نحوه صحیح تایمینگ و فیلرگیری سوپاپ ها

نحوه صحیح تایمینگ و فیلرگیری سوپاپ ها

به جهت افزايش راندمان حجمي بايد عملكرد مكانيزم سوپاپ را بهينه سازي نمود. از نقطه نظر تئوري هر كدام از مراحل عملكردي موتور چهار زمانه مطابق جدول (3-1) به ميزان 180 درجه از گردش ميل لنگ مي باشد ، ولي به جهت افزايش راندمان حجمي ، بهتر است كه مدت زمان فرآيندهاي مكش و تخليه افزايش يابد ، در اين صورت دود بهتر تخليه شده و عمل مكش سوخت و هوا به درون سيلندر نيز مطلوبتر انجام مي شود.

از اينرو با بهينه سازي پروفيل بادامك هاي ميل بادامك مدت زمان باز بودن سوپاپ های هوا و دود را زيادتر نموده و باعث افزايش راندمان حجمي موتور مي گردد . براي تشريح عمل زمان بندي يا تايمينگ  سوپاپ ها مطابق شكل (1) از چهار دايرة متحد المركز که بیان کنندة دایرة گردش میل لنگ است ، استفاده مي گردد. دايره ها از بيرون به سمت داخل نشان دهنده مقدار درجة اختصاص يافته برحسب گردش ميل لنگ به فرآيندهاي مكش ، تراكم ، احتراق و تخليه مي باشد.

شكل 1- نمودار تايمينگ سوپاپ

 

با توجه به شكل(28-1) چنانچه دايره بيروني كه متعلق به زمان مكش است را به عنوان دايره گردش ميل لنگ در نظر بگيريم. بالاترين نقطه آن مبین TDC و پايين ترين نقطه آن معرف BDC مي باشد . با توجه به شكل (1) ملاحظه مي گردد كه سوپاپ هوا 12 درجه قبل از TDC بازشده ( آوانس سوپاپ هوا ) و تا 40 درجه بعد از BDC (ريتارد سوپاپ هوا ) همچنان باز مي باشد ، از اينرو مدت باز بودن سوپاپ هوا و درنتيجه زمان مكش 232 درجه مي شود (حلقه اول يا بيروني ).

لازم به توضيح است كه آوانس و ريتارد سوپاپ هوا به دلايل ذيل ضروري است :

1-جبران حركت تدريجي در باز و بسته شدن سوپاپ هوا تا رسيدن به باز يا بسته شدن نهايي

2-درهنگام بازشدن سوپاپ هوا ، سوخت و هواي درون ماني فولد تقريباً ساكن بوده ، بنابراين با آوانس سوپاپ هوا زمان لازم برای جبران اينرسي ناشی از سکون تقریبی مخلوط سوخت و هوای درون مانی فولد نيز در نظر گرفته مي شود .

3-بعد از باز شدن سوپاپ هوا ، سوخت و هوا داراي انرژي جنبشي بوده ، بنابراين در هنگام بسته شدن سوپاپ هوا حتي بعد ازBDC كه پيستون به سمت بالا حركت مي كند به دليل انرژي جنبشي سيال ، هنوز مقداري سوخت و هوا تمایل به ورود به سيلندر داشته و با ورود به سیلندر راندمان حجمي را افزايش مي دهند.

با توجه به شكل(1) ،40 درجه بعد از BDC و بسته شدن سوپاپ هوا ، تراكم آغاز مي گردد و تا زمان جرقه زدن شمع فرآيند تراكم ادامه مي يابد ، حال با فرض اين كه جرقه شمع دقيقاً در TDC صورت مي گيرد ، مدت فرآيند تراكم برحسب گردش ميل لنگ 140 درجه خواهد بود (حلقه دومي از بيرون) به محض ايجاد جرقه ، فرآيند احتراق شروع مي شود.(حلقه سوم از بيرون) از آنجايي كه در قسمت هاي انتهايی زمان احتراق ، فشار احتراق زيادي وجود ندارد تا پيستون را به سمت پايين حركت دهد ، از اين رو بهتر است چند درجه قبل ازBDC سوپاپ دود باز شود تا عمل  تخليه بهتر انجام شود .

