طراحي و انتخاب مواد كاسه نمدهاي ساق‌سوپاپ1

[EN-EZEL 13039]

نويسنده : حسن كماني

كاسه نمدهاي ساق­سوپاپ، اجزايي هستند كه هميشه هنگام بازسازي مجدد موتور، تعويض مي‌شوند. سوال اين است كه آيا درحد شايسته به اين قطعه توجه مي­شود؟ كاسه نمدهاي ساق سوپاپ، نقش حياتي در كنترل روغنكاري سوپاپ­ها دارند و نقش جذب روغن را نيزبخوبي ايفا مي­كنند. اگراين نوع كاسه نمدها به طور مناسب درجاي خود قرارنگيرند يا به طور صحيح نصب نشوند، گايدهاي سوپاپ، نياز شديدي به روغنكاري پيدا مي­كنند و يا لبريز از روغن مي­شوند. درهرحال، موتورمشكل پيدا كرده و شما يك مشتري ناراضي و احتمالا با ادعاي خسارت بالا خواهيد داشت.

طول عمر كاسه نمد، مسئله ديگري است كه بايد هنگام انتخاب جايگزيني آن درنظر گرفته شود. موادي كه كاسه نمدها ازآن ساخته مي­شوند، بايد توانايي مقاومت در برابر شرايط كاري سخت داخل موتور به مدت زمان طولاني و نه فقط درمدت گارانتي را دارا باشند. برخي ازاين نوع مواد، بيشترازمواد ديگر عمرمي‌كنند كه اين مسئله در قيمت آنها تاثيرگذاراست.

دماهاي بالاي عملكردي باعث مي­شوند مواد با كيفيت پايين همچون "نيتريل"، سخت شده و در طولاني مدت ترد و شكننده شوند. اين مسئله به ترك، از دست رفتن كنترل روغن و خرابي كاسه نمدها منتهي مي­شود. وقتي كاسه نمد ساق سوپاپ توانايي خود را براي كنترل مقدار روغن ورودي به گايد سوپاپ از دست مي­دهد، انواع مشكلات كيفي را به وجود مي­آورد.

رسوب شمع موتوروقتي ايجاد مي­شود كه خاكستر روغن روي الكترودهاي آن ايجاد شود. انباشتگي زياد و رسوب­هاي كربني روغن­ها در پشت سوپاپ­هاي هوا نيز ممكن است موجب بروز مشكلات عملكردي در بعضي ازموتورهاي انژكتوري شود. با ايجاد رسوبات كربني در محفظه احتراق، تراكم تا حدي افزايش مي­يابد كه ازاحتراق كامل موتورجلوگيري شده و يا اينكه احتراق قبل از موعد مورد نظررخ مي­دهد.

افزايش روغن­سوزي به علت استفاده ازكاسه نمد ساق­سوپاپ فرسوده يا نشتي­داربه افزايش انتشار هيدروكربن(HC) در قسمت خروجي منجرشده و باعث مي­شود وسيله نقليه نتواند تست انتشاربخارات خروجي را با موفقيت طي كند. اشتعال روغن مي­تواند به كاتاليست كانورتورنيزآسيب برساند، چون فسفر روغن موتور، كاتاليست را آلوده مي­كند. اگرروغن در شمع­ها رسوب توليد كند، احتراق ناقص باعث انتشار HC به هنگام عبورسوخت مشتعل نشده از قسمت خروجي مي­شود كه اين مسئله باعث آسيب رسيدن به كاتاليست­ها خواهد شد زيرا سوخت مصرف نشده در قسمت­هاي خروجي، دماي عملكردي كاتاليست كانورتور را بالا مي‌برد.

بقاياي كاسه نمد درحال تخريب، مسئله ديگري است كه مي­تواند مشكلات عديده­اي در موتور ايجاد كند. اجزاي كاسه نمد، ممكن است مسير روغن را مسدود كنند ويا درسيلندرموتور، جمع شده و از آنجا وارد كارتر روغن شده و مانعي ايجاد كنند كه فشارروغن را از بين برده و باعث بروز مشكلات عديده بعدي درموتورخودرو شود.

 

تنوع مواد كاسه نمدهاي ساق­سوپاپ

بسته به كاربرد و طراحي كاسه نمد ساق­سوپاپ، ماده مورد استفاده مي­تواند نيتريل، پلي اكريلات، سيليكون، فلوئوروالاستومر2 (وايتون)3، نايلون يا تفلون باشد.

نيتريل يكي ازارزانترين موادي است كه سال­ها براي ساخت نمدهاي چتري4 يا حلقوي5 براي موتورهاي با طراحي قديمي استفاده است. محدوده عملكردي نيتريل بين دماهاي 40- تا 250 درجه فارنهايت است. اين ماده مي­تواند تا دماي عملكردي300 درجه فارنهايت نيزمقاومت كند كه معمولا براي كاسه نمدهاي ساق سوپاپ هوا، به اندازه كافي مناسب است، ولي براي كاسه نمدهاي ساق سوپاپ دود، مناسب نيست.

بالاتر از نيتريل، پلي اكريلات قرار دارد. پلي اكريلات دو برابر نيتريل قيمت دارد، ولي داراي محدوده عملكردي بين دماهاي 30- تا 350 درجه فارنهايت است. اين نوع ماده براي كاسه نمدهاي چتري مناسبتر از نيتريل است. اين ماده براي كاسه نمدهاي مثبت6 (ثابت) نيز كاربرد دارد. برخي موتورهاي قديمي‌ترداراي كاسه نمدهاي مثبت نايلوني هستند. نايلون ماده‌اي با دماي كاركرد 40- تا 300 درجه فارنهايت است. نايلون نسبت به روغن نفوذناپذيرتر است ولي ممكن است براثر بالا رفتن دماي موتور، ذوب شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شكل1: موقعيت قرارگيري كاسه نمد ساق سوپاپ درسرسيلندر

 

 

يك ماده مناسب براي كاسه نمد ساق سوپاپ با كيفيت بالاتر، سيليكون است كه دامنه عملكردي آن از 60- تا 400 درجه فارنهايت است. بسته به نوع گريد آن، برخي كاسه نمدهاي سيليكوني مي­توانند در دماي 330 درجه فارنهايت به طور پيوسته كاركنند و تا 400 درجه فارنهايت نيز قابل استفاده باشند، در حالي كه بقيه گريدهاي آن مي­توانند دردماي 375 درجه فارنهايت كاركنند و دماهاي بين 450 و 500 درجه فارنهايت را نيز تحمل ميكنند، بدون اينكه آسيب ببينند. سيليكون ماده­اي مقاوم دربرابردماي بالاست، ولي چهار تا پنج برابر نيتريل قيمت دارد.

