EN-EZEL 13,039 اشتراک گذاری ارسال شده در 18 خرداد، ۱۳۸۹ 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. نقل قول لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده
به گفتگو بپیوندید
هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .