میل بادامک و موتور های DOHC و OHV ,OHC ,SOHC چیست

پیشرانه‌ها از نظر طراحی و آرایش به چهار دسته تقسیم می‌شوند: OHV، OHC، SOHC و DOHC. در میان این چهار نوع، OHV در خودروهای قدیمی و امروزه نیز موتور DOHC در میان خودروهای مدرن بسیار محبوب هستند.

در قسمت موتور خودرو و اجزاء آن شاید تاکنون واژه میل بادامک را شنیده اید و یا به حروف اختصاری OHV، SOHC، یا DOHC مندرج بر کاور موتور برخی خودروها توجه نموده اید؟ آیا می دانید این حروف اختصاری به چه مشخصه ای در موتور اشاره دارند یا به کدام بخش از موتور خودرو مربوط می شوند؟ این عبارت ها در حقیقت به نوع میل بادامک (Camshaft) در موتور اشاره دارند.

میل بادامک یا میل سوپاپ چیست؟

میل بادامک یا میل سوپاپ (Camshaft)؛ قطعه ای است که وظیفه باز و بسته نمودن سوپاپ ها را به عهده دارد. این قطعه در برخی موتورها در بالای سیلندر واقع است و در برخی دیگر در پایین موتور قرار گرفته است. این قطعه از یک استوانه فلزی به عنوان محور اصلی تشکیل شده که روی آن محورهایی به شکل بیضی یا دایره غیر هم‌محور قرار دارد.

در ادامه این مطلب از کیان باتری به بررسی انواع میل بادامک ها و چگونگی عملکرد آن ها پرداخته شده است.

وظایف میل سوپاپ

• باز و بسته کردن سوپاپ ها توسط چرخش میل سوپاپ و قرار گرفتن بادامک ها زیر تایپت ها
• روی میل سوپاپ یک دایره خارج از مرکز (اکسانتریک)وجود دارد که با قرار گرفتن شیطانک پمپ بنزین وبالا و پایین رفتن ان انتقال بنزین از باک به کاربراتور توسط پمپ بنزین انجام می شود.
• روی میل سوپاپ دندانه ای وجود دارد ک این دنده دلکو و اویل پمپ را بکار می اندازد.

انواع میل بادامک

• Overhead camshaft (میل بادامک سربار OHC) :

در این سیستم میل بادامک در پایین سیلندر قرار دارد و نیرو از طریق میله های بلندی به سوپاپ ها منتقل می شود. این سیستم تقریبا قدیمی شده است اما چندین دهه با موفقیت مورد استفاده قرار گرفت. در این نوع موتورها قرار دادن بیش از دو سوپاپ برای هر سیلندر غیر ممکن است.

در خط تولید ایران؛ کمپانی ایرانخودرو هنوز از این نوع سیستم روی وانت باردو(پیکان وانت) استفاده می کند!

• Single overhead camshaft (میل بادامک تک سر SOHC) :

در این سیستم میل بادامک به صورت ردیفی بالای سیلندر قرار می گیرد و اغلب در موتورهای خطی استفاده می شود. در موتورهای خطی که دارای یک میل بادامک (SOHC) هستند فقط دو سوپاپ برای هر سیلندر تعبیه می شود ولی در این نوع سیستم زمانبندی سوپاپ ها در سرعت های بالا بسیار دقیق تر از سیستم OHV است.

برای نمونه خودروی پژو 405 با انجین XU7 8V از این نوع سیستم استفاده می کند.

• Double overhead camshaft (میل بادامک دو سر DOHC) :

در این سیستم میل بادامک ها به صورت جفتی روی سیلندر قرار می گیرند و اغلب در موتورهای خطی و خورجینی (وی شکل) استفاده می شود. در موتورهای خطی مجهز به سیستم DOHC؛ دو میل بادامک و در موتورهای خورجینی 4 میل بادامک مورد استفاده قرار می گیرد. در این نوع موتورهای برای هر سیلندر 4 سوپاپ در نظر گرفته می شود. سیستم DOHC نسبت به سایر سیستم ها؛ با حجم یکسان قدرت بیشتری تولید می کند از این رو در خودرو های مدرن از این سیستم استفاده می کنند.

برای نمونه خودروهای سمند EF7 (موتور خورجینی 16 سوپاپ) و پارس ELX (موتور خطی 16 سوپاپ) از این نوع سیستم استفاده می کنند.

همچنین بخوانید: مقایسه موتور tu5 و ef7|موتور tu5 بهتر است یا ef7

سوپاپ یعنی چه؟

سوپاپ یا Soupape به معنای دریچه که کلمه ای فرانسوی است، یکی از قطعات موتور می باشد که روی سیلندر قرار دارد و وظیفه آن کنترل ورود و خروج هوا و دود است. همانطور که احتمالا در کتاب های فیزیک دبیرستان دیده اید، سوپاپ ها باید طبق نظم خاصی عمل کنند و در غیر اینصورت موتور به صورت تنظیم عمل نمی کند. سوپاپ ها یکی از مهم ترین اجزای موتورهای احتراق داخلی هستند که مهم ترین برنامه موتور یعنی سوزاندن مخلوط سوخت و هوا و سپس خارج کردن دود آن به عملکرد این قطعات بستگی دارد.

