مهندسی معکوس و ساخت هاب میل بادامک (Camshaft Hub)

میل بادامک یکی دیگر از اجزای بسیارحیاتی مورد نیاز برای فعال کردن موتور احتراقی است. ما فرض می کنیم که شما با عملکرد اصلی یک موتور احتراقی آشنا هستید. سوخت و هوا در داخل یک سیلندر مشتعل می شوند و انرژی انفجاری تولید می‌کنند که از طریق پیستون‌ها، میل لنگ و گیربکس به حرکت تبدیل می‌شود. به نظر می‌رسد به اندازه کافی ساده است، اما همانطور که می‌دانیم، احتراق داخلی بیش از هر مکانیسم دیگری اصلاح و توسعه یافته است، به طوری که اکنون یک سیستم بسیار پیچیده از قطعات است. با این حال، میل بادامک یکی از قطعات قدیمی است و از همان روزهای اولیه اختراع و پیشرفت موتور به طور دقیق کار می‌کند.این به این دلیل است که خود بادامک یک ایده فوق‌العاده باستانی است که درست به قرن سیزدهم ترکیه بازمی‌گردد – جایی که اسماعیل الجزاری افسانه‌ای از آن در مکانیسم‌های مختلفی استفاده کرد و در کتاب «دانش دستگاه‌های مکانیکی مبتکرانه» شرح داده شد. به سرعت به قرن بیست و یکم و اصول عملکرد آن در حال حاضر مانند آن زمان است.  

همزمانی و شکل

 میل بادامک یک جزء نسبتاً اساسی است. طول ساده میله یا شفت، با لوب های شکلی که در امتداد آن قرار گرفته اند، که به آنها “لوب بادامک” نامیده می شود. هنگامی که شفت می چرخد، شکل بادامک به آن اجازه می دهد تا بر روی یک سوپاپ یا سوئیچ تا درجه ای مطابق با شدت شکل آن عمل کند – با سرعت چرخش که سرعت عمل را کنترل می کند.

در موتورهای احتراق داخلی مدرن، آنها معمولاً، اما نه لزوماً، مستقیماً بالای سیلندرها قرار می گیرند، جایی که برای کنترل سوپاپ ها عمل می کنند. کالیبراسیون آنها دقیقاً مقدار مخلوط هوا و سوخت را که وارد محفظه می شود کنترل می کند و گازهای خروجی مصرف شده از احتراق قبلی چقدر می توانند از محفظه خارج شوند و راه را برای شارژ بعدی باز کنند.

این امر آنها را نه تنها برای عملکرد یک موتور حیاتی می کند، بلکه از آنجایی که باز و بسته شدن سوپاپ ها باید با دقت و کاملاً با حرکات پیستون هماهنگ شود، تأثیر شدیدی بر عملکرد نیز دارند.

برای اطمینان از این زمان بندی، میل بادامک ها از طریق یک تسمه تایم یا زنجیر به چرخش میل لنگ متصل می شوند – که مستقیماً پیستون ها را در داخل سیلندر حرکت می دهد. علاوه بر این، شکل خود بادامک ها نیز با دقت ساخته شده است تا سرعت باز و بسته شدن سوپاپ ها را کنترل کند. این بیشتر به عنوان زمان بندی متغیر سوپاپ شناخته می شود.   بسته به ترتیب سیلندر و عملکرد سوپاپ، ممکن است تعداد متفاوتی میل بادامک در یک موتور وجود داشته باشد. از آنجایی که شما به حداقل یک میل بادامک در هر سیلندر نیاز دارید، موتورهای خطی به تعداد یک میل بادامک نیاز دارند، در حالی که آرایش V حداقل به دو میل بادامک نیاز دارد. برخی از موتورها از میل‌بادامک‌های دوگانه بالای سر (DOHC) استفاده می‌کنند، بنابراین میل‌بادامک‌های دو طرفه در دو طرف سیلندر دارند.

 استفاده از یک شفت اضافی در هر بانک مزایای بی شماری را نسبت به طراحی میل بادامک ( (SOHCبا وجود وزن و هزینه اضافی دارد. قرارگیری اجزای ایده آل برای راندمان بهتر، افزایش قدرت انتهایی بالا و عملکرد کمتر پیچیده سوپاپ در هنگام استفاده از بیش از دو سوپاپ در هر سیلندر  چهار سوپاپ در هر سیلندر یک پیکربندی معمول برای کارایی آن است، زیرا از حداکثر فضای سرسیلندر استفاده می کند. در حالی که یک SOHC می تواند چهار سوپاپ در هر سیلندر را نیز کار کند، برای رسیدن به آن به سیستم پیچیده ای از میله ها و بادامک ها نیاز دارد و بنابراین DOHC به جای آن ترجیح داده می شود.

به طور قابل توجهی DOHC امکان استفاده از فناوری پیشرفته‌تری دریچه‌ها را فراهم می‌کند که برای تغییر زمان‌بندی، مدت زمان و بلند کردن سوپاپ‌ها کار می‌کند. این کنترل می تواند بسته به شرایط، بهره وری سوخت را بهبود بخشد، قدرت را افزایش دهد و آلاینده ها را در صورت نیاز کاهش دهد.

این یک نوآوری بزرگ در طراحی موتور در سال های اخیر بوده است، و تقریباً هر سازنده خودرو نسخه مخصوص به خود را دارد که روی بسیاری از عناصر مختلف سیستم زمان بندی موتور کار می کند.

برخی از آنها از چندین پروفایل بادامک استفاده می کنند و بسته به بار موتور بین آنها سوئیچ می کنند. برخی دیگر زمان بندی بین میل لنگ و میل بادامک را تغییر می دهند تا عملکرد را تغییر دهند. یکی از اولین سیستم ها از فشار روغن برای تغییر عملکرد سوپاپ استفاده کرد.

هاب وظیفه حفظ رابطه (تایمینگ بادامک) بین چرخ دنده بادامک و میل بادامک را بر عهده دارد.

لازم به ذکر است که قطعه ساخته شده مذکور در شرکت فیدار مکانیک رایکا (فیدمک)، در روی میل بادامک (Camshaft) جهت انتقال سرعت به گاورنر (Governor)  در توربین گازی نئوپینیون (Nuovo-Pignone)  مورد استفاده قرار می­گیرد.