2ً. الأسطوانات ورأس الأسطوانات ( وش السلندر )
تصنع الأسطوانات ورأس الأسطوانات (وش السلندر) إما من الحديد الزهر الرمادى
أو من مسبوكات المعادن الخفيفة . وعادة ما يوجد حيز الإنضغاط برأس الأسطوانة لتسهيل
التشغيل المكنى للأسطح الفعالة من الأسطوانة .
ولما كان
الأسطح الفعالة من الأسطوانات معرضة للتآكل فى أثناء العمل نتيجة لضغط الكباسات
الجانبى , لذلك ينبغى إعادة خراطة كتلة الأسطوانات من الداخل عند إجراء الإصلاح
العام (العمرة العمومية) - أى أنه يتم توسعها حسب درجة التآكل الحادث
.
ويمكن عموماً إعادة خرط الأسطوانة وثقلها ثلاث مرات
من الداخل فقط ، نظراً لتناقص تخانة جدار الأسطوانة بعد كل مرة . ولتفادى استبدال
كتلة الأسطوانة بعد هذه المرات الثلاث تكبس بالأسطوانة بطائن (شميزات) تعمل بمثابة
الأسطوانات الأصلية تماماً .
وقد أخذت التصميمات
الحديثة بتركيب بطائن الأسطوانات من البداية , وقد تكون هذه البطائن جافة يحيط بها
غلاف (قميص) من الحديد الزهر الرمادى أو المعدن الخفيف ويلامسها بطول محيطها الكلى
, أو قد تكون مبتلة محكم رباطها من أعلى ومن أسفل فى حين تحيط مياه التبريد
بمنطقتها الوسطى مباشرة .
ويتطلب عند جمع المحرك مراعاة النظافة التامة
, فقد تعمل الجذاذات المعدنية (الرايش ) أو الأتربة على سرعة إتلاف جدار الأسطوانة
أو الكباس .
وينبغى العناية كذلك بجودة تركيب الحشيات
(الجوانات) , فقد تؤدى الحشيات البارزة فى حيز الاحتراق إلى تكوين رواسب الزيت
الكربونية , وبالتالى زيادة الاحتكاك وتآكل الأسطوانة قبل الأوان
.
ويؤدى التشغيل السليم لمحرك السيارة إلى التقليل من
تآكل الأسطوانات إلى أقل حد ممكن ، وللتوصيل إلى ذلك ينبغى الإلمام بكيفية التشغيل
والضبط الصحيح للمغذى (الكاربوراتير ) عموماً , علاوة على العناية الخاصة باستخدام
أنسب أنواع الزيوت والوقود .
وفى أثناء فترة تليين
المحرك ينبغى عدم تحميله إجهادات ذائدة . وبالإضافة إلى ذلك , فإن التبريد له تأثير
كبير على تآكل المحرك . وحتى يمكن تفادى السخونة الزائدة للمحرك فإنه ينبغى العناية
بالمشع(الراديتير) وعدم السماح بتكوين رواسب به .
وعند
ترك السيارة فى الجراج فترات طويلة ينبغى ملء حيزات الاحتراق بالزيت حتى لا تصدأ
الأسطوانات .
وتوضع حشية (جوان) , مصنوعة من الأسبستوس مع
النحاس أو الأسبستوس مع الحديد (الصفيح) , بين سطح كتلة الأسطوانات المجلخ بدقة
وبين رأس الأسطوانات (وش السلندر) لإحكام ربطهما معاً , ومنع التسرب من أى فتحة من
الفتحات - مثل فتحات مياه التبريد وفتحات مسامير الرباط - وعزل حيزات الإنضغاط عن
بعضها البعض .
وبعد استبدال حشية (جوان) جديدة بأخرى
تالفة , وبعد تركيب رأس الأسطوانة (وش السلندر) فى موضعه بعناية , ينبغى إحكام رباط
المسامير مرتين أو ثلاث مرات كلما قطعت السيارة مسافة 200 كم لتفادى تسرب مياه
التبريد من الحشية من أضيق أجزائها .
