فاعل، موضوع:
- عمومی
- میل بادامک بالای سر
- میل بادامک زیرین
- میل بادامک سریع
- همپوشانی سوپاپ
- زمان بندی متغیر سوپاپ و بالابر سوپاپ
- خفه کننده
جلبک:
میل بادامک بخش مهمی از موتور است. میل بادامک تضمین می کند که دریچه ها باز و بسته می شوند تا هوا به داخل و خارج سیلندر جریان یابد. میل بادامک طوری می چرخد که بادامک دریچه را در برابر نیروی فنر فنر سوپاپ باز می کند. فنر سوپاپ تضمین می کند که دریچه باز شده هنگامی که بادامک به چرخش ادامه می دهد بسته است.
میل بادامک در بالا یا پایین سر سیلندر یا در پایین بلوک موتور قرار دارد. میل بادامک توسط تسمه تایم، زنجیر یا چرخ دنده هدایت می شود. بیشتر در این مورد در فصل ببینید توزیع.
میل بادامک بالای سر:
میل بادامک بالای سر فقط امروزه استفاده می شود. سپس میل بادامک در سرسیلندر قرار می گیرد. مزیت موتورهای دارای میل بادامک بالای سر این است که می توانند سرعت های بالاتری را نسبت به موتورهای دارای میل بادامک زیرین تحمل کنند.
در تصویر سمت چپ می بینید که سوپاپ بسته است زیرا فنر سوپاپ فشار می دهد که سوپاپ بسته است و میل بادامک در جهت عقربه های ساعت می چرخد. در تصویر سمت راست، میل بادامک پیچ خورده است که باعث می شود بادامک دریچه را به سمت پایین فشار دهد. اکنون فنر فشرده شده و دریچه را به سمت پایین فشار می دهد. وقتی میل بادامک بیشتر بچرخد، فنر سوپاپ دوباره سوپاپ را به سمت بالا فشار می دهد. فنر سوپاپ تقریباً 20 کیلوگرم فشار متقابل وارد می کند.
سوپاپ های موتور چهار زمانه توسط 1 یا 2 میل بادامک باز می شوند. در نسخه با 1 میل بادامک، هر دو سوپاپ ورودی و خروجی را کار می کند.
در نسخه با 2 میل بادامک، یک میل بادامک سوپاپ(های) ورودی، و دیگری سوپاپ(های خروجی) اگزوز را کار می کند. 2 میل بادامک را می توان یکی پس از دیگری توسط تسمه تایم 1 به حرکت درآورد، اما سیستم هایی نیز وجود دارد که در آن یک میل بادامک دیگری را با استفاده از یک تسمه یا زنجیر جداگانه به حرکت در می آورد (تصاویر زیر را ببینید).
تصاویر زیر تنها نمونه هایی از ساخت تسمه تایم هستند. اصل با زنجیر زمان یکسان است.
تصویر بالا سمت چپ یک موتور مجهز به یک میل بادامک است. این هر دو سوپاپ ورودی و خروجی را کار می کند. این معمولاً در مورد موتورهای چهار سیلندر با 8 یا 12 سوپاپ (یعنی با 2 یا 3 سوپاپ در هر سیلندر) اعمال می شود.
تصویر وسط موتوری با میل بادامک دوتایی است که توسط دو تسمه تایم به حرکت در می آید. چرخ دنده میل بادامک (1) مستقیماً توسط میل لنگ با تسمه بزرگ هدایت می شود. در پشت قرقره دنده 1 یک چرخ دنده کوچک قرار دارد که تسمه عقب روی آن قرار دارد. این تسمه عقب (کوچک) چرخ دنده میل بادامک (2) را به حرکت در می آورد. کمربند کوچک نیاز به کشش جداگانه دارد. این معمولاً برای موتورهای چهار سیلندر با 16 سوپاپ یا بیشتر اعمال می شود. (بنابراین 4 یا بیشتر سوپاپ در هر سیلندر)
تصویر سمت راست موتور موتور سیکلت با دو میل بادامک است. میل بادامک ها هم توسط تسمه و هم با زنجیر به حرکت در می آیند. میل بادامک 1 توسط تسمه تایم هدایت می شود که توسط میل لنگ به حرکت در می آید. میل بادامک 2 توسط زنجیری که توسط میل بادامک 1 هدایت می شود هدایت می شود. این زنجیر با یک کشنده یا مکانیزم تنظیم در زیر پوشش سوپاپ نصب می شود. این معمولاً در مورد موتورهای چهار سیلندر با 16 سوپاپ یا بیشتر اعمال می شود. (چهار یا چند سوپاپ در هر سیلندر)
میل بادامک زیرین:
در گذشته موتورها مجهز به میل بادامک زیرین بودند. امروزه موتورهای خودروهای سواری فقط به میل بادامک بالای سر مجهز هستند. ساختار با میل بادامک زیرین در حال از بین رفتن است. عیب این ساختار این است که این موتورها نمی توانند سرعت های بالا را تحمل کنند زیرا جرم زیادی بین میل بادامک و سوپاپ وجود دارد. در سرعت های بالا، بازی بیش از حد اتفاق می افتد و دریچه دیگر در زمان های صحیح باز و بسته نمی شود.
