمامات بطرق مختلفة. الصورة أدناه توضح خمسة إصدارات مختلفة. تتم مناقشة هذه الإصدارات المختلفة وطرق التعديل بشكل أكبر في هذه الصفحة.

  • ج: التحكم غير المباشر في الصمام بأذرع متأرجحة.
  • ب: التحكم المباشر في الصمام باستخدام أذرع سحب الأسطوانة.
  • ج: التحكم المباشر في الصمام باستخدام أدوات ضبط الصمام الهيدروليكي.
  • د: التحكم المباشر في الصمامات بأذرع متأرجحة وصمامات متعددة لكل أسطوانة.
  • E: التحكم المباشر في الصمامات باستخدام رافعات الصمامات الهيدروليكية وصمامات متعددة لكل أسطوانة.

بالنسبة للمحركات التي لا تحتوي على غمازات صمام هيدروليكي (A وB وD)، فمن الضروري فحص خلوص الصمام بشكل دوري. المزيد عن هذا في فصل "ضبط خلوص الصمام" في هذه الصفحة. في المحركات المزودة برافعات الصمامات الهيدروليكية، لا يعد ضبط خلوص الصمام ضروريًا ولا ممكنًا؛ تمتلئ الكباش الهيدروليكية بالزيت الذي يزيل اللعب الزائد.

آلية الصمام مع التحكم غير المباشر في الصمام:
في الماضي، كانت المحركات مجهزة بقاعدة عمود الحدبات. في الوقت الحاضر، تم تجهيز محركات سيارات الركاب بعمود كامات علوي فقط. البناء مع عمود الحدبات الأساسي يختفي. عيب هذا البناء هو أن هذه المحركات لا يمكنها التعامل مع السرعات العالية بسبب وجود كتلة كبيرة بين عمود الكامات والصمام. عند السرعات العالية، سيحدث الكثير من اللعب ولن يعد الصمام مفتوحًا أو مغلقًا في الأوقات الصحيحة.
يتحرك العمود المرفقي عن طريق سلسلة توقيت صغيرة أو حزام لعمود الكامات الأساسي (انظر الصورة أدناه). يقوم عمود الكامات بدفع غماز الصمام وقضيب الدفع للأعلى بشكل مستقيم. يتم دفع الجانب الأيمن من ذراع الروك للأعلى. "يتدحرج" الذراع المتأرجح حول محور الذراع المتأرجح، مما يدفع الجانب الأيسر إلى الأسفل. يؤدي هذا إلى دفع الصمام إلى الأسفل مقابل قوة زنبرك الصمام. عندما يتم تدوير عمود الكامات بشكل أكبر، يضغط زنبرك الصمام على الصمام ليغلق ويعود الذراع المتأرجح إلى موضع البداية.

آلية الصمام مع التحكم المباشر في الصمام:
يتم استخدام عمود الحدبات العلوي فقط في سيارات الركاب في الوقت الحاضر. ثم يتم وضع عمود الحدبات في رأس الاسطوانة. تتمثل ميزة المحركات ذات عمود الكامات العلوي في قدرتها على التعامل مع سرعات أعلى من عمود الكامات الأساسي.

في الصورة اليسرى أعلاه يمكنك أن ترى أن الصمام مغلق لأن زنبرك الصمام يضغط على الصمام مغلقًا ويدور عمود الكامات في اتجاه عقارب الساعة. في الصورة اليمنى، عمود الكامات ملتوي، مما يتسبب في دفع الكامة للصمام لأسفل. يتم الآن ضغط الزنبرك، مما يدفع الصمام إلى الأسفل. عندما يتم تدوير عمود الكامات بشكل أكبر، سيدفع زنبرك الصمام الصمام لأعلى مرة أخرى. يمارس زنبرك الصمام ضغطًا مضادًا يبلغ حوالي 20 كجم.

