آلية التوقيت Timing Mechanism

آلية التوقيت Timing Mechanism:

تقوم آلية التوقيت بتنفيذ الوظائف التالية:

- التحكم بفتح وإغلاق صمامات الامتصاص لتأمين عملية شحن الأسطوانة بالهواء أو الخليط القابل للاحتراق. - التحكم بفتح وإغلاق صمامات الإفلات لتأمين عملية طرد مخلفات الاحتراق من حجرة الاحتراق.

يتم فتح وإغلاق الصمامات بواسطة آلية تشغيل الصمامات المبينة على الشكل التالي حيث يتعشق المسنن الأساسي المركب على نهاية عمود المرفق مع مسنن التوقيت الذي يرتبط مع عمود الكامات.

يؤدي دوران عمود الكامات إلى دوران الكامة (المركبة عليه) ودفع البكرة التابعة للكامة فتضغط على قاعدة الذراع الدافع، ويقوم الذراع برفع النهاية المرتبطة مع الذراع المتأرجح وخفض النهاية الأخرى لهذا الذراع، التي تقوم بدورها بالضغط على رأس الصمام.

تكون قوة الضغط كافية للتغلب على مقاومة النابض مما يؤدي إلى هبوط الصمام نحو الأسفل وبالتالي فتح الممر الذي كان يغلقه.

مبدأ عمل الصمام

إن فتح وإغلاق الصمامات في النقاط الميتة العلوية والسفلية لا يؤمن المتطلبات اللازمة العملية الامتصاص والإفلات حيث أنه يجب ترك صمام الامتصاص مفتوحاً بعد عبور المكبس للنفطة الميتة السفلى حتى يتسنى الاستفادة من التخلخل المتشكل في بداية شوط الانضغاط لسحب كمية إضافية من الشحنة كما أنه من الضروري فتح صمام الإفلات قبل وصول المكبس إلى النقطة الميتة السفلى حتى نفسح المجال أمام الغازات ذات الضغط العالي لمغادرة الأسطوانة قبل أن يبدأ المكبس شوط الصعود إلى الأعلى وذلك لتخفيف المقاومة والعمل المبذول أثناء التكنيس.

كذلك يجب الاستفادة من هواء الشحنة الجديدة لطرد مخلفات الاحتراق خارج الأسطوانة أي يجب أن يبقى كلا الصمامين مفتوحاً خلال فترة معينة في بداية كل دارة ويبين الشكل التالي مخطط توقيت نموذجي لمحرك رباعي الشوط.

مخطط توقيت نموذجي لمحرك رباعي الشوط

النقطة A قبل النقطة الميتة العليا بما يزيد على °30، النقطة B بعد النقطة الميتة السفلي بما يزيد على °50، النقطة D قبل النقطة الميتة السفلى بحوالي °45، النقطة E بعد النقطة الميتة العليا بحوالي °15، حقن الوقود قبل النقطة الميتة العليا.

تمثل مواقع النقاط XBCDY دورتين من دورات عمود المرفق، بينما تمثل النقطتان X -  yموقعي النقطة الميتة العليا و السفلي على التوالي.

كما أن المخطط بكامله AXBCDYFE يمثل فترة تزيد قليلاً عن دورتين كاملتين العمود المرفق ولكنه يمثل دارة كاملة عاملة للمحرك، بذلك نجد أن العمليات التي تتم في الدارة الواحدة تنطبق مع بعض العمليات التي ستجري في الدارة التي تليها (المجال FE)، من الشكل السابق نجد أن صمام الامتصاص يفتح في النقطة A ويغلق في B ويبدأ الاحتراق في النقطة C.

خلال شوط النزول الثاني للمكبس يفتح صمام الإفلات في النقطة D ولا يغلق إلا عند وصوله إلى النقطة E.

من الواضح إذاً أن كلا الصمامين يبقى مفتوحاً خلال فترة معينة من دوران عمود المرفق الممثلة بالزاوية AOE وتعرف هذه الزاوية بزاوية تطابق أو تراكب الصمامات.

وهكذا فإن المهمة الرئيسية للصمام هي وصل جوف الأسطوانة إما بمجمع الامتصاص أو بمجمع الإفلات في اللحظات المواتية من الدارة ويمكن تصنيف المحركات بصورة عامة بالنسبة لموقع الصمامات إلى عدة أنواع:

• صمامات كاماتها علوية  Overhead Valves (O. H.V)للمحركات السريعة.
• صمامات كاماتها جانبية ((SV side valves.
• صمامات کاماتها سفلية.

        علوية                                              جانبية                                                 سفلية

مواقع الصمامات

توجد أنواع مختلفة من الصمامات إلا أن أكثرها شيوعاً واستعمالاً هو الصمام الذي يشبه شكل الفطر المبين على الأشكال السابقة.

تركب الصمامات إما مباشرة في رأس الأسطوانة أو ضمن هيكل خاص بها، يتيح النوع الأول إمكانية زيادة قطر الأسطوانة بينما يسمح النوع الثاني بإجراء عمليات الصيانة دون اللجوء إلى فك غطاء الأسطوانات.

مقارنة توقيت الصمامات في المحركات رباعية الشوط ( الأعلى ) و ثنائية الشوط الأسفل

ثمة صمامات تصريف مصممة للدوران أثناء قيامها بعملها وذلك لتحاشي تجمع التآكل والصدأ في مواقع محددة منها، حيث يؤدي دورانها إلى توزع الحرارة بشكل متماثل عند جميع أجزاء الصمام وعدم التعرض لإجهادات حرارية فائقة.

ويبين الشكل التالي الصمام المعروف تجارية Rot cap والمستخدم في محركات شركة Pielstick (الفرنسية) الذي يدور بمعدل 3 إلى rpm 4 كما يبين الشكل نموذجاً آخر يوجد في بعض محركات شركة MAN.

تصاميم خاصة لصمام الخروج

يحوي محور الكامات على مساند ارتکاز توزع على المحور حسب ترتيب عمل أسطوانات المحرك وحسب زوايا فتح وإغلاق الصمامات كما توجد عليه مسننات وحدبات لتشغيل مضخة الزيت ومضخة الوقود.

 في المحركات رباعية الأشواط يدور محور الكامات بنصف سرعة دوران عمون المرفق (لأن