موتور OHV چیست؟

OHV مخفف کلمه Over Head Valve است که یعنی در این پیشرانه، پیستون‌ها در بالای سیلندر قرار دارند و میل سوپاپ‌ها در درون بلوک سیلندر قرار دارند. به این پیشرانه‌ها “پوشراد” هم گفته می‌شود که بیشتر در میان خودروهای آمریکایی محبوب هستند.

بزرگ ترین ایراد این پیشرانه‌ها دشواری کنترل زمان بندی باز و بسته شدن سوپاپ ها در این خودروها است. همچنین در این پیشرانه‌ها نمی‌توان در هر سیلندر بیش از دو سوپاپ نصب کرد و دارای یک میل سوپاپ هستند.

از مزایای آن می‌توان به هزینه کم ساخت، عمر زیاد و همچنین ابعاد کوچک‌تر این پیشرانه‌ها اشاره کرد. موتورهای OHV دارای مزایای زیر می باشند:

• اختلاط کمتر سوخت با هوای ورودی
• خروج کاملتر و آرامتر دود خروجی

راندمان بالاتر احتراق در این موتورها، نسبت تراکم بالاتری را ایجاد می کند. بنابراین می توان با دریافت توان خروجی بیشتر، از تولید کربن مونوکسید غیر مفید جلوگیری کرد.

به علاوه، طراحی موتورهای OHV تعادل حرارتی فوق العاده ای را ایجاد می نماید که باعث:

• کاهش فرسودگی سیلندر؛
• کاهش آلودگی محیط زیست؛
• کاهش مصرف روغن؛
• و افزایش عمر مفید موتور می شود.

موتورهای GX270 هوندا، دارای ساختار OHV می باشند.

موتور OHC چیست

موتور OHC چیست مخفف Over Head camshaft است در این موتور سوپاپ ها بالای سیلندر قرار دارند و میل سوپاپ درون سر سیلندر و بالای محفظه احتراق قرار گرفته است. این مدل یکی از قدیمی‌ترین طرح‌ها در دنیای مهندسی خودرو است، اما بسیاری از خودرو سازان هنوز هم از این شیوه در محصولات خود استفاده می‌کنند.

به طور مشخص شرکت‌هایی نظیر فیات کرایسلر و جنرال موتورز، هنوز هم از پیشرانه‌ های خورجینی OHC استفاده می کنند. راندمان بالاتر احتراق در این موتورها، نسبت تراکم بالاتری را ایجاد می کند. بنابراین می توان با دریافت توان خروجی بیشتر، از تولید کربن مونوکسید غیر مفید جلوگیری کرد.

تفاوت موتورهای OHV و OHC

در موتورهای OHV یا سوپاپ بالا (Over head valve)، همانطور که از نامشان پیداست سوپاپ ها در بالای محفظه احتراق جایگذاری شده اند. در حالیکه درموتورهای میل بادامک بالا یا (OHC(over head camshaft، همانند موتورهای OHV بوده با این این تفاوت که در این موتورها میل سوپاپ درون سر سیلندر و بالای محفظه احتراق قرار گرفته است. موتور برقهای GREENPOWER از نوع OHV هستند.

موتور DOHC چیست؟

موتور DOHC مخفف Double Over Head Camshaft به معنی سر سیلندر با میل سوپاپ دوبل است یعنی موتوری که از دو میل سوپاپ، یکی برای سوپاپ های ورودی هوا و دیگری برای سوپاپ های خروجی گاز بهره می برد. ( کارشناسی خودرو ) معمولا دارای تکنولوژی Multi Valve (چند سوپاپ در هر سیلندر) هستند. به آن ها موتور های Twin-cam نیز می گویند، به همین دلیل نسبت به موتور های SOHC قدرت بیشتری دارند.

موتور DOHC با دو سوپاپ در هر سیلندر

امروزه از چنین طرح هایی عملا استفاده نمی شود. در دهه 70 قرن بیستم، یک موتور هشت شاخه دو شاخه 2OHC نام داشت و در اتومبیل های اسپرت مانند آلفا رومئو، “Moskvich-412” را بر اساس سر سیلندر نوع SOHC قرار دهید.

موتور DOHC با چهار سوپاپ در هر سیلندر

طرح گسترده ای که در زیر کاپوت هزاران خودرو راه پیدا کرده است. به لطف دو میل بادامک، امکان نصب 4 سوپاپ در هر سیلندر وجود دارد که به معنای بازده بالاتر به دلیل بهبود پر شدن و تصفیه سیلندر است.

