بناء صمام المحرك وآلية تشغيله على الطائرة

يدخل مخلوط  من الوقود والهواء الأسطوانات من خلال فتحات صمام السحب، حيث يتم طرد الغازات المحترقة من خلال فتحات صمام العادم، كما ويفتح رأس كل صمام ويغلق منافذ الأسطوانات هذه، وتعتبر الصمامات المستخدمة في محركات الطائرات من النوع التقليدي، كما يتم أيضًا كتابة الصمامات حسب شكلها وتسمى إما عيش الغراب أو خزامى؛ بسبب تشابهها مع شكل هذه النباتات ويوجد أشكال وأنواع مختلفة لهذه الصمامات.

بناء صمام المحرك

تتعرض الصمامات الموجودة في أسطوانات محرك الطائرة لدرجات حرارة عالية وتآكل وضغوط تشغيل، وبالتالي يجب أن تكون السبيكة المعدنية الموجودة في الصمامات قادرة على مقاومة كل هذه العوامل؛ نظرًا لأن صمامات السحب يتم عملها في درجات حرارة أقل من صمامات العادم، فيمكن تصنيعها من فولاذ الكروم والنيكل، عادة ما تكون صمامات العادم مصنوعة من نيتشروم أو سيلكروم أو فولاذ الكوبالت والكروم لأن هذه المواد أكثر مقاومة للحرارة.

يحتوي رأس الصمام على وجه أرضي يشكل مانع تسرب ضد مقعد الصمام الأرضي في رأس الأسطوانة عند إغلاق الصمام، عادة ما يتم تأريض وجه الصمام بزاوية إما 30 درجة أو 45 درجة، حيث أنه في بعض المحركات، يتم تأريض وجه صمام السحب بزاوية 30 درجة ووجه صمام العادم بزاوية 45 درجة، غالبًا ما تكون أوجه الصمام أكثر متانة من خلال تطبيق مادة تسمى الساتل، كما يتم لحام حوالي 1⁄16 بوصة من هذه السبيكة في وجه الصمام والأرض بالزاوية الصحيحة، يكون الساتل مقاوم للتآكل الذي ينتج عن درجات الحرارة العالية، ويتحمل أيضًا الصدمات والتآكل المرتبط بتشغيل الصمام، كما يستعمل بعض مصنعي المحركات مادة نيتشروم على الصمامات، هذا يخدم نفس الغرض وهذه مثل مادة القمر الصناعي.

 موجه الصمام المثبت على رأس الأسطوانة

يعمل ساق الصمام كمرشد لرأس الصمام، ويتم تركيبه في دليل الصمام المثبت في رأس الأسطوانة لهذا الغرض، كما يكون سطح الصمام متصلب لمقاومة التآكل والعنق هو الجزء الذي يشكل التقاطع بين الرأس والساق، كما يتم تقوية طرف الصمام لتحمل طرق ذراع الصمام المتأرجح أثناء فتحه، كما يكون هناك أخدود آلي على الجذع بالقرب من الحافة يستقبل مفاتيح جذع الحلقة المنقسمة وتشكل مفاتيح الجذعية هذه حلقة قفل لتثبيت حلقة الصمام الزنبركية في مكانه.

بعض سيقان صمام السحب والعادم مجوفة ومملوءة جزئيًا بالصوديوم المعدني، حيث تستخدم هذه المادة؛ لأنها موصل ممتاز للحرارة، كما أن الصوديوم يذوب عند 208 درجة فهرنهايت تقريبًا وتقوم الحركة الترددية للصمام بتدوير الصوديوم السائل، مما يسمح له بنقل الحرارة بعيدًا عن رأس الصمام إلى جذع الصمام، حيث يتم تبديده من خلال دليل الصمام إلى رأس الأسطوانة وزعانف التبريد، وبالتالي يمكن تقليل درجة حرارة تشغيل الصمام بمقدار 300 درجة إلى 400 درجة فهرنهايت، كما لا يجوز تحت أي ظرف من الظروف قطع الصمام المملوء بالصوديوم أو إخضاعه للمعالجة التي قد تؤدي إلى تمزقه، حيث يؤدي تعرض الصوديوم في هذه الصمامات للهواء الخارجي إلى نشوب حريق أو انفجار مع احتمال حدوث إصابة شخصية.