دراواسط دهه 1980، كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت ساخته شده از مواد فلوئور و الاستومر (FKM و وايتون) در موتورهاي داخلي و وارداتي مشاهده شدند. كاسه نمدهاي ساق سوپاپ ساخته شده از مواد فلوئورالاستومر تقريبا 12 برابر نيتريل قيمت دارند، ولي داراي دامنه عملكردي بين دماهاي 5- تا 450درجه فارنهايت هستند كه همين خاصيت، آنها را به يكي از بهترين كاسه‌نمدهاي قابل دسترس تبديل كرده است. وايتون­ها مثل نيتريل­ها داراي قابليت ‌انعطاف خوبي هستند و مي­توانند لنگي بين ساق سوپاپ و گايد سوپاپ­ها را بگيرند. همچنين اين ماده نسبت به سيليكون عمر طولاني­تري دارد. وايتون­ها درمقايسه با ديگرمواد مناسب براي نمدهاي ساق سوپاپ نيز مقاومتر هستند كه همين دليل آنها را به انتخاب مناسب ازنظر طول عمر تبديل كرده است.

بالاترين گريد مواد مورد استفاده در ساخت كاسه‌نمدهاي ساق سوپاپ مثبت، تفلون با دامنه عملكردي بين دماهاي 5- تا 600 درجه فارنهايت است. تفلون هم مثل نايلون ماده­اي سخت است كه نمي­تواند بخوبي سايرمواد قابل انعطاف، جلوي لنگي بين ساق سوپاپ و گايد سوپاپ را بگيرد. همچنين تفلون ماده­اي گران‌قيمت بوده و قيمت آن 20 تا 25 برابر نيتريل است.

 

شناسايي مواد

اين نكته حائز اهميت است كه بدانيم كاسه نمد ساق سوپاپ را از چه نوع موادي ساخته­اند تا بتوانيم هنگام بازسازي موتور، آن را با همان مواد يا با مواد مرغوبترازآن جايگزين كنيم. اگر كاسه نمدهاي اوريجينال به طور كامل تخريب شده باشند، مي­بايستي آنها را با مواد مرغوبتر جايگزين كرد. حتي مي­توان نوع آن را براساس مواد قابل دسترس براي كاسه نمدهاي موتور انتخاب كرد. انتخاب مواد بهتر از نيتريل مثلا پلي اكريلات، سيليكون يا وايتون، موجب دوام و طول عمر بيشتر كاسه نمدها مي­شود.

 

انتخاب و شناسايي مواد كاسه نمدها

چگونه مي­توان مواد كاسه نمدهاي ساق سوپاپ را از يكديگر تشخيص داد؟ تنها رنگ راهنماي دقيق و كاملي نيست، چون يك ماده ممكن است درچند رنگ وجود داشته باشد. كاسه نمدهاي نيتريلي ممكن است سياه رنگ، سبز يا آبي رنگ باشند. پلي اكريلات معمولا سياه رنگ است در حاليكه وايتون مي تواند قهوه اي، نارنجي يا سياه رنگ باشد. نايلون­ها ظاهر نيمه براقي دارند و تفلون سفيد و سيليكون نيز معمولا سياه رنگ است.

كاسه نمدهاي جايگزين حتي با برداشتن مواد يكسان ممكن است مثل كاسه نمدهاي اصلي (فابريك) يكرنگ نباشند، در حالي كه كاسه نمدهاي ديگر ممكن است همرنگ باشند، اما همجنس نباشند. اطلاعات تشخيص رنگ در خدمات پس از فروش غيرموثق است. در نظر گرفتن رنگ مواد به كار رفته در ساخت كاسه نمدها، به تنهايي روش خوبي براي تعيين نوع ماده كاسه نمدهاي ساق سوپاپ نيست.

همچنين، در ساخت كاسه نمدهاي برخي موتورها ممكن است از دو نوع مواد متفاوت استفاده شده باشد.دراين صورت كه رنگ، كاسه نمد گايد­هاي سوپاپ هوا و دود را مشخص مي­كند. بديهي است مواد با دماي عملكردي بالاتر مورد استفاده سوپاپ­هاي دود قرار مي­گيرد. در اين نوع كاربرد، كاسه­‌نمدهاي سياه رنگ (پلي اكريلات) بر روي سوپاپ­هاي هوا و كاسه نمدهاي قهوه­اي رنگ (وايتون) بر روي سوپاپ­هاي دود به كار مي­روند. راه حل تشخيص ماده ناشناخته كاسه نمدها، تست سوختن آنها است:

- نيتريل به آساني مي­سوزد و دود غليظ سياهرنگي توليد مي­كند كه بويي شبيه لاستيك سوخته دارد.

- پلي اكريلات هم به آساني مي­سوزد و دود سياه كم غلظت­تري توليد مي­كند كه بويي شبيه به لاستيك سوخته مي­دهد.

- سيليكون هنگام سوختن سفيد رنگ مي‌شود كه رنگ اوليه كاسه نمد هر چه باشد فرقي نمي­كند و دودي توليد مي­شود كه فاقد بو بوده و رنگ ملايمي دارد.

- كاسه نمدهاي وايتون/فلوئورالاستومر به سختي مي­سوزند و دود سفيد رنگ بي­بويي توليد مي­كنند. رنگ كاسه نمد يا يكسان مي­ماند و يا سياه مي­شود.

 

انتخاب صحيح كاسه نمدها

اكثرتامين كنندگان خدمات پس ازفروش كاسه نمدهاي ساق سوپاپ، از همان نوع ماده كاسه نمد استفاده مي­كنند كه سازنده موتوراوليه توصيه كرده است. زيرا بسياري از اين تامين‌كنندگان، ترجيح مي­دهند كاسه نمدهاي خود را مستقيما ازعرضه كنندگان OEMا7 تامين كنند تا خودشان آن را بسازند. ديگر تامين كنندگان كه برخي كاسه نمدهاي خود را مي­سازند، ممكن است از همان ماده يا ماده­اي مرغوبتراستفاده كنند.برخي تامين كنندگان، نيتريل را با سيليكون يا وايتون جايگزين مي­كنند تا طول عمر و كاربرد در دما را بالا ببرند. برخي ديگر نيز به دنبال تامين كاسه نمدهاي ارزان قيمت­تري از مواد با كيفيت درجه پايين­تر همچون نيتريل هستند.