میل لنگ با استفاده از یک زنجیر تایم یا تسمه کوچک به میل بادامک زیرین (تصویر زیر را ببینید). میل بادامک شیر و میله فشار سوپاپ را مستقیماً به سمت بالا فشار می دهد. سمت راست بازوی راکر به سمت بالا هل داده شده است. بازوی راکر دور محور بازوی چرخاننده "غلت می خورد" و سمت چپ را به سمت پایین فشار می دهد. این باعث می شود که سوپاپ در برابر نیروی فنر سوپاپ به سمت پایین حرکت کند. هنگامی که میل بادامک بیشتر می‌چرخد، فنر سوپاپ، سوپاپ را فشار می‌دهد و بازوی راکر به موقعیت اولیه خود باز می‌گردد.
میل بادامک سریع:
اگر بادامک بیضی‌تر و طولانی‌تر باشد، شیر برای مدت طولانی‌تری باز می‌ماند. سپس هوای بیشتری می تواند به داخل سیلندر جریان یابد. این منجر به افزایش سرمایه می شود. از این اصل، از جمله موارد دیگر، در تنظیم موتور استفاده می شود. به این میل بادامک سریع می گویند. اگر انتهای آن تیزتر باشد (بیشتر به شکل نقطه ای) دریچه سریعتر بسته می شود. همچنین باید کمی محدب باشد، در غیر این صورت سوپاپ با سرعت بسیار زیاد به صندلی باز می‌گردد و باعث سایش شدید صندلی‌های سوپاپ می‌شود. هنگام طراحی یک موتور، این نیز به دقت آزمایش می شود، به طوری که میل بادامک هایی نصب می شوند که از نظر قدرت، مصرف سوخت و مقادیر آلایندگی بهینه ترین باشند.
همپوشانی سوپاپ:
در هنگام همپوشانی سوپاپ، دریچه های ورودی و خروجی به طور همزمان باز می شوند. در پایان کورس اگزوز، زمانی که پیستون تقریباً در TDC است، سوپاپ ورودی قبل از بسته شدن دریچه اگزوز باز می شود. در این شرایط، سرعت خروج گازهای خروجی از محفظه احتراق به حدی زیاد است که هوای ورودی قبلاً توسط اثر خلاء به داخل کشیده می شود. پس از بسته شدن سوپاپ اگزوز و حرکت پیستون به ODP، دریچه ورودی کاملا باز می شود. بنابراین هوای ورودی فضای احتراق را پر می کند.
مزیت همپوشانی سوپاپ این است که سرعت هوای ورودی با باز شدن دریچه ورودی افزایش می یابد و در نتیجه درجه پر شدن بالاتری ایجاد می شود.
شکل وضعیتی را نشان می دهد که در آن سوپاپ ورودی (سمت چپ) و دریچه خروجی (سمت راست) به طور همزمان باز می شوند.
نمودار باز و بسته شدن دریچه های اگزوز و ورودی را نشان می دهد. با چرخش میل بادامک، سوپاپ اگزوز باز و دوباره بسته می شود (خطوط آبی). همپوشانی دریچه در وسط نمودار رخ می دهد. این با رنگ قرمز نشان داده شده است. شیر ورودی (با خطوط سبز نشان داده شده است) قبلاً در اینجا کمی باز شده است.