تُظهر الصورة تمثيلاً تخطيطيًا لصمام مزود بنابض صمام. هنا يمكنك أن ترى بوضوح على أي جزء يقع الصمام على سطح إغلاق الصمام لمقعد الصمام. في الأعلى يوجد المقعد الزنبركي (الجزء الذي تدفع فيه كامة عمود الكامات الصمام إلى الأسفل) مع وجود مفتاح الصمام وزنبرك الصمام تحته. يعمل مفتاح الصمام كأداة تثبيت للصمام. لإزالة الصمام من رأس الأسطوانة، يجب إزالة مفاتيح الصمام. عند التفكيك، يجب دفع المقعد الزنبركي لأسفل مقابل قوة زنبرك الصمام (تتوفر أدوات خاصة لهذا الغرض). سيكون الصمام بعد ذلك حراً في التحرك. من خلال إزالة مفتاحي الصمام بمغناطيس بين المقعد الزنبركي وساق الصمام، يمكن إزالة الصمام من رأس الأسطوانة من الأسفل.
أثناء التثبيت، يجب توخي الحذر لضمان إعادة تثبيت الصمام الصحيح في المكان الصحيح. لا يجوز تبادل هذه. عند تركيب صمام جديد، يجب صقله باستخدام معجون صنفرة خاص. بعد الصنفرة، سيغلق الصمام جيدًا. يمكن بعد ذلك تمرير الصمام الجديد من خلال دليل ساق الصمام وإعادة مفاتيح الصمام إلى مكانها. يمكن بعد ذلك استرخاء زنبرك الصمام مرة أخرى.

ضبط خلوص الصمام:
يجب أن يكون هناك دائمًا قدر معين من اللعب بين عمود الكامات والذراع المتأرجح أو الجزء العلوي من الصمام. يمنح هذا التخليص المادة الفرصة للتوسع. لا ينبغي أن تكون المسرحية رائعة جدًا؛ ثم يفتح الصمام مسافة أقل ولفترة أقصر. إذا كانت الخلوص كبيرًا جدًا، فسيستغرق عمود الكامات وقتًا أطول لدفع الصمام لفتحه وسيغلق الصمام عاجلاً. ويجب ألا تكون المسرحية صغيرة جدًا أيضًا؛ يتم بعد ذلك فتح الصمام مبكرًا وإغلاقه لاحقًا. ثم يتم فتح الصمام لفترة طويلة جدًا في كل مرة. وبالتالي فإن الوقت الذي يتم فيه إغلاق الصمام أقصر؛ هناك احتمال ألا يتمكن الصمام من تبديد حرارته إلى مقعد الصمام برأس الأسطوانة وبالتالي ارتفاع درجة حرارته. يمكن أن يحترق الصمام بعد ذلك.

في الوقت الحاضر، تم تجهيز جميع سيارات الركاب تقريبًا برافعات صمامات هيدروليكية. ومع ذلك، لا يزال هناك مصنعون يقومون بتطوير محركات تتطلب تعديل خلوص الصمام. في السيارات منذ التسعينيات، لم يكن استخدام غمازات الصمامات الهيدروليكية أمرًا بديهيًا على الإطلاق. لذلك لا يزال هناك الكثير من المركبات التي تتجول في الأماكن التي تحتاج إلى فحص خلوص الصمام بشكل دوري وتعديله إذا لزم الأمر. غالبًا ما تسرد بيانات المصنع المسافة التي يجب أن يتم فيها ذلك (غالبًا كل خدمة صيانة رئيسية). هناك نوعان من الإنشاءات المختلفة لضبط خلوص الصمام؛ عن طريق الحشوات وعن طريق ضبط البراغي غريب الأطوار. كلاهما موصوف أدناه.
عندما يتم ضبط الصمامات، يجب ألا تبدأ من أي نقطة. يجب الانتباه بعناية إلى النقطة التي يتم فيها ضبط الصمامات على "التعثر". الهبوط يعني أن عمود الكامات قد أغلق للتو صمامات العادم وهو على وشك فتح صمامات السحب. عندما تتقلب الأسطوانة 1، فهذا يعني أنها في بداية شوط السحب. مكبس الاسطوانة 1 يكون في الأعلى. تكون الأسطوانة 1 و4 دائمًا على نفس الارتفاع من حيث الارتفاع (تمامًا كما أن الأسطوانة 2 و3 على نفس الارتفاع، انظر الصورة أدناه). نظرًا لأن ترتيب الإطلاق هو 1-3-4-2 (تذكر مخطط العمل)، فهذا يعني أن الأسطوانة 4 في بداية شوط الطاقة. بعد الاسطوانة 4، يأتي دور الاسطوانة 2 ثم الاسطوانة 3.