ويؤدى الاستمرار
فى استخدام الحشية التالفة إلى دخول الغازات المحترقة فى الأسطوانات المجاورة ,
وبدلاً من دخول خليط الوقود والهواء فقط - المتكون فى المغذى (الكاربوراتير ) - إلى
إحدى الأسطوانات فى أثناء شوط السحب , مؤدية إلى النسبة المضبوطة للخلط , وبالتالى
التأثير إلى حد بعيد على عمل المحرك وعمر استخدامه . وعلاوة على ذلك يعجز الإنضغاط
حينئذ عن الوصول إلى القيم المحددة له .
ويصبح الموقف
أشد سوءاً عندما تتلف الحشية وتسمح بالتسرب إلى دورة التبريد , حيث تتمكن مياه
التبريد من الدخول إلى فراغات الأسطوانات فتتسبب فى حدوث تلفيات خطيرة أو إتلاف كل
المحرك .
وبالإضافة إلى ذلك فقد ينخفض ضغط خليط الوقود
والهواء بسبب وجود المواضع التالفة بالحشية فى أثناء شوط الإنضغاط . ويمكن اكتشاف
هذا العطل بظهور فقاعات فى الماء الموجود بالمشع (الراديتير) المملوء إلى نهايته
عندما يكون المحرك دائراً بسرعة منخفضة .
ويجب على أية
حال عدم الخلط بين ظهور الفقاعات فى مياه التبريد فى هذه الحالة وبين ظهورها فى
حالة التبريد الجوى .
وعند تركيب الحشية الجديدة ينبغى
مراعاة عم بروز أى جزء منها أو إنضغاطه داخل حيزات الإحتراق أو مسارات مياه التبريد
نتيجة لإحكام الرباط , فقد يؤدى بروز أى جزء من الحشية إلى تكون رواسب زيت كربونية
تتسبب فى حدوث الإشعال المتقدم , وبالتالى ظهور الفرقعة (التصفيق) المعروفة بالمحرك
.
أما الأجزاء التى تبرز من الحشية فى مسارات التبريد
فتعمل على تضييق الممرات وخنقها , وقد تؤثر تأثيراً بالغاً على تبريد المحرك
.
وجدير بالملاحظة أن جميع تصميمات الحشيات ليست
متماثلة وترتب فتحات التزييت الجبرى على جانب واحد فقط , وخاصة فى المحركات ذوات
الصمامات العلوية (الرأسية) . وحتى لا تعترض الحشيات سبيل هذه الفتحات فتعوق سريان
الزيت , ينبغى فحص كل حشية بعناية قبل تركيبها .
.
مكونات المحرك
3ً. مجموعة التحكم فى
المحرك
تشمل مجموعة التحكم فى المحرك جميع الأجزاء التى
تتحكم فى دورة الأشواط , من توقيت لحركة الصمامات و كيفية التحكم فى الفتحات
.
وتتكون مجموعة توقيت حركة الصمامات بالمحرك الرباعى
الأشواط ذى الصمامات الرأسية (فى حالة وجود الصمامات برأس المحرك) من عمود الكامات
, والروافع (التاكيهات) , والصمامات بياياتها وأقراص اليايات (الأطباق ) ومخاريط
الصمامات , وأذرع دفع الصمامات , والأذرع المترجحة بمحاملها .
أما إذا كان عمود الكامات فوق الصمامات فلا داعى لوجود الروافع أو أذرع دفع
الصمامات شكل .
وأهم جزء فى مجموعة توقيت الحركة هو
الصمام . وهو عبارة عن جسم قرصى له وجه حلقى (2) , فى نهاية القرص (1) , وله ساق
(3) . ويتخذ وجه القرص شكلاً مخروطياً (زاوية 45 5) , وتجرى له عملية تجليخ وتحضين
(روديه) مع سطح مقعده (4) لمنع التسرب عن طريقه .
ولتسهيل عملية التجليخ والتحضين يفتح شق نافذ بطول رأس الصمام فى حالة
الصمام الكروى الشكل , أو تفتح فى جزء منه مثقبية (مشقبية) بطريق التفريز فى حالة
الصمام المسطح الشكل .
ويتكون السطح الإنتقالى - الواصل
بين قرص الصمام وبين ساقه - من منحنى إتصال , للحصول على مقطع انتقال متدرج ,
وتفادى إنكسار الصمام .
ويتم فتح الصمام برفع ساقه عن
طريق الرافعة وذراع الدفع والذراع المترجحة التى تتحرك بواسطة الكامات الموجودة
بعمود الكامات , أما القفل فيتم عن طريق ياى الصمام (5) .
