5.8 عمود الحدبات (cam shaft)
عمود الحدبات عبارة عن جسم دوار عادة ما يكون مصنوعًا من المعدن يحتوي على حدبات مدببة ، والتي تحول الحركة الدورانية إلى حركة متبادلة، وتستخدم أعمدة الكامات في محركات الاحتراق الداخلي لتشغيل صمامات السحب والعادم ، تصنع أعمدة الكامات في السيارات من الفولاذ أو الحديد الزهر ، يعتبر عمود الحدبات عامل رئيسي في تحديد نطاق RPM لنطاق قدرة المحرك. [8]
لتشغيل صمامات السحب والعادم يتكون عمود الحدبات من قضيب أسطواني يمتد بطول اسطوانات المحرك مع عدد من الحدبات بطولها واحدة لكل صمام. يفرض فص الحدبه فتح الصمام بالضغط على الصمام كما مبين في الشكل اسفل.
تصنع أعمدة الحدبات من المعدن كما موجوده في الشكل اسفل وعادة ما تكون صلبة ، على الرغم من استخدام أعمدة الكامات المجوفة في بعض الأحيان. عادةً ما تكون المواد المستخدمة في عمود الحدبات إما:
- الحديد الزهر: تستخدم أعمدة الحدبات المصنوعة من الحديد المبرد بشكل شائع في الإنتاج بكميات كبيرة ، وتتميز بمقاومة جيدة للتآكل لأن عملية التبريد تقويها ،يتم إضافة عناصر أخرى إلى الحديد قبل الصب لجعل المادة أكثر ملاءمة لتطبيقها.
- الصلب :عند الحاجة إلى عمود كامات عالي الجودة أو إنتاج منخفض الحجم ، يختار بناة المحرك ومصنعي أعمدة الكامات قضبان الصلب ، هذه عملية تستغرق وقتًا طويلاً ، وهي أغلى بشكل عام من الطرق الأخرى.[9]
عادة ما تكون طريقة تصنيع عمود الحدبات إما بالطرق أو بالآلات (باستخدام مخرطة معدنية أو آلة طحن) أو الصب أو التشكيل المائي.
يتم تحديد مخطط الصمامات وفقًا لعدد أعمدة الكامات لكل بنك أسطوانة لذلك ، يشار إلى محرك V6 بإجمالي أربعة أعمدة كامات (اثنان لكل مجموعة أسطوانة) على أنه محرك عمود كامات علوي مزدوج ، على الرغم من أنه يشار إليه بالعامية أحيانًا باسم محركات “رباعية الكامات”.
اهميه عمود الكامه وطريقه تشغيله
يعد التحكم الدقيق في موضع وسرعة عمود الحدبات أمرا بالغ الأهمية في السماح للمحرك بالعمل بشكل صحيح، يتم تشغيل عمود الحدبات بشكل عام بنصف سرعة العمود المرفقي كما هو كوجود في الشكل اسفل بالضبط إما بشكل مباشر ،و عادة عبر حزام توقيت مطاطي مسنن أو سلسلة أسطوانية فولاذية تسمى سلسلة التوقيت، كما تم استخدام التروس أحيانًا لقيادة عمود الحدبات، و في بعض التصميمات يقوم عمود الحدبات أيضًا بتشغيل الموزع ومضخة الزيت ومضخة الوقود ،في تطبيقات الخدمة القاسية ، مثل الجرارات الزراعية ، والمحركات الصناعية ، ومحركات الطائرات التي تعمل بالمكبس ، والشاحنات الثقيلة ، تكون أعمدة الحدبات التي تعمل بالتروس شائعة ، نظرًا لبساطتها الميكانيكية وعمرها التشغيلي الطويل.
5.9 الصمامات (valves)
الصمامات هو جزء ميكانيكي يوجد نوعين من الصمامات ، صمام السحب و صمام العادم ، و صمام السحب له قطر أكبر من صمام العادم ، مما يزيد من تدفق الهواء إلى الأسطوانة ، ويجب أن يتحمل صمام العادم درجات حرارة أعلى من صمام السحب لأن الهواء المتدفق عبر صمام السحب يحافظ على صمام السحب عند درجة حرارة منخفضة ومع ذلك ، يجب أن تنقل كل من صمامات السحب والعادم حرارتها إلى رأس الأسطوانة وإلا فإنها ستحترق ، ويكون عملهما في اشواط المحرك كالاتي:
- شوط السحب: يتم فتح صمام السحب و يدخل الهواء في غرفه الحريق و يكون في نفس الوقت صمام العادم مغلق.
- شوط الضغط: يتم فيه اغلاق صمام السحب بحيث لا يتم تسريب اي من الغازات في هذا الشوط فيكون كلا الصمامين مغلقان.
- شوط القدره: يظل الصمامين صمام العادم و صمام السحب مغلقين حتي يصل المكبس الي النهايه السفلي.
- شوط العادم: يظل صمام السحب مغلق و يفتح صمام العادم لاخراج نواتج الاحتراق من الاسطوانه و يدفع المكبس العادم من الاسطوانه الي ان يصل الي النهايه العلويه للاسطوانه بعدها ينتهي شوط العادم يتم تكرار العمليه مجددا.
يمكن تخليص هذا في هذا الجدول اسفل ليوضح متي تفتح وتغلق الصمامات:
| الاشواط | صمام السحب ( intake valve ) | صمام العادم ( exhaust valve ) |
| شوط السحب | مفتوح | مغلق |
| شوط الضغط | مغلق | مغلق |
| شوط القدره | مغلق | مغلق |
| شوط العادم | مغلق | مفتوح |
اجزاء صمامات العادم و السحب:
- دليل الصمامات Valve guide:يضمان دقة حركة الصمام.
- سداده الصمام Valve seal: منع أي تسرب في دليل الصمام.
- ماسك الصمام (أقفال) Valve keeper: قم بتأمين الصمام عن طريق تثبيت أخدود الصمام.
- زنبورك الصمام Valve spring :يستخدم لقفل الصمام في مكانه وضمان إغلاق الصمام في وضع الاغلاق.
- ماسك الزنبروك Spring retainer:يمسك الزنبرك من الارتداد وانقل قوى الزنبروك إلى جلبه التثبيت.
- جلبه التثبيت Retainer sleeve:تم تصميم جهاز تثبيت الزنبرك لتثبيت طرف جذع الصمام في مكانه، وهذا يسمح لذراع الروك بالعمل مباشرة على الصمام ونقل قوة الزنبرك لماسك الصمام.
- برغي التابيت Tappet screw:إعطاء تحمل متغير لتوقيت الصمام.[10]
وكما هو موضح في الصوره اسفل اجزاء الصمام في محرك الديزل.
عدد صمامات السحب و العادم يختلف من تطبيق لاخر فيتم ذياده صمامات السحب لادخال هواء اكثر للاصتوانه لزياده الكفائه و القدره للمحرك ما فس سيارات السباق ، يتم مراعاته في تصنيع الصمامات ان صمام السحب اكبر من صمام العادم ، و يتم معالجه صمام العادم ليكون مقاوم للحراره اكثر من صمام السحب، و يتم تمدد قعده الصمام بسبب الحراره عند التشغيل فيكون هناك نسبه 1 درجه بين القعده و الصمام تحسبا للتمدد، يجم ان يكون جزء كبير ملامس لقعده الصمام حتي يتم نقل الحراره من الصمام الي القعده بصوره افضل ولكي لا يتم تلف الصمام.[11]