الصورة أدناه توضح مكبس الاسطوانة 1 في BPD. العروات موجهة إلى الأسفل. لقد أغلقت صمامات السحب للتو وصمامات العادم على وشك الفتح. في تلك اللحظة يمكن تعديل صمامات الأسطوانة 4؛ الكاميرات هناك موجهة للأعلى.

يتم قياس خلوص الصمام بما يسمى "مقياس المحسس". يحتوي مقياس المحسس على أحجام مختلفة من الشرائط المعدنية، يبلغ سمك كل منها 0,05 ملم أكثر من الآخر. من خلال تحريك عدد من الشرائط بين عمود الكامات والصمام، يمكنك التحقق من مقدار التشغيل الموجود. يجب ألا يتم دفع الشريط المعني بسهولة؛ ومن ثم تكون خلوص الصمام أكبر من قيمة الشريط. إذا لم يكن الشريط مناسبًا أو كان ثقيلًا جدًا وعلق، فهذا يعني أن الشريط سميك جدًا. يمكن الشعور بالمقاومة عند تحريك الشريط بينهما.

ضبط خلوص الصمام باستخدام الحشوات:
يحدد سمك الرقائق، والتي تسمى أيضًا "الرقائق"، خلوص الصمام في هذه الحالة. في الصورة أدناه، يشار إلى الرقائق باللون الأحمر. من خلال استبدال الرقائق بأخرى أكثر سمكًا، ستنخفض خلوص الصمام. ومن ثم تكون هناك مساحة أقل بين عمود الحدبات والرقائق. يوجد أسفل الصورة شرح لكيفية ضبط خلوص الصمام. لضبط الصمامات، يجب أن تكون كامة الصمام المعني متجهة للأعلى، كما هو موضح في الشكل أدناه. عندما تكون الكاميرا ملتوية، يتم أخذ قياسات غير صحيحة. عند ضبط صمامات المحرك رباعي الأسطوانات يجب اتخاذ الإجراءات التالية:

  • تبديل الاسطوانة 1 = ضبط صمامات الاسطوانة 4.
  • تبديل الاسطوانة 2 = ضبط صمامات الاسطوانة 3.
  • تبديل الاسطوانة 3 = ضبط صمامات الاسطوانة 2.
  • تبديل الاسطوانة 4 = ضبط صمامات الاسطوانة 1.

على سبيل المثال، قد تكون قيمة المصنع لخلوص الصمام أعلاه 0,35 مم. لذلك يجب أن يكون هناك مسافة 0,35 مم بين الرفادة وعمود الكامات عند توجيه الكامة لأعلى. يمكن قياس المسافة بين الجزأين باستخدام مقياس المحسس. إذا مر الشريط 0,35 مم بسهولة شديدة دون الشعور بأي مقاومة، فهذا يعني أن المسافة بين الصمام وعمود الكامات أكبر من 0,35 مم. في هذه الحالة، يكون خلوص الصمام كبيرًا جدًا. إذا كان شريط قياس المحسس 0,45 مم لا يتناسب تقريبًا مع الحاجة إلى بذل الكثير من القوة لدفعه إلى الداخل، فهذا الشريط سميك جدًا. يتراوح اللعب الفعلي بعد ذلك بين 0,35 و0,45 ملم. لتكون على الجانب الآمن، يمكن وضع شريط 0,40 مم بينهما. إذا بدأ، ولكن يمكن تحريكه ذهابًا وإيابًا (قد تشعر بالمقاومة)، فيمكنك التأكد؛ يبلغ خلوص الصمام 0,40 مم بدلاً من 0,35 مم الموصوفة.

نظرًا لأن خلوص الصمام كبير جدًا، يجب تركيب رفادة أكثر سمكًا. غالبًا ما يتم ذكر الأحجام على الحشوات. في هذه الحالة، اقرأ قيمة الرقائق الرقيقة جدًا. وهذا هو، على سبيل المثال، 2,75 ملم.
خلوص الصمام كبير جدًا؛ يجب أن تكون الرقائق أكثر سمكًا بمقدار 0,05 مم من تلك التي تم تركيبها، أي 2,75 مم. عند تركيب رفادة (2,75 + 0,05) = 2,80 مم، يكون خلوص الصمام صحيحًا. في هذه الحالة، قم بتركيب الرقائقة مقاس 2,80 مم، وأدر العمود المرفقي دورتين حتى تهتز الصمامات الصحيحة مرة أخرى وتحقق من خلوص الصمام مرة أخرى.

