أنواع أنظمة عمل الصمامات Valvetrain types (الفصل الثالث)

                     السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

أعزائي القراء أرحب بكم جميعا من جديد في السلسلة المتضنة لشرح عمل محرك الاحتراق الداخلي وحديثنا اليوم باختصار عن أنظمة عمل الصمامات والتي كنت قد ذكرتها في سياق الشرح السابق الخاص بالية عمل المحرك, واخترت هذا الموضوع لحديثي لأن المحرك يعرف دائما من أدائه بقدرته وجودتها علي التنفس (سحب الهواء لكي يضغط مع الوقود), وربما محدوديته لسحب الهواء ومايترتب عليه من تدهور في القدرة الناتجة عن هذه المحدودية, واعتبارا لما سبق فان نوع نظام الصمامات يشكل فارقا ويلعب دورا حرجا في تحسين قدرة المحرك وكفاءته, فمعظم المحركات الحديثة تندرج أنظمتها بحسب مايلي :

1- نظام أسياخ الدفع أو الصمامات العلوية (Overhead Valve or Pushrods (OHV

2- نظام عمود الحدبات العلوي الفردي (Single Overhead Camshaft (SOHC
3- نظام عمود الحدبات العلوي الثنائي  (Dual Overhead Camshafts (DOHC

1- نظام الصمامات العلوية (OHV):

نظام عمل الصمامات هنا يعتمد علي أن عمود الحدبات متمركز في وسط المحرك وفي الأعلي توجد الصمامات والتي يتم دفعها عن طريق أسياخ الدفع وطبعا توجد الأسياخ التي تستمد الحركة من النتوئات في عمود الحدبات وتعطيها للأذرع المتأرجحة Rocker Arms التي تضغط بدورها علي رأس الصمامات لفتحها, وهذا التصميم عتيق الطراز ولكن له مزايا متأصلة.

المزايا:

- بالنسبة لمحرك علي شكل حرف V وخاصة V8 فهذا التصميم عملاني من ناحية تقليص حجم المحرك بشكل كبير بدلا من اعتماد نظام اعمدة حدبات علوي, فبدوره يحافظ علي مركز الجاذبية منخفضا, كما أنه لايشغل حيزا كبيرا مايوفر مساحة للمكونات الأخري  لتركيبها في حجرة المحرك, وربما عليه عامل أيضا في التصميم والمرونة لنظام تعليق السيارة, وامكانية سحب المحرك بعض الشيء للخلف من أجل توزيع الوزن بشكل أفضل.

- وبالرغم من أن هناك فطع زائدة في هذا النظام عن نظام DOHC سوي أنه لايزال لديه الأفضلية لتقليل القطع, ففي محرك V8 بنظام OHV لايكون هناك عمودي حدبات لكل رأس من رأسي المحرك, فيستعمل عمود واحد فقط, كما أنه يمكن تعشيق تروس المزامنة بين حركة عمودي المرفق والحدبات بدلا من وجود حزام توقيت Timing Belt أو سلسلة توقيت Timing Chain.

العيوب:
- معظم المحركات التي تعمل بهذا المبدأ لا تتوفر فيها المرونة لزيادة الصمامات غالبا عن 2 لكل غرفة احتراق نظرا لتعقيد الية العمل في هذا الحال, وبالتالي فان استخدام صمامين فقط لايسمح بسحب الكثير من الهواء علي عدد لفات محرك مرتفع.

- أيضا يعاب علي وجود صمامين فقط ان كانا كبيرين عدم امكانية تمركز شمعة الاحتراق في الوسط بين صمام السحب والعادم, مايؤدي لعملية احتراق غير فعالة, أو باللجوء لشمعتي احتراق لكل غرفة مايزيد التعقيد.

- تتولد كتلة مرتدة من نظام أسياخ الدفع والتي ليس لها حل سوي باستعمال نظام عمود حدبات علوي.

- في حال كانت الصمامات كبيرة الحجم فلا بد من زيادة الكتلة المرتدة تناسبا طرديا, مايتطلب ملفا لولبيا للصمامات (سوستة) أقوي ويؤدي ذلك لمشكلة طفو الصمامات, مايشكل تحديا نسبيا لوصول المحرك لعدد لفات عالي مع هذا النظام.

2- نظام عمود الحدبات الفردي العلوي (SOHC):

ويعتمد علي تموضع عمود الحدبات أعلي رأس الاسطوانات ما يزيد من مرونة التصميم مع رأس الاسطوانات, فيمكن حتي جعل هذا النظام يعمل بأربعة صمامات بدلا من اثنين فقط, ويترتب عليه بعض الفوائد.

المزايا:- سهولة تشغيل أربعة صمامات لكل اسطوانة, مايسمح بسحب هواء بشكل أفضل علي عدد لفات محرك أعلي.

- تم تطبيقه بعدد صمامين فقط لكل اسطوانة, وقضي علي مشكلة الكتلة المرتدة.

- توفير تكلفة التصنيع وقلة التعقيد مقارنة بنظامي DOHC وربما حتي OHV .

- تموضع أعمدة الحدبات في الأعلي يجعل من السهل صيانتها بشكل سريع وسلس خاصة في المحركات علي شكل V.

العيوب:

- لاتتوفر فيه مزية السحب القوي للهواء كما في نظام DOHC.

- نفس العيوب الكثيرة التي كانت في النظام السابق في حال استخدم صمامين فقط لكل غرفة احتراق.

- حجم المحرك مقارنة بنظام OHV.

3- نظام عمودي الحدبات العلويين (DOHC):

ويشبه الذي سبق ذكره ولكن مع وجود عمود اخر اضافي, فيتحكم واحد في صمامات السحب والاخر في صمامات العادم, وهي الطريقة الأنسب والأفضل لتطبيق الأربعة صمامات لكل اسطوانة علي حدة, لذا خلاصة القول هنا أن هذا النظام تتوافر فيه المرونة !

المزايا:- سهولة تطبيق نظام الأربعة صمامات لكل اسطوانة.

- التحكم المستقل لكل عمود علي حدة يتيح اضافة نظام يعرف ب(Variable Valve Timing) أو التحكم المتغاير بتوقيت فتح واغلاق الصمامات, لكل عمود حدبات علي حدة مايتيح استهلاك وقود قليل علي عدد لفات المحرك القليلة ورفع الكفاءة عند الضغط علي المحرك.

- بجانب النظام السابق ذكره فيتوافر أيضا نظام يساهم في تغيير فترة رفع الصمام (Variable Valve Lift) مايزيد من الهواء الداخل للمحرك سواء علي عدد اللفات المنخفض أو العالي, مقارنة بنظام عمود الحدبات بلا تقنية رفع الصمام.

- سهولة الصيانة كما في النظام السابق.

العيوب:- التكلفة والتعقيد.

- الحجم (وغالبا الوزن) مقارنة بأنظمة OHV.

مزيد من التفاصيل في هذا الفيديو الشارح لكل ماقد قيل باللغة الانجليزية:

المصدر من الموقع باللغة الانجليزية:
http://wishes2.com/Trs5

شكرا لأخذكم الوقت لقراءة الموضوع والي اللقاء في مقال اخر وجزاكم الله خيرا.

                والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته