عند تشغيل السيارة، لا ندرك عادةً العمليات الميكانيكية العديدة اللازمة لتشغيل المحرك. تتم هذه العمليات بفضل التفاعل والعمل المنسق لعدد لا يحصى من الأجزاء المتحركة التي تعمل بتزامن تام. ومن هذه الأجزاء صمامات المحرك، فبدونها يستحيل الحصول على الطاقة اللازمة من المحرك.
ما هي صمامات المحرك؟
صمامات المحرك هي المكونات المعدنية التي تسمح بدخول خليط الوقود والهواء إلى غرف الاحتراق وخروج غازات العادم . وبدون هذه العناصر الميكانيكية، لن يعمل المحرك، إذ أن حركتها ضرورية لتوليد الطاقة اللازمة لتحريك العجلات.
يتكون الصمام هيكليًا من جزء طويل يُسمى ساق الصمام أو ذيله (ويُعرف عادةً بجسم الصمام) وجزء علوي أقصر يُسمى رأس الصمام (أو صفيحة الصمام). وتُستخدم مواد مُسبَّكة في تصنيعه نظرًا لقدرته على تحمل درجات حرارة عالية أثناء التشغيل (تصل إلى 1000 درجة مئوية).
ما هي الوظيفة الفعلية للصمامات في المحرك؟
وظيفتها الأساسية بسيطة للغاية. فهي مسؤولة عن تنظيم تدفق الوقود والهواء (خليط الوقود والهواء) إلى داخل الأسطوانة. وبعد انفجار الخليط نتيجة ضغط المكبس ، تسمح هذه الصمامات بخروج غازات العادم الناتجة عن هذا الانفجار.
أين توجد الصمامات في المحرك؟
من الناحية الفنية، تقع هذه الصمامات في رأس الأسطوانة . يستقر الجزء العريض (رأس الصمام ) على الرأس، مُحكمًا إغلاقه بإحكام على الأسطوانة. أما الجزء السفلي، أو ساق الصمام، فيستقر داخل دليل الصمام، مُكملاً حركة الفتح والإغلاق التي يتحكم بها عمود الكامات والزنبركات.
هل كل صمامات المحرك متشابهة؟
لا، الإجابة هي لا. صمام السحب (حيث يدخل خليط الوقود والهواء) أكبر من صمام العادم (حيث تخرج غازات العادم). ويعود سبب هذا الاختلاف في الحجم إلى ظروف عمليتي السحب والعادم. فالضغط الذي يدخل عنده الخليط مشابه للضغط الجوي، لذا يكون الصمام أكبر لتسهيل العملية.
على النقيض، بمجرد اشتعال الخليط، ترتفع ضغط الغازات، لذا لا يلزم أن يكون حجمها كبيرًا. علاوة على ذلك، ثمة اختلاف في المواد المصنوعة منها . يتحمل صمام السحب درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية تقريبًا، بينما يتحمل صمام العادم درجات حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية تقريبًا، مما يجعل مكوناته أكثر متانة من مكونات صمام السحب.
وأخيرًا، لتمييز نوع الصمام عن الآخر بدقة، يكفي النظر إلى حجم وشكل رأسه . نعلم أن صمامات السحب لها رؤوس أكبر، وهي مسطحة من الأمام، بينما صمامات العادم، بالإضافة إلى صغر حجم رؤوسها، لها شكل مخروطي من الأمام.
ماذا يحدث في حالة تلف الصمام؟
إذا تعطل أحد الصمامات ، فإن أول شيء سيحدث هو أن انفجار أو طرد الغازات لن يتم بشكل صحيح. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه من خلال عدم وضع الصمام جيدًا على غطاء المحرك ، فإن الغازات سوف تتسرب ، وبالتالي سيحدث ضغط واختلال في التوازن الحراري ، مما يتسبب في حدوث عطل كبير.
المشكلة الرئيسية التي يتعين على الصمامات التعامل معها هي قلة تبريدها أو عدم تبريدها ، لأنه إذا كان المحرك مشحمًا جيدًا ، فلن يكون هناك خطر حدوث عطل. حل خطأ من هذا النوع له تكلفة متغيرة ، لأنه سيعتمد على كيفية فشلها والأضرار التي حدثت في المحرك. تكلفة الوحدة للصمام منخفضة جدًا ، نظرًا لأن تصنيعها رخيص ، ومع ذلك ، فإن الرقم النهائي سيختلف اعتمادًا على نوع الصمام والمشكلة التي تم اكتشافها.
باختصار
الصمامات هي عناصر لها وظيفة بسيطة تتمثل في إغلاق وفتح قنوات سحب وعادم الغازات، ولها وظيفة رئيسية في احتراق خليط الهواء والوقود.
تُعد الصمامات التي تُسمى "الصمامات اللوحية" هي الأكثر قبولاً على نطاق واسع اليوم، وذلك بسبب شكلها اللوحي المقلوب في الجزء الحيوي منها، أي الجزء الذي يفتح ويغلق القنوات.
من مركز هذه الأجزاء يبدأ ما يسمى "الشوكة"، وهو امتداد أسطواني يحرك الصمام ، على الرغم من أنه من الشائع أيضًا تسمية صفيحة الصمام بشكل غير رسمي بالرأس ، والشوكة بالذيل.
يتم تصنيعها عن طريق الصب والتشكيل من أنواع خاصة من الفولاذ، لأن الهدف هو تحمل درجات الحرارة العالية التي تصل إليها الغازات أثناء التشغيل.
الاختلافات بين العادم وصمامات السحب
تسمح الفروق الحرارية بين العادم والسحب باستخدام سبائك خاصة في صمامات العادم (التي يمكنها تحمل 1000 درجة مئوية ).
إضافة إلى كونها اقتصادية للغاية في التصنيع، فإن هذه الصمامات تسمح بسطح مرور صغير ، واحتكاك أقل، وشكل مناسب للتدفق الصحيح للغازات.
العيب الوحيد فيها هو أنها لا توفر تبريدًا يُذكر.
الصور - هنري بيرجيوس ، ميركو جونج ، lw5315us