Tweet
يعرف كل من لديه خلفية عن محركات السيارات ان عمود الكامة هو جهاز التوقيت الخاص بالمحرك حيث انه يتولى عمليات فتح وغلق صمامات الوقود والعادم ، كما انه يتولى تشغيل بعض ادوات المحرك مثل مضحة الوقود فى المحركات القديمة ووموزع الشرارة
كما يعرف المهتمين بتطوير المحركات ان التطوير فى الفترة الاخيرة اتجه الى احلال بدائل الكترونية لكل المنظمات الميكانيكية الموجودة فى المحرك، فشاهدنا فى البداية الاشعال الاكترونى يحل محل الاشعال التقليدى(دائرة الكترونية مكان الأبلاتين والكوندنسر ) ثم تلاه الحقن الإلكترونى الذى حل محل الكاربراتير، ودائما كانت الحلول الالكترونية تعطى مساحة للمرونة فى الأداء بشكل افضل من بدائلها الميكانيكية، فشاهدنا كيف يمكن لبرنامج الحقن الاكترونى ان يطوع نفسه لاعطاء كميات مختلفة من الوقود بحسب حالة المحرك والحمل وكفاءة الاحتراق والتسارع، كل ذلك من خلال نفس الرشاش ، بدلا عن المنظومات الميكانيكية المتعددة والمعقدة الموجودة فى الكاربراتير وبرغم ذلك لم تكن بنفس كفاءة الحقن الإلكترونى
فى السنوات الاخيرة توجه نظر مطورى السيارات الى الصبابات ومعدل فتحها وغلقها، وكيف يمكن تطويعهما لاحتياجات الأداء المختلفة للمحرك، او بالأصح الخروج من الورطة الشهيرة الخاصة ب"استهلاك قليل على السرعات المنخفضة واداء مرن ومستجيب فى لحظة الاحتياج للتسارع والسرعات العالية وكل ذلك من نفس المحرك"
كانت الأفكار التى قدمتها الشركات المختلفة فى هذا الصدد مركزة فى الأساس على ابتكار عمود كامة مرن تتكون كل كامة من كاماته من عدة اجزاء بحيث يستطيع ان يغير زاوية الكامات بالنسبة لبعضها مما يمكن ان يقلل وقت فتح الصبابات على السرعات المنخفضة متيحا استهلاك قليل ويزيد من وقت فتح الصبابات على السرعات العالية متيحا اداء رياضى، فيما عرف باسم "توقيت الصمامات المتغير"variable valve timing او اختصارا vvt ، وهى فلسفة التطوير التى تذكرنا بما حدث فى الكاربراتير فى اواخر ايامه حيث تم تطوير منظومته الميكانيكية واضافة العديد من الاجزاء له (مثل بابين او 3 او 4 بدلا من باب واحد، مضخة تسارع، سولينويد كهربى لسرعة السلانسيه، سخان اوتوماتيكى للمحرك، ربط هوائى مع موزع الشرارة، رافع سرعة السلانسيه للتكييف....الخ) وكلها لتحيق اداء مرن،
ومع ذلك تمت الاطاحة بهذا كله بأربعة رشاشات كهربية وبرنامج حقن الكترونى
كانت الأفكار التى قدمتها الشركات المختلفة فى هذا الصدد مركزة فى الأساس على ابتكار عمود كامة مرن تتكون كل كامة من كاماته من عدة اجزاء بحيث يستطيع ان يغير زاوية الكامات بالنسبة لبعضها مما يمكن ان يقلل وقت فتح الصبابات على السرعات المنخفضة متيحا استهلاك قليل ويزيد من وقت فتح الصبابات على السرعات العالية متيحا اداء رياضى، فيما عرف باسم "توقيت الصمامات المتغير"variable valve timing او اختصارا vvt ، وهى فلسفة التطوير التى تذكرنا بما حدث فى الكاربراتير فى اواخر ايامه حيث تم تطوير منظومته الميكانيكية واضافة العديد من الاجزاء له (مثل بابين او 3 او 4 بدلا من باب واحد، مضخة تسارع، سولينويد كهربى لسرعة السلانسيه، سخان اوتوماتيكى للمحرك، ربط هوائى مع موزع الشرارة، رافع سرعة السلانسيه للتكييف....الخ) وكلها لتحيق اداء مرن،
ومع ذلك تمت الاطاحة بهذا كله بأربعة رشاشات كهربية وبرنامج حقن الكترونى
صورة لعمود كامات بنظام التوقيت المتغير VVT