با توجه به شكل (1) با در نظر گرفتن 55 درجه به عنوان آوانس سوپاپ دود ، اين سوپاپ 55 درجه قبل ازBDC باز مي شود ، از اينرو مدت فرآيند احتراق 125 درجه از گردش ميل لنگ مي باشد از طرفي 15 درجه هم  به عنوان ريتارد سوپاپ دود درنظر گرفته مي شود ، چرا كه به دليل انرژي جنبشي دود در پايان زمان تخليه و شروع زمان مكش ، با توجه به اينكه جهت حركت  پیستون به سمت پايين است ولي دود تمايل به خارج شدن از سيلندر را داشته و از اين رو تخليه دود بهتر صورت مي گيرد. درنتيجه با توجه به شكل(1) مدت فرآيند تخليه 250 درجه خواهد بود.(چهارمين حلقه از بيرون)

توجه : در پايان زمان تخليه ، سوپاپ دود درحال بسته شدن مي باشد ، درحاليكه زمان مكش درحال شروع بوده و سوپاپ هوا درحال باز بودن ، چنين حركتي از سوپاپ هاي يك سيلندر كه سوپاپ دود درحال بسته شدن و سوپاپ هوا درحال باز شدن باشد را قيچي سوپاپ ها مي گويند .

با توجه به شكل(1) در مدت 12 درجه قبل ازTDC و 15 درجه بعد از TDC سوپاپ هاي دود و هوا در حال انجام عمل قيچي مي باشند ،بنابراين مدت زمان قيچي 27 درجه از گردش ميل لنگ مي باشد.

يكي از كاربردهاي مهم قيچي سوپاپ ها ، استفاده ازآن به جهت فيلرگيري سوپاپ هاي موتورخودرومي باشد كه در ادامه به بحث پيرامون آن پرداخته مي شود .

 

فيلرگيري سوپاپ ها

تنظيم ميزان لقي در مكانيزم سوپاپ را فيلرگيري گويند ، انجام فيلرگيري عمدتاً به دو دليل زير مي باشد :

1-كنترل ميزان انبساط و انقباض حرارتي قطعات مكانيزم سوپاپ به جهت عملكرد مطلوب مكانيزم

2-بهينه نمودن تايمينگ سوپاپ ها به وسيله ايجاد لقي مناسب بين قطعات مكانيزم سوپاپ

براي تنظيم لقي يا فيلرگيري هر كدام از سوپاپ ها بايد مطمئن شويم كه آن سوپاپ به صورت كامل بسته بوده تا بتوان حداكثر لقي را اندازه گيري نمود.از اينرو انتهاي تراكم و ابتداي احتراق زمان مناسبي است كه به طور قطع در صورت صحيح بودن تايمينگ سوپاپ ها ، هر دوسوپاپ سيلندر مورد نظر بسته مي باشند .

براي مشخص كردن انتهاي تراكم و ابتداي احتراق هر سيلندر با مراجعه به جدول (1) ملاحظه مي گردد كه به طور مثال هنگامي كه سيلندر 3 در وضعيت انتهاي تراكم و ابتداي قدرت قراردارد ، سيلندر مقابل آن يعني سيلندر 2 در انتهاي تخليه يا مكش قرار گرفته است.اين لحظه در واقع وضعيت قيچي سوپاپ هاي سيلندر 2 را نشان مي دهد ، بنابراين مي توان براي فيلرگيري هر سيلندر، سيلندر مقابل آن را در وضعيت قيچي قرار داد تا سيلندر مورد نظر در انتهاي تراكم و ابتداي احتراق قرار گرفته و عمل تنظيم لقي يا فيلر گيري را انجام داد.از اين رو با قيچي سيلندر يك ، سيلندر 4 را فيلرگيري كرده و با قيچي سيلندر 2 سيلندر 3 را فيلرگيري مي كنيم و سپس جاي سيلندرها را برعكس كرده به نحوي كه با قيچي سيلندر چهار ، سيلندر يك را فيلرگرفته و با قيچي سيلندر 3 سيلندر 2 فيلرگيري مي شود .

براي انجام فيلرگيري ، ابتدا سيلندر مقابل سيلندر مورد فيلرگيري را در وضعيت قيچي قرار داده و سپس مطابق شكل(29-1) مهره و پيچ تنظيم را شل كرده و فيلر مورد نظر را بين انتهاي  ساق سوپاپ و سراسبك قرار مي دهيم . سپس پيچ تنظيم را آنقدر سفت مي كنيم تا فيلر مورد نظر به صورت مماسي بين انتهاي ساق سوپاپ و سراسبك حركت كند . مقدار فيلر سوپاپ هاي دود و هواي موتور خودرو پراید 0/3ميلي متر و در موتورهاي خودروهاي سمند ،405 و پارس ، ميزان فيلر سوپاپ هوا 0/2 و فیلر سوپاپ دود 0/4 ميلي متر مي باشد.

