عمود الحدبات مهم للوظيفة الأساسية للمحرك. تتكون من جزأين متميزين ، الكاميرات والعمود ، عمود الحدبات هو العنصر الذي يمكّن الصمامات من الفتح. عندما يدور العمود ، تدفع الكامات على شكل بيضة (أو "الفصوص") الصمامات لتفتح بالتزامن مع ترس العمود المرفقي.
تحديد عمود الحدبات
في محركات الكاميرات العلوية الحديثة (OHC) ، يوجد عمود الحدبات في رأس الأسطوانة. تحتوي محركات OHC (SOHC) المفردة على حدبة واحدة لكل بنك ، وعادة ما يتم تركيبها بين سيقان الصمام. تنقل أذرع الروك حركة SOHC إلى الصمامات. تحتوي محركات OHC المزدوجة (DOHC) على حدبتين لكل بنك ، وعادة ما تكون مباشرة فوق سيقان الصمام ، واحدة لصمامات السحب والأخرى لصمامات العادم. تنتقل القوة مباشرة إلى الصمام. يحتوي محرك i4 (رباعي الأسطوانات) SOHC على عمود كامة واحد ، بينما يحتوي محرك V6 أو V8 SOHC على اثنين. يحتوي محرك i4 DOHC على عمودين ، بينما يحتوي محرك V6 أو V8 DOHC على أربعة أعمدة كامات. تحتوي محركات الكامات العلوية على ثلاثة إلى خمسة صمامات لكل أسطوانة ، ولكن عادةً ما يكون هناك صمامان للدخول وصمامان للعادم.
أقدم المحركات وعدد قليل من الأحدث محركات "pushrod" لديك عمود حدبات واحد في كتلة الأسطوانة. تنقل أذرع الدفع المعدنية الطويلة حركة عمود الحدبات إلى أذرع التأرجح ، والتي تنقل هذه الحركة إلى الصمامات. عادةً ما تحتوي محركات Pushrod على صمامين أو ثلاثة صمامات لكل أسطوانة ، وعادةً ما يكون صمام سحب واحد وصمام عادم واحد.
يتم طحن عمود الكامات النموذجي من فراغ مصنوع من الصلب المصبوب. قد يتم طحن بعض أعمدة الكامات المخصصة والأداء من كتلة فولاذية صلبة.
كيف تعمل أعمدة الكامات
عندما يدور عمود الحدبات ، تتحرك فصوص الكامة لأعلى ولأسفل. في محركات DOHC ، تؤدي كل دورة دورانية إلى دفع شحمة حدبة واحدة للصمام لأسفل ، وفتحه في الأسطوانة. وبالمثل ، في محركات SOHC ومحركات الدفع ، يدفع فص الكامة أذرع الكرسي الهزاز (أو أذرع الدفع) من ثم أذرع الروك) ، فتح الصمام. عندما يدور شحمة الكامة أكثر ، فإن زنبرك الصمام يدفع الصمام للخلف ويغلقه.
عادةً ما يتم توصيل عمود الكامات بالعمود المرفقي باستخدام أ سلسلة التوقيت أو حزام التوقيت. في بعض محركات الدفع ، يمكن أيضًا استخدام تروس التوقيت. يحتوي ترس عمود الكامات على ضعف عدد أسنان ترس العمود المرفقي ، مما يسمح له بالدوران بنصف سرعة العمود المرفقي. يحتوي عمود الكامات على أربع ضربات متميزة: السحب ، والضغط ، والطاقة ، والعادم.
تصنع أعمدة الكامات الشائعة لتتناسب مع خصائص التشغيل النموذجية وقد تزيد من كفاءة الانطلاق على الطرق السريعة أو القوة المنخفضة. وبالمثل ، يشير مصطلح "رفع" الصمام إلى ارتفاع الفص بالنسبة لمركز العمود ، والذي يحدد مدى فتح الصمام. في أعمدة الكامات الثابتة ، هذا غير قابل للضبط ، ولكن هناك ظروف قد "يتنفس" فيها المحرك بشكل أفضل إذا تمكنت الصمامات فقط من الفتح أكثر من ذلك بقليل. أيضًا ، قد يفتح عمود الحدبات الثابت صمام السحب بمقدار 10 درجات قبل TDC (BTDC) ويغلقه بعد القاع بـ 5 درجات المركز الميت (ABDC) وافتح صمام العادم 15 درجة قبل المركز الميت السفلي (BBDC) وأغلقه 5 درجات ATDC. يشار إلى هذا باسم مدة فتح الصمام. هذا يعمل بشكل جيد في المتوسط لكنه لا يتفوق في أي حالة قيادة واحدة.