ويتوقف معدل ملء الأسطوانات , وبالتالى أداء المحرك , على تصميم آليات
الصمام , وكيفية عملها , وللحصول على معدل ملء مناسب يجب تصميم الصمامات بأقراص
ومسافات تحرك كبيرة على قدر الإمكان .
ويحد من مسافة
تحريك الصمام (8) كل من عمود الكامات , والإشتراطات الخاصة بالحصول على تشغيل هادئ
, والقوى الديناميكية التى تتولد عند تشغيل الصمامات .
ويتطلب معدل الملء فى المحركات ذوات السرعات العالية مراعاة عدم تعريض خليط
الوقود والهواء المسحوب إلا لأقل إختناق ممكن عند مروره من مقطع الصمام المفتوح
.
وتصمم أبعاد يايات الصمامات المستخدمة فى القفل بحيث
تتبع الصمامات حركة الكامات بدون تمايل (إرتعاش) , ولو عند السرعات العالية .
وبالرغم من تعرض صمامات العادم لدرجات حرارة مرتفعة إلا أنها ينبغى أن تتميز
بقدراتها على إحكام الجلوس فى مقاعدها . وينتج عن ذلك تمدد سيقان الصمامات حرارياً
. ولذلك يجب ترك خلوص بكل آليات تشغيل مجموعة توقيت الحركة لضمان إحكام الصمامات
ومنع التسرب عن طريقها , ويصل هذا الخلوص فى المتوسط إلى 0.3 مم لصمامات السحب
وصمامات العادم وهى ساخنة . ولضبط الخلوص تزود الروافع أو الأذرع المترجحة ضبط او
مسامير مركزية .
وإذا كان خلوص صمام السحب زائد على
الحد , فلن يكون معدل ملء الأسطوانات بخليط الوقود والهواء كافياً . كما أن الخلوص
الزائد فى صمام العادم يؤدى إلى اعتراض سبيل الغازات الساخنة العادمة وإعاقة طردها
بالدرجة الكافية .
ويمكن الإحساس بالخلوص الزائد فى
الروافع عن طريق الأصوات الإصطكاكية التى تسمع عند دوران المحرك . أما إذا كان خلوص
الروافع أقل من اللازم فإن قفل الصمامات لا يكون كافياً , مما يؤدى إلى إحتراقها
بسرعة , وفى هذه الحالة تكثر عمليات الإصلاح . ولذلك ينبغى مراجعة خلوص الروافع
بواسطة المجس (الفلر) .
يتسبب النقص الشديد فى الخلوص
فى عد إحكام قفل الصمام . ويتوقف مقدار الخلوص على درجة السخونة وطول ساق الصمام ,
وعند ضبط الصمامات يجب المحافظة على الخلوص المحدد فى مواصفات المصنع المنتج
.
ويتطلب أنسب معدل لملء الأسطوانات أن يتم فتح صمام
السحب بسرعة - أى أن يتصل الصمام إلى أقصى مسافة لتحركة بأسرع ما يمكن - وأن يظل
مفتوحاً فترة طويلة , ثم يقفل بسرعة مرة أخرى .
وتختلف
كيفية التحكم فى الصمامات الرأسية عنها فى حالة الصمامات المقلوبة . ويعتبر الشكل
الهندسى لحيز الإنضغاط من أهم العوامل التى تحدد أقصى نسبة للإستفادة للوصول لأعلى
قيمة للإنضغاط , وبالتالى جودة أداء المحرك . كما أن ترتيب الصمامات من العوامل
المهمة .
وقد سبق القول بأن وسيلة التحكم فى الصمامات
المرتبة فى ترتيب رأسى أقل تعقيداً فى تصميمها , إلا أنه يعاب عليها تسببها فى
إنخفاض معدل ملء المحرك نتيجة للتغير فى اتجاه سريان الغاز .
وقد تلافى هذا العيب بترتيب الصمامات فى وضع مقلوب , مما أدى إلى تحسي معدل
الملء بشكل ملحوظ . ولكن ترتيب الصمامات فى هذا الوضع - على أية حال - يستلزم عدداً
أكبر من المكونات .