صمامات السحب الأكثر شيوعًا

صمامات السحب الأكثر شيوعًا لها سيقان صلبة والرأس إما مسطح أو على شكل خزامى، عادة ما تكون صمامات السحب للمحركات منخفضة الطاقة مسطحة الرأس، كما أنه في بعض المحركات، قد يكون صمام السحب من نوع الخزامى وله جذع أصغر من صمام العادم أو قد يكون مشابهًا لصمام العادم ولكن له ساق ورأس صلبان، أيضًا على الرغم من أن هذه الصمامات متشابهة، إلا أنها غير قابلة للتبديل لأن وجوه الصمامات مصنوعة من مواد مختلفة، عادة ما يحتوي صمام السحب على مطحنة مسطحة على الطرف للتعرف عليه.

آلية تشغيل الصمام

لكي يعمل المحرك الترددي بشكل صحيح، يجب فتح كل صمام في الوقت المناسب والبقاء مفتوحًا للمدة الزمنية المطلوبة والإغلاق في الوقت المناسب، كما يتم فتح صمامات السحب قبل أن يتم وصول المكبس إلى أعلى مركز، حيث تظل صمامات العادم مفتوحة بعد المركز العلوي لذلك، وفي لحظة معينة يكون كلا الصمامين مفتوحين في نفس الوقت أي النهاية في شوط العادم وبداية الشوط في السحب، كما يسمح تداخل الصمام هذا بكفاءة حجمية أفضل ويخفض درجة حرارة تشغيل الأسطوانة، حيث يتم التحكم في توقيت الصمامات هذا بواسطة آلية مخصصة تشغيل لهذه الصمامات ويشار إليه باسم توقيت الصمامات.

 فصوص كام النموذجية Typical cam lobes

يتم تحديد رفع الصمام، أي المسافة التي يرفعها الصمام عن مقعده، أما مدة الصمام هي طول الفترة الزمنية التي يظل فيها الصمام مفتوحًا، وذلك من خلال شكل فصوص الكامة، حيث يتم توضيح فصوص الكامة النموذجية ويسمى الجزء من الفص الذي يبدأ برفق تحريك آلية تشغيل الصمام بالمنحدر أو الخطوة، كما يتم تشكيل المنحدر آليًا على كل جانب من فص الكامة للسماح للذراع المتأرجح بالتلامس مع طرف الصمام، وبالتالي تقليل حمل الصدمات الذي قد يحدث بخلاف ذلك، تتكون آلية تشغيل الصمام من حلقة كام أو عمود كام مزود بفصوص تعمل ضد بكرة كام أو متابع كام، حيث يدفع متابع الكامة قضيب دفع ومقبس كروي ويقوم بتشغيل ذراع متأرجح والذي بدوره يفتح الصمام، الذي ينزلق فوق ساق الصمامات ويتم تثبيته في مكانه بواسطة حلقة تثبيت زنبرك الصمام ومفتاح الجذع، كما يتم إغلاق كل صمام ويتم دفع آلية الصمام في الاتجاه المعاكس.

آلية تشغيل الصمام للمحرك الشعاعي

يتم تشغيل آلية الصمام للمحرك الشعاعي بواسطة حلقة أو اثنتين من حلقات الكامة، ذلك اعتمادًا على عدد صفوف الأسطوانات في المحرك الشعاعي أحادي الصف، كما يتم استخدام حلقة واحدة مع مسار مزدوج الحدبة، حيث يعمل أحد المسارين على تشغيل صمامات السحب، بينما يشغل الآخر صمامات العادم، أما حلقة الكام عبارة عن قطعة دائرية من الصلب مع سلسلة من الكامات أو الفصوص على السطح الخارجي، حيث يُعرف سطح هذه الفصوص والمسافة بينها التي تركب عليها بكرات الكامة باسم مسار الكام، أثناء دوران حلقة الكام تتسبب الفصوص في قيام بكرة الكام برفع الغماز في موجهه، بالتالي تنقل القوة من خلال قضيب الدفع وذراع الروك لفتح الصمام.

المحرك الشعاعي أحادي الصف

في المحرك الشعاعي أحادي الصف، توجد حلقة الكامة عادةً بين ترس تخفيض المروحة والنهاية الأمامية لقسم الطاقة، أما في المحرك الشعاعي ثنائي الصفوف، يتم تثبيت كاميرا ثانية لتشغيل الصمامات في الصف الخلفي بين الطرف الخلفي لقسم الطاقة وقسم الشاحن الفائق.