وظائف عمود الحدبات المتخصصة
التوقيت مهم. يجب أن تفتح الصمامات وتغلق على فترات زمنية محددة فيما يتعلق بموضع الأسطوانة. على سبيل المثال ، عندما تصل الأسطوانة رقم 1 إلى أعلى المركز الميت (TDC) على شوط العادم ، يقوم عمود الكامات بفتح صمامات السحب وإغلاق صمامات العادم. في الوقت نفسه ، قد تصل الأسطوانة رقم 3 إلى TDC على شوط الانضغاط ، لذلك سيترك عمود الكامات تلك الصمامات مغلقة.
أعمدة الكامات المزودة بتوقيت الصمام المتغير (VVT) تستخدم المحركات الهيدروليكية تقدم أو يؤخر توقيت الصمامات بالنسبة لزاوية العمود المرفقي. يتيح VVT كفاءة عالية السرعة أو طاقة منخفضة السرعة.
باستخدام أعمدة الكامات المتخصصة لرفع الصمامات المتغيرة (VVL) والملفات اللولبية التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر أو المشغلات الهيدروليكية ، يمكن لـ ECM الاختيار بين اثنين رفع الصمام خيارات ، حسب طلب السائق.
في المركبات ذات الحقن المباشر للوقود ، وبعض محركات الديزل ، ومعظم محركات الحقن المباشر للبنزين ، فإن مضخة وقود عالية الضغط (HPFP) يقودها فص على أحد أعمدة الكامات.
مشاكل عمود الحدبات الشائعة
نظرًا لأن عمود الكامات مكون صلب صلب ، فهو ليس عرضة للتآكل أو الكسر. في معظم المحركات ، سوف تبلى الأجزاء الأخرى قبل عمود الكامات. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من مشاكل عمود الحدبات الشائعة التي قد تنشأ.
- تلبس Cam Lobes (وتسمى أيضًا "محو" أو "جلد") تشير إلى فصوص الكامة التي تم تهالكها. لن تفتح فصوص الكامة البالية الصمامات بالقدر المطلوب ، مما يؤدي إلى ضعف أداء المحرك واختلال الأسطوانة. إذا كان هذا يؤثر على HPFP ، فإن ضغط الوقود غير الكافي سيؤدي إلى انبعاثات أعلى واختلال عشوائي.
- الرافعات البالية لا تشير إلى مشكلة عمود الحدبات الحصرية ، ولكن يمكن أن تكون مدفوعة بعمود الكامات. لن يرفع الرافع البالي الصمام بقدر ما هو مقصود ، إذا كان موجودًا على الإطلاق ، وعادة ما يتم سماعه كملف قعقعة أو التنصت في غطاء الصمام.
- عمود الحدبات المكسور يشير إلى فشل ذريع في عمود الحدبات. قد يكون هذا عيبًا في التصنيع أو ناتجًا عن ضبط عمود الكامات. في محركات الدفع ، يمكن أن يتسبب عمود الكامات المكسور في إتلاف قضبان التوصيل أو كتلة الأسطوانة أو المكابس أو العمود المرفقي بشكل كبير. في محركات التداخل ، قد يؤدي عمود الكامات المكسور إلى إتلاف رأس الأسطوانة أو الصمامات أو المكابس.
كل هذه المشاكل الثلاثة سببها نقص صيانة المحرك المناسبة. امنع مشاكل عمود الكامات من خلال إجراء تغييرات منتظمة في زيت المحرك باستخدام زيت عالي الجودة ، مع الالتزام بالشركة المصنعة توصيات بخصوص الفاصل الزمني لتغيير الزيت ونوع الزيت ولزوجة الزيت وتجنب المحرك ارتفاع درجة الحرارة.