شکل 2-فیلرگیری

 

تايم گيري سوپاپ ها

به جهت عملكرد مطلوب موتور خودرو و همچنين افزايش قدرت و كاهش مصرف سوخت ، همواره بايد از تايمينگ صحيح سوپاپ ها اطمينان حاصل نمود. روش تايم گيري در خودروهايي كه انتقال قدرت از ميل لنگ به ميل سوپاپ بوسيله زنجير و چرخ زنجير صورت گرفته اند ( مانند پيكان ) مطابق شكل (3)با منطبق كردن علائم مربوط به تايمينگ سوپاپ برروي چرخ زنجيرهاي ميل لنگ و ميل سوپاپ انجام مي شود.

1-خارج ازمركز محرك پمپ بنزين 2- علامت تايمينگ روي چرخ زنجير ميل سوپاپ 3- راهنماي روغن 4- زنجير تايمينگ 5- ميل بادامك6- علامت تايمينگ روي چرخ زنجير ميل لنگ7- ميل لنگ

شكل 3- نحوه تايم گيري سوپاپ ها در موتورهاي مجهز به زنجير تايمر

 

در خودروهاي امروزي به دليل كاهش هزينه ساخت ، كاهش  سر و صدا و غيره به جاي استفاده از زنجير و چرخ زنجير برای انتقال قدرت از ميل لنگ به ميل سوپاپ از تسمه تايم  و چرخ تسمه استفاده مي گردد.

به طور مثال در خودرو پرايد از روند زيرجهت تعويض تسمه تايم يا تايم گري مجدد استفاده مي شود:

1-علامت روي چرخ تسمه ميل لنگ را با علامت موجود برروي بدنه موتور مطابق شكل(4) منطبق كنيد.

شكل 4- منطبق كردن علامت روي چرخ تسمه ميل لنگ و علامت روي بدنة موتور

 

2-علائم موجود برروي چرخ تسمه ميل بادامك را با توجه به شكل (5)با علائم موجود برروي بدنه موتور و درب سوپاپ ها منطبق نماييد.

شكل 5-منطبق كردن علائم روي چرخ تسمة ميل بادامك و علائم روي بدنة موتور و درب سوپاپ ها

 

3-فنر و تسمه سفت كن را نصب كرده و با توجه به شكل (6) تسمه سفت كن را تا انتها كشيده تا فنر كاملاً باز شده و بوسيله سفت كردن پيچ آن تسمه سفت كرده را تثبيت نماييد.

شكل 6- نصب تسمه سفت كن

 

4-بادرنظر گرفتن جهت دوران موتور ( راست گرد ) و قرار دادن فلش هاي موجود برروي تسمه تايم در جهت راست گرد مطابق شكل(7) تسمه تايمر را نصب كنيد.

شكل 7- نصب تسمه تايم

 

5-پيچ تسمه سفت كن را شل نموده و ميل لنگ را چند دور بچرخانيد و از منطبق بودن علائم روي چرخ تسمه ها و علائم موجود برروي بدنه موتور و درپوش سوپاپ ها اطمينان حاصل كنيد . در صورت نياز شمع ها را بازكنيد تا موتور به راحتي دوران كند.

6-مطابق شكل (8) تسمه سفت كن را در موقعيت خود سفت نماييد و سپس با خط كش ميزان انعطاف پذيري تسمه تايم را اندازه گيري كنيد.اين مقدار بايد بين 12 تا 13 ميلي متر باشد.

شکل 8-کنترل میزان انعطاف پذیری تسمه تایم

 

روند تايم گيري دراكثر خودروها يكسان مي باشد ، مثلا در موتور خودروهاي سمند ، 405 و پارس روند تايم گيري تقريبا همانند پرايد مي باشد با اين تفاوت كه به جهت افزايش دقت تايم گيري دو عدد سوراخ برروي چرخ تسمه هاي ميل بادامك و ميل لنگ قرار داده اند . در اين صورت ابتدا بوسيله پين مخصوصي كه در سوراخ چرخ تسمه ميل بادامك و سوراخ پشت آن كه برروي سرسيلندر قرار گرفته است ، ميل بادامك را تثبيت كرده و سپس با پيني ديگر كه در سوراخ چرخ تسمه يا پولي ميل لنگ و شيار پشت آن قرار مي گيرد ميل لنگ نيز ثابت كرده و سپس تسمه تايم را تعويض مي كنند.

در موتور 3TU خودرو پژو 206 تيپ 1 تا 3 روند مطابق فوق است با اين تفاوت كه عمل تثبيت كردن ميل لنگ با قرار دادن پيني در سوراخ موجود در بلوکة سیلندر و شيار واقع بر فلايويل انجام مي شود.

 

نویسنده: مهندس صیاد نصیری

گروه فنی مهندسی اِیمِگ