ويبدو ان هذه قد يكون المصيرالمتوقع لعمود الكامة، والذى يعكف الكثيرون على تطويره ميكانيكيا حاليا حيث انه برغم المجهودات المبذولة فى هذا الصدد لكن لا يمكن الوصول الى مرونة لانهائية باستخدام منظومة ميكانيكية ، ولذلك تتجه افكار بعض الشركات، ربما قد يكون اسبقها فى هذا المضمار شركة bmw وشركة فيات وشركة فورد لانتاج محرك بدون عمود كامات اطلاقا
ما الميزة التى سنحصل عليها من انتاج محرك بدون كامات:
بالاضافة الى ما تحدثنا عنه سابقا من وجود حدود قصوى لمرونة الاداء باستخدام عمود الكامة، فان فتح وغلق الصبابات يستهلك جزء لا بأس به من قدرة المحرك للتغلب على مقاومة سوستة الصباب الى جانب التغلب على ضغط الغاز فى الجهة الأخرى من الصباب، الى جانب طاقة تدوير عمود الكامات، وهو ما يساوى حوالى 25% من الطاقة المستهلكة فى السلانسيه، وبالتالى فان توفير هذة الطاقة يشكل تحديا مغريا لمهندسى تصميم السيارات
كيف ستعمل الصبابات اذن؟
ستعمل بنفس الفكرة التى تعمل بها الرشاشات الخاصة بالحقن الإلكترونى
نسأل اذن كيف تعمل الرشاشات؟
كل رشاش هو عبارة عن صمام كهربائى solenoid valve ، والصمام الكهربى او البلف الكهربى هو ببساطة بلف او محبس (مثل المحابس الموجودة بالمنزل) لكنه بدلامن ان يفتح او يغلق بواسطة يد يتم لفها يديويا يفتح بواسطة مغناطيس كهربى، عند امرار تيار كهربى به يتمغنط ويقوم بجذب قلب المحبس فيفتح الطريق لمرور البنزين وعند زوال التيار الكهربى عن المغناطيس يفقد مغنطته
رسم تركيبى للمحبس الكهربى
صورة محبس كهربى يستخدم فى الأغراض العادية
صورة تركيبية لرشاش الحقن الإلكترونى
صورة مقطعية لرشاش الحقن الإلكترونى
صورة رشاش حقن الكترونى
اتجهت بداية الابحاث لعمل صبابات محرك كهربية من نفس البداية ، لكن واجهتها عدة مصاعب ربما كان اهمها ان نظام محبس السولينويد هو نظام اما ان يكون مفتوح ا بالكامل او مغلقا بالكامل (اى لا يمكن ان نصل الى وضع يكون فيه المحبس مفتوح 50% مثلا) وبالتالى فهذا سيضيع مميزات المرونة فى الفتح والغلق، لذلك فان المطورين بدأو يطورون مجموعة من الانظمة ، منها ما يعتمد على مكبر هيدروليكى(اى ان السولينويد يقوم بفتح الطريق لزيت يقوم هو بضغط الصباب ليفتح) مثل الصورة التالية
ومنها ما يعتمد على منظومة ميكانيكة لخلق وقت يستغرقه البلف فى الفتح والقفل وهو النوع الذى تطوره شركة فاليو الشهيرة المتخصصة فى انتاج قطع الغيار وذلك تمهيدا لطرحه المتوقع فى موديلات 2009 من السيارة فيات 500 نوفا
شكل تصورى لصبابات فاليو الكهربية
شكل تصورى لصبابات فاليو داخل المحرك
صبابات فاليو الكهربائية من الخارج
صبابات فاليو الكهربائية من الخارج
وهكذافان المحرك سيعتمد على معرفة مواعيد الفتح والغلق من حساس عمود الكرنك ، والذى بناء على بلاغاته وعلى حسابات الاستهلاك والحمل والتسارع ونمط القيادة ستقوم وحدة التحكم الألكترونى بابلاغ البلوف الكهربية بالفتح والغلق ، ليلحق عمود الكامة بالكاربراتير الى احد الرفوف فى متحف المحركات ربما فى خلال سنوات قليلة كما حدث مع الكاربراتير
__________________________________________________ _________________________
الموضوع من مجهودى الشخصى، قمت بتجميع مادته وصوره بالكامل دون نقل من مواضيع جاهزة، والصياغة بالكامل تعود لى، واحتفظ بحق المسائلة لأى جهة تقوم بنقله بدون الرجوع لى(خالد عمر-سبعاوى 22-8-2008)
__________________________________________________ _________________________
الموضوع من مجهودى الشخصى، قمت بتجميع مادته وصوره بالكامل دون نقل من مواضيع جاهزة، والصياغة بالكامل تعود لى، واحتفظ بحق المسائلة لأى جهة تقوم بنقله بدون الرجوع لى(خالد عمر-سبعاوى 22-8-2008)
Comment