همپوشانی سوپاپ توسط شکل بادامک به دست می آید. در تصویر زیر می بینید که در میل بادامک بالایی بالاترین بادامک ها 114 درجه از هم فاصله دارند. در مرکز شکل، همپوشانی سوپاپ رخ می دهد زیرا انتهای بادامک ورودی و شروع بادامک اگزوز بالاتر از قسمت گرد میل بادامک است. این قسمتی است که دریچه های ورودی و خروجی به طور همزمان باز هستند.
هرچه لول ها به یکدیگر نزدیکتر باشند، همپوشانی بیشتری ایجاد می شود. این را می توان در تفاوت بین میل بادامک بالایی و پایینی مشاهده کرد که بادامک های میل بادامک پایینی 108 درجه از هم فاصله دارند.
بنابراین همپوشانی سوپاپ همیشه رخ می دهد و به دلیل شکل ثابت بادامک روی میل بادامک نمی توان آن را تغییر داد. میزان همپوشانی سوپاپ توسط سازنده موتور تعیین می شود.
زمان بندی متغیر سوپاپ و بالابر سوپاپ:
قدرت موتور تا حد زیادی به میل بادامک بستگی دارد. اگر بادامک های بلند و بیضی شکل داشته باشد، دریچه ها مدت بیشتری باز می مانند. این بدان معنی است که هوای بیشتری می تواند وارد موتور شود و از آن خارج شود که قدرت بیشتری تولید می کند. اگر بادامک‌ها کوتاه‌تر و نوک‌تر باشند، شیر کمتر باز می‌شود و زودتر بسته می‌شود و اجازه ورود و خروج هوای کمتری را می‌دهد، بنابراین انرژی کمتری نیز تولید می‌کند. مزیت این است که این می تواند مصرف سوخت را کاهش دهد.
سرعت موتور کم با بار کم نیاز به:
- دریچه های ورودی دیر باز می شوند و زود بسته می شوند.
- دریچه های اگزوز دیر باز می شوند و زود بسته می شوند.
سرعت موتور بالا با بار زیاد نیاز به:
- دریچه های ورودی را زود باز کنید و دیر ببندید.
- دریچه های اگزوز را زود باز کنید و دیر ببندید.
خودروسازان همیشه به دنبال یک راه میانه هستند. زمان بندی متغیر سوپاپ، میل بادامک را در موقعیت مورد نیاز در سرعتی که موتور در آن کار می کند، تنظیم می کند. بالابر متغیر سوپاپ نیز تکنیکی برای به دست آوردن مزایای مختلف با تغییر فاصله باز شدن شیر است.
در زمان بندی متغیر سوپاپ میل بادامک را نسبت به چرخ دنده قابل تنظیم میل بادامک می چرخاند (تصویر را ببینید). با این سیستم می توان ترتیب داد که شیرها زودتر یا دیرتر باز شوند، اما نمی توان ترتیب داد که شیرها برای مدت طولانی تری باز بمانند. اگر سوپاپ زودتر باز شود، زودتر نیز بسته می شود، زیرا شکل میل بادامک ثابت می ماند. در صفحه زمان بندی متغیر سوپاپ توضیحات بیشتری در این مورد داده خواهد شد.
بالابر متغیر سوپاپ تکنیکی است که تضمین می کند که ارتفاع بالابر دریچه قابل تنظیم است. این کار میزان باز شدن شیر را کنترل می کند. این هم برای مصرف سوخت و هم برای قدرت موتور مفید است. تصویر زیر نمونه ای از این موضوع است. این Valvetronic BMW است.
بالابر متغیر سوپاپ فقط روی میل بادامک ورودی اعمال می شود. چندین تکنیک وجود دارد که توسط تولید کنندگان مختلف استفاده می شود. در صفحه بالابر متغیر سوپاپ تکنیک های مختلف به تفصیل شرح داده شده است.
روغن کاری:
میل بادامک مانند سایر اجزای متحرک موتور باید روغن کاری شود. روغن میل بادامک در مکان های مناسب از طریق لوله های دارای سوراخ یا نازل تامین می شود. عملکرد کل سیستم روغن کاری در صفحه توضیح داده شده است سیستم روغن کاری.