وهناك طرازان متميزان من الصمامات
المقلوبة
تصنع الأسطوانات ورأس الأسطوانات (وش السلندر) إما من الحديد الزهر الرمادى
أو من مسبوكات المعادن الخفيفة . وعادة ما يوجد حيز الإنضغاط برأس الأسطوانة لتسهيل
التشغيل المكنى للأسطح الفعالة من الأسطوانة .
ولما كان
الأسطح الفعالة من الأسطوانات معرضة للتآكل فى أثناء العمل نتيجة لضغط الكباسات
الجانبى , لذلك ينبغى إعادة خراطة كتلة الأسطوانات من الداخل عند إجراء الإصلاح
العام (العمرة العمومية) - أى أنه يتم توسعها حسب درجة التآكل الحادث
.
ويمكن عموماً إعادة خرط الأسطوانة وثقلها ثلاث مرات
من الداخل فقط ، نظراً لتناقص تخانة جدار الأسطوانة بعد كل مرة . ولتفادى استبدال
كتلة الأسطوانة بعد هذه المرات الثلاث تكبس بالأسطوانة بطائن (شميزات) تعمل بمثابة
الأسطوانات الأصلية تماماً .
وقد أخذت التصميمات
الحديثة بتركيب بطائن الأسطوانات من البداية , وقد تكون هذه البطائن جافة يحيط بها
غلاف (قميص) من الحديد الزهر الرمادى أو المعدن الخفيف ويلامسها بطول محيطها الكلى
, أو قد تكون مبتلة محكم رباطها من أعلى ومن أسفل فى حين تحيط مياه التبريد
بمنطقتها الوسطى مباشرة .
ويتطلب عند جمع المحرك مراعاة النظافة التامة
, فقد تعمل الجذاذات المعدنية (الرايش ) أو الأتربة على سرعة إتلاف جدار الأسطوانة
أو الكباس .
وينبغى العناية كذلك بجودة تركيب الحشيات
(الجوانات) , فقد تؤدى الحشيات البارزة فى حيز الاحتراق إلى تكوين رواسب الزيت
الكربونية , وبالتالى زيادة الاحتكاك وتآكل الأسطوانة قبل الأوان
.
ويؤدى التشغيل السليم لمحرك السيارة إلى التقليل من
تآكل الأسطوانات إلى أقل حد ممكن ، وللتوصيل إلى ذلك ينبغى الإلمام بكيفية التشغيل
والضبط الصحيح للمغذى (الكاربوراتير ) عموماً , علاوة على العناية الخاصة باستخدام
أنسب أنواع الزيوت والوقود .
وفى أثناء فترة تليين
المحرك ينبغى عدم تحميله إجهادات ذائدة . وبالإضافة إلى ذلك , فإن التبريد له تأثير
كبير على تآكل المحرك . وحتى يمكن تفادى السخونة الزائدة للمحرك فإنه ينبغى العناية
بالمشع(الراديتير) وعدم السماح بتكوين رواسب به .
وعند
ترك السيارة فى الجراج فترات طويلة ينبغى ملء حيزات الاحتراق بالزيت حتى لا تصدأ
الأسطوانات .
وتوضع حشية (جوان) , مصنوعة من الأسبستوس مع
النحاس أو الأسبستوس مع الحديد (الصفيح) , بين سطح كتلة الأسطوانات المجلخ بدقة
وبين رأس الأسطوانات (وش السلندر) لإحكام ربطهما معاً , ومنع التسرب من أى فتحة من
الفتحات - مثل فتحات مياه التبريد وفتحات مسامير الرباط - وعزل حيزات الإنضغاط عن
بعضها البعض .
وبعد استبدال حشية (جوان) جديدة بأخرى
تالفة , وبعد تركيب رأس الأسطوانة (وش السلندر) فى موضعه بعناية , ينبغى إحكام رباط
المسامير مرتين أو ثلاث مرات كلما قطعت السيارة مسافة 200 كم لتفادى تسرب مياه
التبريد من الحشية من أضيق أجزائها .