نوع ماده نمد ساق سوپاپ مناسب براي هرموتور، بستگي به طرح موتور و نوع كاسه‌نمد OEM، دماي كاري نرمال موتور، طرز استفاده از موتور، تناسب كاربردOEM با موتور و طول عمر كاسه نمد دارد.

 

 

 

 

 

شكل2: انواع كاسه نمدهاي ساق سوپاپ

 

 

ماده كاسه نمد با درجه كيفي پايين­تر نظيرنيتريل در موتورهاي ارزان­قيمت و راندن هرروزه مناسب است ولي براي كاربردهاي سنگين‏‏تر مناسب و كافي نيست. اگر كاسه‌نمدهاي اوليه نيتريل باشند، بايد آنها را با پلي اكريلات يا سيليكون جايگزين كرد. همچنين انتخاب سيليكون براي كاسه‌نمدهاي چتري و انتخاب وايتون براي كاسه‌نمدهاي مثبت توصيه مي­شود.

 

طراحي كاسه نمد

كاسه نمدهاي ساق سوپاپ به دو نوع اصلي يافت مي­شوند: كاسه‌نمدهاي چتري و كاسه‌نمدهاي مثبت.

 

كاسه نمدهاي چتري

كاسه نمدهاي چتري يا حلقوي كه اورينگ­ها نيز دسته­اي از آنها تلقي مي­شوند، در موتورهاي قديمي ميل تايپيتي بر روي ساق سوپاپ مونتاژ مي­شدند كه به هنگام باز و بسته شدن سوپاپ، بر روي ساق سوپاپ­ها بالا و پايين مي­روند. اين نوع كاسه نمدها، مقدار روغن دريافت شده توسط گايد سوپاپ را كنترل مي­كنند.

يك اورينگ نيز همين كار را به همين نحو انجام مي­دهد تا مانع پايين ريختن روغن از ساق سوپاپ به گايد سوپاپ شود.

كاسه نمدهاي چتري، داراي طراحي ساده و موثري هستند و مونتاژ آنها آسان است، ولي نمي­توانند كنترل روغن را به خوبي كاسه نمدهاي مثبت (ثابت) انجام دهند.

شكل 3: كاسه نمد ساق سوپاپ چتري در كنار قطعات جانبي آن

كاسه نمدهاي مثبت

كاسه نمدهاي مثبت برروي جديدترين مدل موتورها به كارمي­روند زيرا هم نشتي روغن را كنترل مي­كنند و هم خود روغن را. كاسه نمد ساق سوپاپ مثبت، آب­بندي محكم­تري ايجاد مي­كنند كه مقدار روغن ورودي به گايدها را كاهش مي­دهد. اين مسئله باعث كاهش مصرف روغن و انتشار هيدروكربن مي­شود.

كاسه نمد مثبت در اغلب موتورهاي 8OHC مورد نيازاست تا مانع ورود روغن به گايدها شود زيرا كاسه نمد ساق سوپاپ چتري نمي­تواند مقدار روغن موجود در اكثر سرسيلندرهاي از نوع OHC را كنترل كند. برخلاف كاسه‌نمد ساق سوپاپ چتري، در حالي كه ساق سوپاپ بالا وپايين مي­رود، كاسه نمد ساق سوپاپ مثبت، نمي­تواند حركت كند. اين نوع كاسه‌نمدها در انتهاي قطعه گايد سوپاپ پرس شده و روغن را از روي آن پاك مي­كند. اين نوع كاسه نمد دقيقا با ساق سوپاپ تماس مستقيم ندارد، اما روي يك فيلم (ورقه) نازك روغن سوارمي­شود كه نقش كاسه نمد هيدروديناميكي را بازي مي­كند. اين نكته باعث شده كه مقدار كمي روغن از كاسه نمد رد شده و گايد سوپاپ را روغنكاري كند. به همين دليل، مونتاژ دقيق كاسه نمد ساق سوپاپ مثبت، كاري بسيار مهم است تا تنظيم روغن بخوبي انجام پذيرد.

شكل4: كاسه نمد اورينگي در كنار سوپاپ

اگر كاسه نمد ساق سوپاپ مثبت در اطراف ساق سوپاپ شل باشد، روغن زيادي از آن مي­گذرد و وارد گايد سوپاپ مي­شود و مصرف روغن همراه با تمامي مشكلات مربوط به ورود روغن زياد به محفظه احتراق، افزايش مي­يابد. اگر كاسه نمد مثبت خيلي محكم به ساق سوپاپ بچسبد، كاسه نمد هيدروديناميكي ممكن است ضايع شود و فيلم روغن اطراف ساق سوپاپ نيزازبين برود. اين مسئله باعث شده گايد سوپاپ نياز شديدي به روغنكاري پيدا كرده و باعث افزايش سايش بين ساق سوپاپ و گايد سوپاپ (همچنين سايش كاسه نمد ساق سوپاپ) شود. همچنين، اين مسئله ممكن است باعث گرم شدن بيش از حد ساق سوپاپ، پوسته پوسته شدن و گيرپاژ آن شود.

لقي دقيق در طراحي لبه كاسه نمد و فنر اطراف منطقه گلويي كاسه نمد، نقش زيادي در توانايي كاسه نمدها در اجراي وظايف آنها دارد. سيم يا فنر اطراف منطقه گلويي كاسه نمد به حمايت از كاسه نمد كمك مي­كند تا بتواند با ساق سوپاپ انطباق داشته باشد. تفاوت­هاي طراحي دراينجا و در طراحي لبه كاسه نمدها معين مي كنند كه كاسه نمد تا چه حد مي‌تواند تغيير درانحراف قطر ساق سوپاپ را كنترل كند.

شكل5: كاسه نمد ساق سوپاپ مثبت

 

اكثر كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت، نمي­توانند بيش از 500/0ااينچ اختلاف اندازه در قطرساق سوپاپ را تحمل كنند. اگر سوپاپ­هاي جديدي را با قطرهاي اورسايز9 مونتاژ كنيد، به كاسه نمدهاي جايگزين با قطر داخلي بزرگتر نياز خواهيد داشت. اگر از همان سوپاپ­ها پس ازسنگزني ساق آنها استفاده مي­كنيد، به كاسه نمدهاي جايگزين با قطر داخلي كوچكتر نياز خواهيد داشت. حتي در اين صورت، بعضي از كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت موجود در خدمات پس از فروش طوري طراحي شده‌اند كه مي­توانند ساق‌هاي سوپاپ كوچكتر از اندازه 500/0 تا بزرگتر از 015/0 اينچ را نيز پوشش دهند.