موتور SOHC چیست؟

میل بادامک Single Over Head (میل بادامک تک سر) – چنین موتورهایی در دهه 60 و 70 قرن گذشته در اوج محبوبیت بودند. طرح یک میل بادامک هوایی (در سر سیلندر)، و همچنین چندین مکان شیر است:

• تنظیم سوپاپ با استفاده از بازوهای راکر، که بر روی یک محور جداگانه نصب می شوند، در حالی که دریچه های ورودی و خروجی به شکل V مرتب شده اند. سیستم مشابهی به طور گسترده در اتومبیل های آمریکایی مورد استفاده قرار گرفت، موتور داخلی UZAM-412، به دلیل دمش عالی سیلندر محبوب بود.
• فعال سازی سوپاپ ها با استفاده از راکرها، که با نیروی بادامک های شافت چرخان انجام می شود، در حالی که سوپاپ ها در یک ردیف قرار می گیرند.
• وجود هل دهنده ها (بالابرهای هیدرولیکی یا بلبرینگ های رانش) که بین شیر و بادامک میل بادامک قرار دارند.

امروزه، بسیاری از تولیدکنندگان اتومبیل های دارای موتور 8 سوپاپ از طرح SOHC به عنوان یک نسخه اصلی، به نسبت ارزان استفاده می کنند.

تفاوت میان SOHC و موتور DOHC چیست ؟

تفاوت اصلی بین دو نوع موتور در تعداد میل بادامک و مکانیسم عملکرد سوپاپ است. در حالت اول و دوم، میل بادامک همیشه در سر سیلندر است، سوپاپ ها از طریق بازوهای راکر، راکرها یا بالابرهای هیدرولیکی هدایت می شوند. اعتقاد بر این است که SOHC سوپاپ V و DOHC 16 سوپاپ به دلیل ویژگی های طراحی، قدرت و پتانسیل گشتاور یکسانی دارند.

مزایا و معایب DOHC

مزایا:

• راندمان سوخت؛
• قدرت بالا در مقایسه با سایر طرح ها ؛
• فرصت های کافی برای افزایش قدرت ؛
• سر و صدای عملیاتی کمتر به دلیل استفاده از جبران کننده های هیدرولیک.

معایب:

• بیشتر پوشیدن قطعات – تعمیر و نگهداری و تعمیر گران تر.
• خطر خارج شدن از همگام سازی فاز به دلیل شل شدن زنجیر یا تسمه تایم ؛
• حساسیت به کیفیت و سطح روغن.

مزایا و معایب SOHC

مزایا:

• تعمیر و نگهداری ارزان و آسان به دلیل طراحی ساده ؛
• توانایی نصب توربوشارژ با شیرهای V شکل ؛
• امکان تعمیر خودکار تعمیر و نگهداری موتور.

معایب:

• راندمان بسیار پایین تر، نسبت به DOHC.
• مصرف زیاد نسبت به موتور 16 سوپاپ به دلیل کمبود توان ؛
• کاهش قابل توجهی در عمر موتور در هنگام تنظیم ؛
• نیاز به توجه بیشتر به سیستم زمان بندی (تنظیم سوپاپ ها، بازرسی فشارها، تعویض تسمه تایم).

خرابی میل سوپاپ

در صورتیکه میل سوپاپ از قسمت بادامک خورده شده و کوتاه شده باشد، باز و بسته شدن سوپاپ ها بصورت ناقص انجام می شود و در نتیجه تنفس و تخلیه در محفظه احتراق بطور ناقص انجام می گردد.

در صورت خرابی میل سوپاپ، یک یا ترکیبی از علائم زیر اتفاق می افتد:

1. موتور بسیار سخت گاز می خورد.
2. در اثر باز و بسته نشدن کامل سوپاپها، صدای انفجار از مانیفولد هوای ورودی، یا مانیفولد گازهای خروجی شنیده می شود.
3. نیروی موتور بشدت افت کرده و احتمالا موتور با لرزش کار می کند.
4. از قسمت سر سیلندر صدای چق چق به گوش می رسد.
5. اگر میل سوپاپ از قسمت نشیمن گاه خود روی سرسیلندر ایراد پیدا کرده باشد به 2 صورت خود را نشان می دهد:

الف) میل سوپاپ در جای خود لق شده: در این حالت کارکرد موتور تغییری نمی کند، ولی هنگام گاز دادن و رها کردن گاز، در حین برگشت دور موتور، صدای چلق چلق به گوش می رسد.

ب) میل سوپاپ در جای خود سفت شده: در این حالت اصطکاک میل سوپاپ با سر سیلندر بیشتر از مقدار عادی است و احتمالا بزودی میل سوپاپ بریده و یا در جای خود قفل خواهد شد. در صورت بروز این اتفاق موتور قفل شده و دیگر روشن نمی شود.