ويؤدى الاستمرار
فى استخدام الحشية التالفة إلى دخول الغازات المحترقة فى الأسطوانات المجاورة ,
وبدلاً من دخول خليط الوقود والهواء فقط - المتكون فى المغذى (الكاربوراتير ) - إلى
إحدى الأسطوانات فى أثناء شوط السحب , مؤدية إلى النسبة المضبوطة للخلط , وبالتالى
التأثير إلى حد بعيد على عمل المحرك وعمر استخدامه . وعلاوة على ذلك يعجز الإنضغاط
حينئذ عن الوصول إلى القيم المحددة له .
ويصبح الموقف
أشد سوءاً عندما تتلف الحشية وتسمح بالتسرب إلى دورة التبريد , حيث تتمكن مياه
التبريد من الدخول إلى فراغات الأسطوانات فتتسبب فى حدوث تلفيات خطيرة أو إتلاف كل
المحرك .
وبالإضافة إلى ذلك فقد ينخفض ضغط خليط الوقود
والهواء بسبب وجود المواضع التالفة بالحشية فى أثناء شوط الإنضغاط . ويمكن اكتشاف
هذا العطل بظهور فقاعات فى الماء الموجود بالمشع (الراديتير) المملوء إلى نهايته
عندما يكون المحرك دائراً بسرعة منخفضة .
ويجب على أية
حال عدم الخلط بين ظهور الفقاعات فى مياه التبريد فى هذه الحالة وبين ظهورها فى
حالة التبريد الجوى .
وعند تركيب الحشية الجديدة ينبغى
مراعاة عم بروز أى جزء منها أو إنضغاطه داخل حيزات الإحتراق أو مسارات مياه التبريد
نتيجة لإحكام الرباط , فقد يؤدى بروز أى جزء من الحشية إلى تكون رواسب زيت كربونية
تتسبب فى حدوث الإشعال المتقدم , وبالتالى ظهور الفرقعة (التصفيق) المعروفة بالمحرك
.
أما الأجزاء التى تبرز من الحشية فى مسارات التبريد
فتعمل على تضييق الممرات وخنقها , وقد تؤثر تأثيراً بالغاً على تبريد المحرك
.
وجدير بالملاحظة أن جميع تصميمات الحشيات ليست
متماثلة وترتب فتحات التزييت الجبرى على جانب واحد فقط , وخاصة فى المحركات ذوات
الصمامات العلوية (الرأسية) . وحتى لا تعترض الحشيات سبيل هذه الفتحات فتعوق سريان
الزيت , ينبغى فحص كل حشية بعناية قبل تركيبها .
.
مكونات المحرك
3ً. مجموعة التحكم فى
المحرك
تشمل مجموعة التحكم فى المحرك جميع الأجزاء التى
تتحكم فى دورة الأشواط , من توقيت لحركة الصمامات و كيفية التحكم فى الفتحات
.
وتتكون مجموعة توقيت حركة الصمامات بالمحرك الرباعى
الأشواط ذى الصمامات الرأسية (فى حالة وجود الصمامات برأس المحرك) من عمود الكامات
, والروافع (التاكيهات) , والصمامات بياياتها وأقراص اليايات (الأطباق ) ومخاريط
الصمامات , وأذرع دفع الصمامات , والأذرع المترجحة بمحاملها .
أما إذا كان عمود الكامات فوق الصمامات فلا داعى لوجود الروافع أو أذرع دفع
الصمامات شكل .
وأهم جزء فى مجموعة توقيت الحركة هو
الصمام . وهو عبارة عن جسم قرصى له وجه حلقى (2) , فى نهاية القرص (1) , وله ساق
(3) . ويتخذ وجه القرص شكلاً مخروطياً (زاوية 45 5) , وتجرى له عملية تجليخ وتحضين
(روديه) مع سطح مقعده (4) لمنع التسرب عن طريقه .
ولتسهيل عملية التجليخ والتحضين يفتح شق نافذ بطول رأس الصمام فى حالة
الصمام الكروى الشكل , أو تفتح فى جزء منه مثقبية (مشقبية) بطريق التفريز فى حالة
الصمام المسطح الشكل .
ويتكون السطح الإنتقالى - الواصل
بين قرص الصمام وبين ساقه - من منحنى إتصال , للحصول على مقطع انتقال متدرج ,
وتفادى إنكسار الصمام .
ويتم فتح الصمام برفع ساقه عن
طريق الرافعة وذراع الدفع والذراع المترجحة التى تتحرك بواسطة الكامات الموجودة
بعمود الكامات , أما القفل فيتم عن طريق ياى الصمام (5) .
ويتوقف معدل ملء الأسطوانات , وبالتالى أداء المحرك , على تصميم آليات
الصمام , وكيفية عملها , وللحصول على معدل ملء مناسب يجب تصميم الصمامات بأقراص
ومسافات تحرك كبيرة على قدر الإمكان .
ويحد من مسافة
تحريك الصمام (8) كل من عمود الكامات , والإشتراطات الخاصة بالحصول على تشغيل هادئ
, والقوى الديناميكية التى تتولد عند تشغيل الصمامات .
ويتطلب معدل الملء فى المحركات ذوات السرعات العالية مراعاة عدم تعريض خليط
الوقود والهواء المسحوب إلا لأقل إختناق ممكن عند مروره من مقطع الصمام المفتوح
.
وتصمم أبعاد يايات الصمامات المستخدمة فى القفل بحيث
تتبع الصمامات حركة الكامات بدون تمايل (إرتعاش) , ولو عند السرعات العالية .
وبالرغم من تعرض صمامات العادم لدرجات حرارة مرتفعة إلا أنها ينبغى أن تتميز
بقدراتها على إحكام الجلوس فى مقاعدها . وينتج عن ذلك تمدد سيقان الصمامات حرارياً
. ولذلك يجب ترك خلوص بكل آليات تشغيل مجموعة توقيت الحركة لضمان إحكام الصمامات
ومنع التسرب عن طريقها , ويصل هذا الخلوص فى المتوسط إلى 0.3 مم لصمامات السحب
وصمامات العادم وهى ساخنة . ولضبط الخلوص تزود الروافع أو الأذرع المترجحة ضبط او
مسامير مركزية .
وإذا كان خلوص صمام السحب زائد على
الحد , فلن يكون معدل ملء الأسطوانات بخليط الوقود والهواء كافياً . كما أن الخلوص
الزائد فى صمام العادم يؤدى إلى اعتراض سبيل الغازات الساخنة العادمة وإعاقة طردها
بالدرجة الكافية .
ويمكن الإحساس بالخلوص الزائد فى
الروافع عن طريق الأصوات الإصطكاكية التى تسمع عند دوران المحرك . أما إذا كان خلوص
الروافع أقل من اللازم فإن قفل الصمامات لا يكون كافياً , مما يؤدى إلى إحتراقها
بسرعة , وفى هذه الحالة تكثر عمليات الإصلاح . ولذلك ينبغى مراجعة خلوص الروافع
بواسطة المجس (الفلر) .
يتسبب النقص الشديد فى الخلوص
فى عد إحكام قفل الصمام . ويتوقف مقدار الخلوص على درجة السخونة وطول ساق الصمام ,
وعند ضبط الصمامات يجب المحافظة على الخلوص المحدد فى مواصفات المصنع المنتج
.
ويتطلب أنسب معدل لملء الأسطوانات أن يتم فتح صمام
السحب بسرعة - أى أن يتصل الصمام إلى أقصى مسافة لتحركة بأسرع ما يمكن - وأن يظل
مفتوحاً فترة طويلة , ثم يقفل بسرعة مرة أخرى .
وتختلف
كيفية التحكم فى الصمامات الرأسية عنها فى حالة الصمامات المقلوبة . ويعتبر الشكل
الهندسى لحيز الإنضغاط من أهم العوامل التى تحدد أقصى نسبة للإستفادة للوصول لأعلى
قيمة للإنضغاط , وبالتالى جودة أداء المحرك . كما أن ترتيب الصمامات من العوامل
المهمة .
وقد سبق القول بأن وسيلة التحكم فى الصمامات
المرتبة فى ترتيب رأسى أقل تعقيداً فى تصميمها , إلا أنه يعاب عليها تسببها فى
إنخفاض معدل ملء المحرك نتيجة للتغير فى اتجاه سريان الغاز .
وقد تلافى هذا العيب بترتيب الصمامات فى وضع مقلوب , مما أدى إلى تحسي معدل
الملء بشكل ملحوظ . ولكن ترتيب الصمامات فى هذا الوضع - على أية حال - يستلزم عدداً
أكبر من المكونات .
وهناك طرازان متميزان من الصمامات
المقلوبة