خراش لبه كاسه نمد مثبت، هنگامي رخ مي­دهد كه سوپاپ هاي خارج از اندازه با كاسه نمدهاي استاندارد به كار گرفته شوند. صدمه لبه كاسه نمد در صورتي اتفاق مي­افتد كه ساق سوپاپ­ها سائيده شده و صافي سطح آنها بيش ازاندازه خشن باشد. يكي از متداولترين دلايل آسيب لبه كاسه نمدها، عدم روغنكاري صحيح كاسه نمدها و ساق سوپاپ­ها به هنگام مونتاژ موتور است.

برخي انواع روغنكاري­ها همواره بايد با كاسه نمدهاي مثبت به كار روند. قطر داخلي كاسه نمد ساق سوپاپ بايد هنگام مونتاژ و با استفاده از مهره و ماسوره در انتهاي سوپاپ محافظت شود. لبه تيز اطراف نيم خارهاي نگهدارنده سوپاپ ممكن است كاسه نمد مثبت را پاره كند. بنابراين، رعايت برخي انواع مراقبت­ها در طول مونتاژ ضروري به نظر مي‌رسد.

نكته ديگري كه درمورد كاسه نمدهاي مثبت بايد در نظر گرفته شود، هم محوري آنهاست. پوسته فلزي نوع كاسه نمد ساق سوپاپ كه در برخي موتورهاي ژاپني OHC به كار مي‌روند، از طريق استوانه­اي نگهداشتن آنها به ساق سوپاپ حمايت مطلوبي را از كاسه نمدهاي مذكور پديد مي‌آورند.

به هر حال، اين نوع كاسه نمدها ازديگرانواع كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت، مقاومتر هستند (اين امر در خصوص كاسه نمدهاي مثبت تفلوني نيز صادق است). در نتيجه به منظوراستفاده مناسب ازكاسه نمد ساق سوپاپ، قطر خارجي گايد سوپاپ بايد با قطر داخلي آن هم محور باشد. دراكثر مواقع، انحراف از هم‌محوري10 نبايد از 0.010 اينچ بيشتر باشد. انحراف بيشتر ازاين مقدار مي­تواند شكل لبه كاسه نمد را تغييرداده و ازآب‌بندي مناسب آن جلوگيري كند. نتيجه اين حالت افزايش روغن­سوزي و پوشش نامناسب كاسه نمد است. اجتناب از بروز مشكلات ناشي ازعدم هم محوري، معمولا توسط رعايت هم محوري قطر داخلي گايد سوپاپ با قطر خارجي آن به هنگام ماشينكاري آنها در سرسيلندر امكان‌پذير است.

 

تعويض كاسه نمد ساق سوپاپ با همنوع خودش

اكثر سازندگان كاسه نمد ساق سوپاپ معتقدند كه تعميركاران بايد از طرح كاسه نمد ساق سوپاپ اوليه مورد استفاده درمونتاژموتوراستفاده كنند. به بياني ديگر، آنها بايد كاسه نمدهاي ساق سوپاپ چتري را با كاسه نمدهاي ساق سوپاپ چتري و كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت را با كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت تعويض كنند. موتورهاي ميل تايپيتي قديمي معمولا داراي اورينگ يا كاسه نمد ساق سوپاپ چتري هستند. بنابراين، دراكثر موارد براي اين نوع موتورها، جايگزيني هرنوع كاسه نمد با همان نوع كاسه نمد، همان مقدار كنترل روغن و روانكاري را فراهم مي­سازد.

كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت در اكثر مدل­هاي جديد و موتورهاي OHC، به منظور كاهش روغن سوزي مورد استفاده قرار مي­گيرند. كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت در اكثر موتورهاي OHC كاربرد دارند. زيرا كاسه نمدهاي ساق سوپاپ چتري نمي­توانند حجم روغن‌هاي جاري شده در سرسيلندر اين نوع موتورها را كنترل كنند.

شكل6: كاسه نمد ساق سوپاپ دريك موتور

 

با اين حال، برخي تعميركاران هميشه كاسه نمدها را با انواع مشابه آنها تعويض نمي­كنند كه دليل آن بسته به نوع كاربرد آنها متفاوت است. در برخي موتورها، تعميركار ممكن است كاسه نمد ساق سوپاپ چتري اوريجينال را با كاسه نمد ساق سوپاپ مثبت جايگزين كند تا كنترل روغن بهتر شود. برخي تعميركاران، كاسه نمدهاي ساق سوپاپ مثبت را در موتورهاي ميل تايپيتي با كاسه نمدهاي ساق سوپاپ چتري تعويض مي­كنند تا درهزينه نصب و تعمير آن صرفه­جويي شده و كارمونتاژ ساده­ترانجام شود.

 

تاثير دما بركاسه نمدهاي ساق سوپاپ

دما، بدترين دشمن موتوراست و مي­تواند كاسه نمد ساق سوپاپ راهمچون ديگر قطعات موتور، دچار آسيب كند. تعجب آورنيست كه دماي شديد، علت متداول خرابي­هاي موتور و ادعاي گارانتي است. متداولترين دليل دماي شديد، فقدان سيستم خنك كننده مناسب بوده كه علت آن نقص رادياتور يا لوله بخاري و يا رادياتور نشتي داراست. موتور، درصورت بسته شدن ترموستات، به شدت گرم مي­شود، اما گرم شدن بيش ازحد موتوردرصورتي روي مي­دهد كه سيستم خنك كاري پس ازمونتاژموتورتعميرشده يا هنگام تعويض سيستم خنك كاري آن به طور مناسب پرنشده باشد.

يك موتوردر صورت بروزانسداد در رادياتور، ازكارافتادن سيستم خنك كننده، بروزمانعي درسيستم اگزوز، نامناسب بودن زمان بندي احتراق و يا عدم اختلاط مناسب سوخت، بشدت داغ مي­شود. صرفنظرازاينكه چه عاملي باعث بروز گرماي شديد موتورمي­شود، دراغلب مواقع اثبات دماي شديد درآسيب رسيدن به موتور، دشوار به نظر مي­رسد.

علائم دماي شديد ممكن است شامل تبخير و سايش پيستون، ساق‌هاي متورم سوپاپ، گيت­هاي سوپاپ آسيب ديده، تاب برداشتن و يا يك سرسيلندر ترك آن باشد. اين شرايط مي­توانند ناشي از تلرانس‏هاي ناصحيح مونتاژ يا فقدان روغنكاري مناسب باشند.