غالبًا ما تكون هناك أدوات تفكيك خاصة لاستبدال الحشوات بسهولة. مثال على ذلك يمكن رؤيته في الصورة.

ضبط خلوص الصمام باستخدام غريب الأطوار القابل للتعديل:
النظام المستخدم بشكل متكرر هو غريب الأطوار القابل للتعديل. لا يمكن تدوير برغي الضبط إلا بعد فك صامولة القفل ربع دورة. عندما يتم إدارة برغي الضبط، فإن المسافة بين ساق الصمام والذراع المتأرجح ستزيد أو تقل على الفور. ومن خلال شد صامولة القفل، يتم قفل برغي الضبط مرة أخرى.

هنا أيضًا، يجب بالطبع أولاً ضبط صمامات الأسطوانة الصحيحة على التبديل! من خلال الشعور بين ساق الصمام والذراع المتأرجح باستخدام مقياس استشعار بالسمك الصحيح (أي نفس قيمة قيمة المصنع)، يمكن تحديد ما إذا كانت خلوص الصمام كبيرًا جدًا، أو صغيرًا جدًا، أو صحيحًا. من خلال تدوير برغي الضبط وتحريك مقياس الاستشعار بينهما باستمرار، يمكن العثور على الموضع الصحيح لبرغي الضبط حيث يكون خلوص الصمام صحيحًا. ثم أحكم ربط صامولة القفل ثم تأكد من أن الخلوص لا يزال كما هو. هناك احتمال كبير أن يتم تدوير برغي الضبط قليلاً عند ربط صامولة القفل ما لم يتم استخدام أداة خاصة محددة من قبل الشركة المصنعة.

تكنولوجيا الصمامات المتعددة:
يحتوي كل محرك رباعي الأشواط على صمام سحب واحد وصمام عادم واحد على الأقل. غالبًا ما تحتوي المحركات الأكثر قوة واقتصادية على صمامين للسحب وصمامين للعادم. تحتوي بعض الأنواع على صمامين مدخل وصمام عادم واحد، أو 1 صمامات مدخل وصمام عادم واحد.
هناك ميزتان رئيسيتان لاستخدام الصمامات المتعددة، وهما:

  • سيكون للصمامات قطر أصغر إلى حد ما، مما يؤدي إلى كتلة أقل (وزن أقل) لكل صمام. أكبر ميزة لهذا هو أن الصمامات لا تطفو عند سرعات المحرك العالية. تعني الصمامات العائمة أنه عندما يعمل المحرك بسرعة عالية (على سبيل المثال 5000 دورة في الدقيقة)، فإن الصمامات تفتح وتغلق بسرعة بحيث لا يكون لدى نوابض الصمام الوقت للضغط على الصمام المغلق. وبالتالي فإن الصمام لا يغلق بشكل كامل على مقعد الصمام. يمكن أن يؤدي ذلك إلى اصطدام المكبس بالصمام، أو ارتفاع درجة حرارة الصمام لأنه لم يعد قادرًا على نقل الحرارة إلى مقعد الصمام. تعمل الصمامات المتعددة على جعل الصمامات أخف وزنًا وتمنح نوابض الصمام وقتًا كافيًا لإغلاق الصمام.
  • تسمح الكتلة المنخفضة لكل صمام بإغلاق الصمامات بسرعة أكبر. وهذا يجعل من الممكن تطبيق توقيت الصمام المتغير، حيث يتم تغيير موضع عمود الكامات عند سرعة أو حمل معين للمحرك.

توقيت الصمام المتغير ورفع الصمام:
غالبًا ما تستخدم المحركات الحديثة توقيت الصمام المتغير. تستخدم بعض الشركات المصنعة للمحركات أيضًا رفع الصمام المتغير (بما في ذلك BMW). يتم وصف هذه الفصول بشكل منفصل على الصفحات: