میل بادامک چگونه کار می کند؟

میل بادامک از برجستگی هایی (به نام بادامک) استفاده می کند که هنگام چرخیدن،سوپاپ ها را می فشارد تا باز شوند،در حالی که فنرهای روی سوپاپها،آنها را به موقعیت بسته باز می گرداند.این یک کار حیاتی است،که می تواند تاثیرات بسزایی روی عملکرد موتور در سرعتهای مختلف داشته باشد.

می‌دانید که سوپاپ ها اجازه می دهند مخلوط هوا-سوخت به موتور وارد شود و همچنیندود خارج شود.میل بادامک از برجستگی هایی (به نام بادامک) استفاده می کند که هنگامچرخیدن،سوپاپ ها را می فشارد تا باز شوند،در حالی که فنرهای روی سوپاپها،آنها را بهموقعیت بسته باز می گرداند.این یک کار حیاتی است،که می تواند تاثیرات بسزایی رویعملکرد موتور در سرعتهای مختلف داشته باشد.
میل بادامک
در این مقاله،خواهیدآموخت که میل بادامک چگونه عملکرد موتور را تحت تاثیر قرار می دهد.ما انیمیشن هاییداریم که نشان می دهند که چگونه موتور هایی با طرح بندی متفاوت،مثل تک میل بادامک ودو میل بادامک ،کار می کنند.سپس به سراغ راه هایی می رویم که بدان وسیله ماشین هامیل بادامک خود را به گونه ای تنظیم می کنند که بیشترین بازده را در سرعت های مختلفداشته باشد.
مهمترین قسمت هر میل بادامک بر جستگی های آن است.هنگامی که میلبادامک می چرخد،برجستگی ها متناسب با پیستون ها،سوپاپ ها را بالا و پایین میکنند.برای این منظور،رابطه مشخصی بین برجستگی بادامک ها و نحوه عملکرد موتور درسرعت های مختلف وجود دارد.
برای درک چنین موضوعی فرض کنید که موتور بسیار آهستهکار می کند-در ١٠الی ٢٠دور در دقیقه(RPM)-که به پیستون در طی کردن هر سیکل چندثانیه وقت می دهد.البته واقعاً به کار انداختن ماشین در این سرعتی غیر ممکن است.دراین سرعت کم،ما نیاز داریم که بادامک ها به گونه ای قرار گرفته باشند که:
۱) همین که پبستون در مرحله مکش شروع به پایین رفتن می کند نقطه مرده بالا(Top dead center,TDC)بایستی سوپاپ ورودی باز باشد.زمانی که پیستون به پایین می رسد،سوپاپبایستی بسته شود.
۲) سوپاپ خروج بایستی در زمان نقطه مرده پایین(bottom dead center,BDC)که همان انتهای مرحله احتراق است،باز شوند و در زمانی که پیستون مرحلهتخلیه را طی کرد،باید بسته شوند.این مرحله باید بسیار مرتب تا زمانی که موتور بااین سرعت کار می کند،تکرار شود.اما چه اتفاقی می افتد زمانی که دور موتورافزایش مییابد؟خواهیم دید
زمانی که شما دور موتور را می افزایید،تنظیمات ١٠الی ٢٠rpm دیگرخوب کار نمی کند .اگر موتور در ۴٠٠٠ rpm باشد،سوپاپ ها در هر دقیقه ٢٠٠٠بار باز وبسته می شوند ویا ۳۳ بار در هر ثانیه.در این سرعت،پیستون خیلی سریع حرکت می کندوهمچنین مخلوط هوا-سوخت نیز به سرعت وارد سیلندر می شود،زمانی که سوپاپ ورودی بازمی شود و پیستون مرحله مکش را آغاز می کند مخلوط هوا-سوخت شروع به شتاب گرفتن برایورود به سیلندر می کند. زمانی کی پیستون به پایین مرحله مکش می رسد ،مخلوط هوا-سوختبا سرعت زیاد در حال حرکت است،اگر بخواهیم سوپاپ ورودی را به شدت ببندیم،تمامی هواو سوخت متوقف می شود و وارد سیلندر نمی مشوند.اگر سوپاپ ورود برای لحظه ای بیشترباز باشد،تکانه هوا-سوخت که با سرعت در جریان است,به فشار آوردن روی پیستون درابتدای مرحله تراکم ادامه می دهد.پس هر چه سریع تر موتور حرکت کند،سریع تر مخلوطهوا-سوخت حرکت می کند و ما زمان بیشتری را لازم داریم تا سوپاپ ورودی بازبماند.همچنین می خواهیم که در سرعت های بالا تر سوپاپ پهن تر باز شود.این ویژگی کهترفیع سوپاپ نام دارد،با مشخصات برجستگی بادامک ها امکان پذیر است.
هر کدام ازمیل بادامک ها در یک دور موتور خاص خوب کار می کنند.در بقیه سرعت ها موتور با تمامقدرت خود کار نمی کند.به هر حال،یک "میل بادامک ثابت"همواره ارجح بوده است.به همیندلیل است که خودرو سازان برنامه هایی را برای تنوع دادن به پروفیل بادامک ها متناسببا سرعت ماشین در دست بررسی دارند.
میل بادامک ها در موتور های مختلف متنوعند.مادر مورد متعارف ترین انها صحبت خواهیم کرد.احتمالاً اصطلاحات زیر را شنیدهاید:
تک میل بادامک (ingle Overhead Cam (SOHC
دو میل بادامک (ouble Overhead Cam(DOHC
میل فشاری Pushrod
اجازه دهید با تک میل بادامک شروعکنیم.
تک میل بادامک
در این چیدمان موتور دارای یک میل بادامک به ازای هرسرسیلندر است.پس اگر موتور مورد نظر یک موتور ۴ یا ۶ سیلندر تک خط باشد ،یک میلبادامک، و اگر V-۶یا V-۸باشد،٢ عدد خواهد داست.(یکی برای هر سرسیلندر)
بادامکها بازوهایی را که به سوپاپ ها متصل است به کار می اندازند."فنر" ها سوپاپ ها را بهوضعیت بسته اولیه باز می گردانند.این فنر ها بایستی بسیار قوی باشند زیرا در سرعتهای بالا با سرعت بسیار زیاد به پایین فشرده خواهند شد و این فنرها هستند که بایدبازوها را به بادامک چسبیده نگه دارند.اگر قدرت فنرها زیاد نبود،ممکن بود بازویسوپاپها از بادامک جدا شود و در این صورت این وضعیت باعث فرسودگی مضاعف بازوها میشود.
دومیل بادامک
موتورهای دومیل بادامک دارای دو میل بادامک به ازای هرسرسیلندر می باشند.پس موتور های یک خط دارای دو میل بادامک و موتورهای V-شکل دارایچهار میل بادامک می باشند ومعمولاًسیستم دو میل بادامک برای موتورهایی کاربرد داردکه دارای تعداد چهار یا بیشتر سوپاپ به ازای هر سیلندر می باشند.در واقع یک میلبادامک نمی تواند به اندازه کافی برجستگی روی خود جا دهد تا بتواند این تعداد سوپاپرا به کار بیندازد.
ایده اصلی استفاده از دومیل بادامک برای اینست که بتوان ازسوپاپ های ورود و خروج بیشتری بهره جست.سوپاپ های بیشتر بدان معناست که گازهایورودی و خروجی به دلیل وجود فضای بیشتر برای عبور،راحت تر جریان پیدا می کنند .اینامر موجب افزایش قدرت موتور می شود.
میل فشاری(Pushrod)
همانند موتورهایSOHC و DOHC ,در موتور های میل فشاری سوپاپ ها در سرسیلندر واقع شده اند.تفاوتاساسی اینست که میل بادامک ها به جای اینکه درسرسیلندر جاسازی شده باشند،در خودِبلوک موتور جای دارند.
بادامک ها میله های بلندی را که از بلوک ِموتور تاسرسیلندر امتداد پیدا کرده اند و به منظور فشردن بازوهای سوپاپ ها استفاده می شوندرا به حرکت در می آورند.این میله ها یک اضافه بار برای سیستم محسوب می شوند،که باعثافزودن نیروی مازاد بر نیاز به فنر سوپاپ ها می شوند.این مشکل باعث محدود شدن سرعتاین گونه موتور ها می شود،موتورهایی که میل بادامک در سرسیلندر دارند،با حذفاستفاده از میله های بلند،یکی از تکنولوژی هایی است که امکان ساخت موتور های پرسرعترا می دهند.
میل بادامک در موتور های میل فشاری معمولاً با یک چرخ دنده یا زنجیرکوچک به حرکت در می آیند.چرخ دنده ها معمولاً کمتر مستعد شکستگی می باشند.
تنظیم سوپاپ متغیر
چندین روش جدید وجود دارد که میل بادامک ها قادرند برنامهزمانی ِ سوپاپ ها را تغییر دهند.سیستمی که بر روی تعدادی از موتور های Honda استفاده شده است Variable Valve Timed and lift Electronic Control,VTEC نام دارد. VTECیک سیستم مکانیکی-الکترونیکی است که به موتور اجازه می دهد که چندین میل بادامکداشته باشد.موتور های VTECیک بادامک مکش ِاضافه به همراه سوپاپ مخصوص آندارند.پروفیل منحصر به فرد این بادامک ها موجب می شود که سوپاپ مکش ِ اضافه مدتِبیشتری باز بماند.دردور موتورهای پایین،این بادامک به سوپاپی وصل نیست.اما دردورهای بالا یک پیستون،بازوی سوپاپ اضافه را به بادامک مربوطه قفل می کند.برخیاتومبیل ها از وسیله ای استفاده می کنند که زمان بندی سوپاپ را پیش می اندازد.اینوسیله سوپاپها را طولانی تر باز نگه نمی دارد،بلکه در عوض،آن را دیرتر باز کرده ودیر تر می بندد.برای اینکار،میل بادامک را چند درجه جلو تر از حد معمول خود میچرخانیم.اگر سوپاپ مکش در حالت عادی ١٠درجه قبل از نقطه مرده بالا (TDC)باز شود ودر١۹٠درجه بعد از TDC بسته شود،کل مدت باز بودن سوپاپ ٢٠٠درجه است.زمان باز و بستهشدن سوپاپ ها را می توان با استفاده از مکانیزمی که میل بادامک را چند درجه ای بهجلو می چرخاند، جابجا کرد. پس ممکن است سوپاپ ١٠ درجه بعد از TDCباز شود و ٢١٠درجهبعد از آن بسته شود.٢٠درجه دیرتر بسته شدن سوپاپ ها بسیار عالیست،ولی به هر حال مابایستی سعی کنیم که مدت زمانی که سوپاپ مکش باز است را افزایش دهیم.
Ferrari
یکایده واقعاً زیبا را برای این کار در اختیار دارد.میل بادامک در بعضی از ماشین هایFerrari به صورت پروفیل سه بعدی برش داده شد اند که برجستگی بادامک در طول میلبادامک تغییر می کند.برجستگی بادامک در یک سمت بزرگتر از سمت دیگر آن است که شیبملایمی این دو پروفیل را به هم متصل کرده است.یک مکانیزم می تواند کل میل بادامک رادر امتداد محور خود جابجا کند تا اینکه بازوی سوپاپ با بخش های مختلف بادامک درتماس باشد.این میل بادامک هنوز هم مانند میل بادامک های عادی می چرخد ولی اگر آنرابه آرامی در امتداد محور متناسب با سرعت و بار خودرو جابجا کنیم،می توانیم زمانبندی سوپاپ را بهینه کنیم.
بسیاری از کارخانجات تولیدی ِ خودرو در حال انجامتحقیقات بر روی سیستم هایی هستند که بتوان تحت آنها به تغیّر نامحدود در زمان بندیسوپاپ ها دست یافت.برای مثال، تصور کنید که سوپاپ ها یک سیملوله به دور خود دارد کهمی تواند به جای استفاده از میل بادامک، توسط کامپیوتر اداره شود.با این سیستم،شماقادر به دریافت بیشترین بازده از موتور در هر دور موتوریخواهید بود.وسیله ای که میتواند چشم انداز آینده باشد

.

/ 0 نظر / 11 بازدید