 

پانوشت‌ها:

1 . valve stem seal

2 . fluorocarbon rubber

3 . viton

4 . umbrella seal

5 . deflector seal

6 . positive seal

7 . original equipment manufacture

8 . over head cam

9 . oversize

10 . run out

منبع:

Larry Carley-"Valve Stem Seals Materials/Designs",Automotive Rebuilder,July 1998.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

بهبود کارکرد موتور‏هاي درون‌سوز چهار زمانه

نويسنده : حميد ميرعلاء

با اختراع موتور بخار که به وقوع انقلاب صنعتي اروپا انجاميد و پس از آن موتورهاي درون سوز و توسعه و تنوع کاربردي آنها، متخصصان و دانشمندان، همواره کوشيده‏اند تا با افزايش کارايي، بخشي از خسارات سنگيني را که آلايندگي حاصل از اين سيستم ها به طبيعت وارد خواهد كرد جبران کنند و برخورد با بحران پايان يافتن ذخاير سوخت فسيلي را مدت زماني نه‏چندان دراز به تعويق اندازند.

گذشته از طرح‏هايي که در جهت حذف موتورهاي با سوخت فسيلي ارائه شده‏اند، طرح‏ها و ايده‏هاي بسياري براي افزايش کارايي و بازدهي موتورها، افزايش کيفيت قطعات (ورود علم متالوژي) و نوع سوخت (پتروشيمي)، کيفيت طراحي مهندسي (علم مکانيک)، حضور صنعت رايانه در مرحله طراحي قطعات و مديريت عملکرد موتور و اعمال استانداردهاي جهاني که تعريف مشخصي از کيفيت موتورهاي درون‏سوز را ارائه داده‏اند، اجرا شده‏اند و باعث ارتباط و انسجام انکارناپذير صنعت خودرو با ديگر صنايع پايه‏اي و مادر شده‏اند.

اين طرح، بيان نوآوري به منظور بهبود کارکرد موتورهاي درون‌سوز چهار زمانه با تغيير در نحوه کار سوپاپ‏ها مي‏باشد. اين بهينه‏سازي به شکل تغيير در ميزان باز و بسته شدن سوپاپ‏ها در شرايط متفاوت کارکرد موتور، در دورهاي پايين و بالا در اين پروژه، انجام شده است. به همين دليل از اين طرح با عنوان VOV ياد شده است. VOV، حروف اول سه کلمه انگليسي variable opening valve و به معني سوپاپي (دريچه‏اي) است که ميزان باز و بسته‏شدن آن متغير است. اين طرح باعث سرعت و سهولت بخشي به‏کار پيستون‏ها هنگام مکش سوخت و هوا و تخليه دود شده و در نتيجه تاثيري چشم‏گير، برقدرت و شتاب موتور بويژه در دورهاي بالا مي‏گذارد.

همچنين حجم زيادي از قطعات به کار رفته در سيستم‏هاي ديگري که براي رفع اين نقيصه (گرفته شدن مقداري از انرژي پيستون و در نتيجه ميل‌لنگ و در نهايت موتور به هنگام انجام مراحل مکش و تخليه به‏خصوص در دورهاي بالا) طراحي شده‏اند را کاهش داده و برکارايي آنها افزوده است.

 

نگاهي گذرا به سيستم vov و مشکلات و کاستي‏هاي سيستم کنوني

هنگامي که راننده پاي خود را بر روي پدال گاز مي‏فشارد، با چرخش پولک دريچه گاز و بازشدن آن، تعداد دورهاي موتور بر دقيقه افزايش مي‏يابد. اين سيستم با افزايش دور موتور، سوپاپ‏ها را بيشتر مي‏فشارد (فنر سوپاپ‏ها را جمع‏تر مي‏کند) تا با بازتر شدن دريچه‏ها، عمل مکش و تخليه در موتور توسط پيستون‏ها سريع‏تر انجام شود. زيرا هنگامي که موتور با دور بيشتري مي‏چرخد پيستون‏ها عمل مکش و تخليه را در مدت زمان کمتري انجام مي‏دهند و اگر دريچه‏ها و سوپاپ‏ها به گونه‏اي باشند که پيستون در مدت زمان مشخص نتواند مخلوط هوا و سوخت را به سيلندر بکشد يا دود را از آن خارج کند، به ناچار آن را در دوره‏ زماني طولاني‏تري انجام مي‏دهد و چون پيستون براي انجام مراحلي که کار مکانيکي انجام نمي‏دهد، (يعني مراحلي که در موتور انرژي شيميايي به انرژي مکانيکي تبديل نمي‏شود که عبارتند از: مکش، تراکم و تخليه) انرژي و نيروي مورد نياز خود را از راه ميل لنگ از سيلندرهاي (پيستون‏هاي) ديگر مي‏گيرد، شتاب و قدرت موتور کاسته خواهد شد.

سيستم فعلي موجود براي رفع مشکل ياد شده به اين صورت است که در آن به جاي آن که در سرسيلندر، براي هر سيلندر يک دريچه تنفس (براي ورود هوا و سوخت) و يک دريچه دود (براي خروج دود و گازهاي حاصل از احتراق سوخت) وجود داشته باشد (مانند موتورهاي پيکان، پژو مدل GLX و... شكل 1) دو دريچه تنفس و دو دريچه دود (موتور پژو پارس مدل ELX. شكل2) يا دو دريچه تنفس و يك دريچه دود (موتور هيونداي، مدل ورنا. شكل3) و يا سه دريچه تنفس و دو دريچه ي دود (سيستم معمولا در موتور خودروهاي سوپر اسپرت به كار گرفته مي‏شود) وجود دارد. شكل4. هرچند اين سيستم، مشكل را تا اندازه‏اي زياد حل مي‏كند و با ايجاد فضاي كافي در دريچه‏ها از طريق تعدد آنها كار پيستون را براي مكش و تخليه آسان‏تر ساخته است، اما معايبي نيز دارد كه عبارتند از:

1. افزايش سايش و اصطكاك به دليل ازدياد قطعات موتور (افزايش سوپاپ‏ها، فنر سوپاپ و درمواردي تعداد ميل بادامك‏ها و اسبك‏ها)

2. فرسودگي زودرس به دليل افزايش اصطكاك و ايجاد حفره‏ها (سيت‏ها، نشيمنگاه‏ها) يا دريچه و افزايش احتمال خطا، نشتي و آب‌بندي سوپاپ‏ها.

3. پيچيدگي سرسيلندر و مشكلاتي كه اين پيچيدگي در تعميرات موتور و روان‌سازي (روغن‌كاري) قطعات ايجاد مي‏كند.

شكل 1

شكل 2

شكل 3

شكل 4

تعدد سوپاپ‏ها باعث افزايش متعلقات سوپاپ از جمله فنر سوپاپ، پولكي سوپاپ، خار سوپاپ، سيت،گيت، واشر گيت و ... خواهد شد و اين امر موجب پيچيدگي سرسيلندر مي‏شود. همچنين به علت زياد شدن شمار سوپاپ‏ها در سرسيلندر، فضاي كافي براي قرار گرفتن سوپاپ‏ها به صورت رديفي و در يك رديف باقي نمي‏ماند و سوپاپ‏ها به ناچار در دو يا حتي سه رديف قرار مي‏گيرند. طبعاً تعداد ميل بادامك‏ها نيز به دو يا سه عدد افزايش خواهد يافت كه باعث افزوده شدن اصطكاك و سايش مي‏شود. از آنجا كه در اين گونه سيستم‏ها و اصولاً در موتورهايي كه جديداً طراحي مي‏شوند، ميل بادامك‏ها در سرسيلندر قرار دارند و پيچيدگي سرسيلندر به نهايت خود مي‏رسد.

با افزايش قطعات متحرك، در دستگاه‏هاي مكانيكي، اصطكاك افزوده مي‏شود و به تبع آن فرسودگي و استهلاك زودتر به سراغ دستگاه خواهد آمد. در اين مورد نيز با افزايش تعداد ميل بادامك‏ها، به شمار بادامك‏ها افزوده خواهد شد و در پي آن سايش و اصطكاك بين بادامك‏ها و پولكي‏هاي سوپاپ‏ها و ياتاقان‏هاي ميل بادامك‏ها بيشتر خواهد شد. بنابراين به ناچار براي دفع اين سايش و حرارت ناشي از آن سيستم روغن‏‌كاري و مجراهاي عبور روغن موجود در سرسيلندر، پيچيده‏تر شده و پمپ روغن بايد به گونه‏اي تقويت شود كه در روغن رساني به قطعات اضافه، دچار مشكل نشود.

مشكل ديگري كه تعدد سوپاپ‏ها ايجاد مي‏كند، آسيب‏پذيرتر شدن سرسيلندر در برابر ضربات و فشار ناشي از انفجارهاي متعدد در اتاقك انفجار است. زيرا هنگامي كه در سرسيلندر، در بالاي هر سيلندر به جاي 2 سوپاپ، 3/4 يا 5 سوپاپ، 3/4 يا 5 سيت يا حفره وجود داشته باشد از مقاومت و استحكام سرسيلندر كاسته شده و درصد احتمال خطا و نشتي در آب‏بندي سوپاپ‏ها، افزايش مي‏يابد. عامل ديگري كه باعث تمايز سيستم vov از سيستم كنوني مي‏شود، تنظيم ميزان مصرف سوخت در سرعت‏هاي مختلف موتور است. موتورهاي معمولي كاربراتور (انژكتور) و سيستم آوانس خلائي هر يك به گونه‏اي مقدار سوخت مصرفي موتور را با توجه به سرعت آن تنظيم مي‏كنند، اما در موتوري كه به سيستم vov مجهز شده است، سوپاپ‏ها نيز در تنظيم ميزان مصرف سوخت، نقش دارند. به گونه‏اي كه مقدار سوخت مخلوط با هوا با عبور از دريچه‏هايي كه ميزان باز و بسته‏شدن آنها با تغيير سرعت چرخش موتور تغيير مي‏كند، براي مصرف موتور و احتراق، تنظيم مي‏شود. به اين ترتيب كارايي موتور به نسبت مصرف آن افزايش مي‏يابد. درحالي كه سيستم فعلي فاقد چنين امكاني است.

 

طرز كار سيستم VOV

در سيستم vov ميل بادامك در سرسيلندر قرار دارد و به واسطه يك اهرم، نيروي خود را به سوپاپ‏ها منتقل مي‏كند، اما اهرم‏ها يا اسبك‏هاي سيستم vov با اسبك‏هاي موجود در موتورهاي فعلي متفاوت است. قسمت انتهايي اسبك كه محل اعمال نيرو از طرف بادامك‏ها به آن مي‏باشد، كشيده و به‏صورت ريلي است، بادامك‏ها به راحتي زير آن سر مي‏خورند و به عقب و جلو مي‏روند، بدون آنكه خللي در روند انتقال نيروي آنها به اسبك‏ها وارد شود (شكل5).

شكل 5

تكيه‏گاه اين اهرم (اسبك) كه ميل اسبك است ثابت بوده و محل سوپاپ‏ها تغيير نمي‏كند. بنابراين بازوي كارگر اين اهرم ثابت است. اگر ميل بادامك - كه موازي ميل اسبك است - در راستاي عمود بر ميل اسبك به عقب و جلو برود (شكل6). بازوي مقاوم اهرم، كوچك‏تر يا بزرگ‏تر مي‏شود. بنابراين دامنه نوسان سوپاپ‏ها تغيير مي‏كند و در نتيجه ميزان باز شدن دريچه‏ها قابل تغيير است. به گونه‏اي كه هر چه فاصله ميل بادامك از ميل اسبك كمتر باشد، سوپاپ‏ها بيشتر فشرده مي‏شوند و با دامنه بيشتري نوسان مي‏كنند و هر چه ميل بادامك از ميل اسبك دورتر شود، دامنه نوسان كاسته شده و درحقيقت دريچه كمتر باز مي‏شود. در اين هنگام اگر سرعت چرخش ميل‏ لنگ، افزايش يابد vov ميل‏ بادامك را به ميل اسبك نزديك‏تر مي‏كند و به همان نسبت اگر سرعت چرخش ميل ‏لنگ كاهش يابد، ميل بادامك را از ميل اسبك دور مي‏كند. (شكل7). مسئله‏اي كه وجود دارد اين است كه چگونه مي‏توان نيرو را از ميل‏لنگ به ميل بادامك در حالي كه هم حركت وضعي (چرخش به دور خود) و هم حركت انتقالي (حركت به عقب و جلو در راستاي عمود بر ميل اسبك) دارد منتقل كرد. به گونه‏اي كه تايمينگ ميل بادامك و در نهايت سوپاپ‏ها به هم نخورد.

شكل 6

شكل 7

اين مشكل با قرار دادن چند چرخ‏دنده مخروطي و محوري كشويي در راه انتقال نيرو و حركت از ميل‏ لنگ به بادامك حل شده است. به اين صورت كه چرخ‏دنده ميل لنگ توسط زنجيري چرخ‏دنده‏اي كه قطر آن 2 برابر قطر خود است و محور آن (محور زرد رنگ) در سر سيلندر قرار دارد را به چرخش در مي‏آورد. به اين ترتيب، نيرو از سيلندر به سرسيلندر كه محل قرار گرفتن اسبك‏ها و ميل بادامك مي‏باشد منتقل مي‏شود و تعداد دورهاي ميل بادامك نسبت به ميل لنگ (1 به 2) نيز تنظيم مي‏شود. روي محور زرد رنگ كه موازي ميل بادامك است، چرخ‏دنده‏اي مخروطي با شيب دامنه 45 درجه قرار دارد. (چرخ‏دنده قرمز). روي محور ديگري (محور خاكستري) كه بر محور زرد رنگ عمود است، چرخ‏دنده‏اي يكسان با چرخ‏دنده مخروطي روي محور زرد قرار دارد (چرخ‏دنده آبي). اين دو چرخ‏دنده با يكديگر درگير مي‏شوند و از آنجا كه شيب دامنه‏هاي آنها متمم يكديگرند، محور چرخش 90 درجه تغيير مي‏كند و بر ميل بادامك عمود مي‏شود. عملكرد اين چرخ‏دنده‏ها در تغيير 90 درجه‏اي محور چرخش نظير عملكرد ديفرانسيل در تغيير 90 درجه‏اي چرخ‏ها (اكس‏ها) و ميل گاردون توسط پينيون و كرانويل مي‏باشد. با اين تفاوت كه در اينجا برخلاف ديفرانسيل، تغييري در نسبت چرخش يك محور به محور عمود برآن به وجود نيامده و نسبت چرخش دو محور عمود بر هم يك مي‏باشد.

در انتهاي محور خاكستري رنگ، چرخ‏دنده مخروطي ديگر (چرخدنده نارنجي) وجود دارد كه با چرخ‏دنده مخروطي متصل به انتهاي ميل بادامك (چرخ‏دنده سبز) درگير است. به اين ترتيب، محور چرخش دوباره 90 درجه تغيير مي‏كند و به حالت اول باز مي‏گردد. زيرا اين چهار چرخ‏دنده (قرمز، سبز، نارنجي و آبي) كاملاً يكسان هستند و نسبت چرخش محور مبدا (محور زرد رنگ) به محور مقصد (ميل بادامك) يك است. يعني با يك دور چرخش محور زرد، ميل بادامك يك دور مي‏چرخد (شكل8).

شكل 8

محور خاکستري که در دو طرف آن چرخ دنده‏هاي مخروطي نارنجي و آبي قرار دارند، محوري کشويي است. به اين ترتيب، طول محور خاکستري رنگ در حين چرخش مي‏تواند کم يا زياد شود و چرخ دنده نارنجي و به تبع آن چرخ‏دنده ميل بادامک و در نهايت ميل بادامک را به عقب و جلو ببرد. همچنين نيرو و چرخش را از محور زرد به ميل بادامک منتقل کند. (شكل9)

شكل 9

دستگاهي که در ادامه معرفي خواهد شد، با حرکت دادن کشوي يک سيني که مجموعه ميل بادامک و ياتاقان‏هاي آن و نيمي از محور کشويي که چرخ دنده مخروطي سبز به آن متصل است و ياتاقان آن (ياتاقان سفيد) روي آن قرار دارد، ميل بادامک را - به منظور تنظيم ميزان باز شدن سوپاپ‏ها با توجه به سرعت چرخش ميل‌لنگ- از ميل اسبک دور ساخته يا به آن نزديک مي‏کند(شكل10).

شكل 10

هنگامي که موتور روشن است، پولي يا قرقره‏اي که به گردن ميل‌لنگ متصل است مي‏چرخد و نيروي آن توسط تسمه - يا تسمه‏هايي - به پولي‏هاي دينام، واترپمپ، کولر، پمپ هيدروليک فرمان و در موتورهاي فاقد فن الکتريکي براي خنک کردن رادياتور، به پروانه منتقل مي‏شود و آنها را به چرخش در مي‏آورد (شكل11). در سيستم vov قسمتي از انرژي الکتريکي توليد شده توسط دينام، موتور الکتريکي را که روي سرسيلندر واقع است فعال مي‏کند (شكل 12). وضعيت اين موتور الکتريکي روي سرسيلندر به گونه‏اي است که محور آن بر ميل بادامک عمود بوده و به يک مارپيچ متصل است. با حرکت محور، موتور الکتريکي مارپيچ به چرخش درآمده و چرخ‏دنده‏اي را که با آن درگير است به حرکت در مي‏آورد. اين چرخ‏دنده با يک دنده شانه‏اي درگير است با چرخش اين چرخ‏دنده توسط مارپيچ، دنده شانه‏اي به جلو يا عقب رانده مي‏شود و به اين ترتيب، دنده شانه‏اي حرکت چرخشي موتور الکتريکي را به حرکت کشويي يا رفت و برگشتي، تبديل مي‏کند. از آنجا که انتهاي دنده شانه‏اي به سيني متصل است، سيني نيز همراه با دنده شانه‏اي حرکت کشويي بر روي سرسيلندر خواهد داشت و موتور الکتريکي مي‏تواند با چرخش خود به چپ يا راست، سيني و در نتيجه ميل بادامک را در راستاي عمود بر ميل اسبک به ميل اسبک نزديک و يا از آن دور کند (شكل13).

شكل 11

شكل 12

شكل 13

سوالي که مطرح مي‏شود اين است که چرا از مارپيچ و چرخ دنده در راه انتقال نيروي موتور الکتريکي به سيني استفاده شده است، در حالي که چرخ‏دنده و دنده شانه‏اي به تنهايي و بدون مارپيچ مي‏توانستند حرکت چرخشي موتور الکتريکي را پس از تبديل به حرکت رفت و برگشتي به سيني، منتقل کنند و سيني را روي سرسيلندر به ميل اسبک نزديک و يا از آن دور سازند؟ از کاربردهاي مارپيچ و چرخ دنده، يک سو کردن جهت انتقال نيرو است. يعني نيرو و حرکت از طريق مارپيچ به چرخ‏دنده، سپس به دنده شانه‏اي و در نهايت به سيني منتقل مي‏شود، اما نيرويي که از چرخ‏دنده به مارپيچ منتقل مي‏شود، باعث به حرکت درآمدن آن نمي‏شود. از ديگر کاربردهاي مارپيچ و چرخ‏دنده، افزايش نيرو در هنگام انتقال آن با استفاده از اين روش است. دليل استفاده از اين روش، در انتقال نيروي موتور الکتريکي به سيني، تقويت نيروي موتور الکتريکي در حرکت دادن سيني - به صورت کشويي - روي سرسيلندر، مهار ضربات و لرزش‏هاي ناشي از برخورد بادامک‏ها به اسبك‌ها و پيشگيري از انتقال اين گونه نيروهاي ناخواسته به موتور الکتريکي مي‏باشد.

در انتهاي ديگر محور موتور الکتريکي، چرخ دنده‏اي قرار دارد که با چرخ‏دنده‏اي که قطر آن دوبرابر قطر خود مي‏باشد درگير بوده و چرخ‏دنده بزرگ‏تر با دنده‏اي شانه‏اي درگير است. اين دنده شانه‏اي با چرخش موتور الکتريکي به عقب رانده مي‏شود و انتهاي فنري تلسکوپي را که سر ديگر آن در قسمتي از سرسيلندر ثابت شده است مي‏فشارد (شكل14). در حقيقت اين فنر، در مقابل چرخش موتور الکتريکي مقاومت مي‏کند و در صورت کاهش سرعت چرخش ميل لنگ و در نتيجه کاهش انرژي الکتريکي توليد شده توسط دينام، موتور الکتريکي را در جهت خلاف چرخش آن مي‏چرخاند، به هنگام افزايش سرعت موتور، انرژي الکتريکي افزايش يافته حاصل از دينام، موتور الکتريکي دوباره فنر را از طريق چرخ‏دنده‏ها و دنده شانه‏اي مي‏فشارد و در ضمن سيني و ميل بادامک را نيز به ميل اسبک نزديک مي‏کند (شكل15). اين فرايند با تغيير سرعت چرخش موتور تکرار مي‏شود و سيني و ميل بادامک، در وضعيت مناسب براي حرکت دادن اسبک‏ها و باز کردن سوپاپ‏ها قرار مي‏گيرند.

شكل 14

شكل 15

اين فنر تلسکوپي، وظيفه برگرداندن سيني به وضعيت اول - يا دور کردن ميل بادامک از ميل اسبک - در صورت کاهش سرعت چرخش موتور و انرژي الکتريکي حاصل از دينام را بر عهده دارد.

براي چرخاندن مارپيچ جهت به حرکت درآوردن سيني، روش‏هاي مختلفي پيش‏بيني شده که تنها به توضيح روش بالا بسنده شده است. زيرا از روش‏هايي که به طور اجمالي معرفي خواهد شد، ساده‏تر و عملي‏تر به نظر مي‏رسد.

يکي از اين روش‏ها، استفاده از سيستم سرعت‌سنج خودرو براي چرخش مارپيچ به جاي منحرف کردن عقربه سرعت‌سنج است. با اين تفاوت که چرخ دنده و حلزوني سرعت سنج به جاي نصب شدن به شافت گيربکس براي نشان دادن سرعت خودرو بايد به ميل‌لنگ نصب شده در حلزوني پشت صفحه مدرج سرعت‌سنج تقويت شده و به مارپيچ سيستم vov در سرسيلندر متصل شود. روش ديگر استفاده از سيستم دورسنج موتور است که انرژي الکتريکي خود را براي انحراف عقربه دورسنج از مدار جرقه خودرو و از طريق دلکو مي‏گيرد. در اين صورت مي‏توان با تقويت اين سيستم از نيروي مورد استفاده براي چرخش عقربه، براي چرخش مارپيچ سيستم vov استفاده کرد.

روش آخر، استفاده از پمپ هيدروليک و جک هيدروليک متصل به سيني است. اين پمپ که نيروي خود را توسط تسمه و قرقره (پولي) از ميل لنگ مي‏گيرد، با افزايش سرعت چرخش موتور تقويت مي‏شود و جک را فعال مي‏کند تا سيني را جا به جا کند. فنري نيز در برابر جک مقاومت مي‏کند و درصورت کاهش دور موتور نيروي حاصل از انرژي پتانسيل کشساني ذخيره شده در فنر به سيني و جک وارد مي‏شود. در نتيجه سيني و ميل بادامک را به حالت اول (دور از ميل اسبک که در حالت خاموشي موتور، ميل بادامک در دورترين فاصله خود از ميل اسبک قرار دارد) باز مي‏گرداند.

مقايسه سيستم vov با سيستم کنوني و بررسي مزيت‏هاي هر يک

در اين مقاله، سيستمي ابداعي با عنوان vov معرفي شد. vov در مقابل سيستمي است که هم‏اکنون در بعضي موتورها استفاده مي‏شود.

در مواردي استفاده از سيستم تعدد سوپاپ‏ها يا سيستم‏هاي معمولي، مقرون به صرفه‏تر، مناسب‏تر و کارآمدتر است. براي مثال هنگامي که يک موتور - مانند موتورهايي که براي تلمبه کردن آب از چاه‏هاي عميق به سطح زمين (کفکش‏ها)- استفاده مي‏شوند، بايد به مدت طولاني با سرعت ثابت کار کند و شرايط پيستون‏ها به هنگام مکش و تخليه در تغيير نيست، ضرورتي در استفاده از سيستم vov و حجم انبوه قطعات اضافي آن وجود ندارد. در ماشين‏هاي سنگين و نيرومند راه‏سازي و ساختمان‌سازي نظير: جرثقيل‏ها، بولدوزرها، لودرها، تراکتورها و ... که موتور آنها به دليل شرايط سخت کاري اغلب در دورهاي بالا کار مي‏کند، vov کارايي لازم را نخواهد داشت.

بنابراين سيستم ابتکاري vov براي خودروهاي سواري و تندرو مناسب است که موتور آنها در شرايط مختلف رانندگي در سرعت‏هاي بالا يا پايين، در جاده‏ها يا شهرها و به هنگام تعويض دنده، دائماً تغيير سرعت مي‏دهد و شرايط پيستون‏ها و سرعت آنها براي انجام فرايند تبديل انرژي پتانسيل شيميايي سوخت، به انرژي مکانيکي در حال تغيير است.