גל זיזים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

גל זיזים (Camshaft) הוא רכיב מכני הנמצא במנועי בעירה פנימית ותפקידו לתזמן את פתיחת שסתומי היניקה והפליטה של המנוע. גל הזיזים מורכב ממוט (גל) ועליו בליטות אקסצנטריות (כעין אליפסה), כך שבסיבוב הגל בליטות אלו עולות ויורדות וכך מתזמנות את פתיחת וסגירת השסתומים. ישנם גלי זיזים הלוחצים ישירות על השסתומים ובכך גורמים לפתיחתם, ויש גלי זיזים הלוחצים על השסתומים באמצעות מוטות דחיפים ונדנדים.

מנוע בעירה פנימית נפוץ הוא בעל ארבע פעימות: יניקה, דחיסה, עבודה, פליטה. תאורטית, בפעולת היניקה שסתום היניקה נפתח ושסתום הפליטה נסגר. בפעולת הדחיסה והעבודה שני השסתומים סגורים, ובפעולת הפליטה, שסתום הפליטה נפתח.

תוכן עניינים 1 SOHC ו-DOHC 2 בעיות הנגרמות מתזמון לקוי 3 גלי זיזים ייעודיים ומשתנים 4 קישורים חיצוניים

[עריכה] SOHC ו-DOHC

על מנת להגביר את היעילות של המנוע, מתקינים לכל בוכנה מספר שסתומי יניקה ופליטה. כדי לתזמן מספר רב של שסתומים המותקנים על כל צילינדר, יש צורך ביותר מגל זיזים אחד.

כאמור, ישנם גלי זיזים המפעילים את השסתום באמצעות מוטות דחיפים (Pushrod) ונדנדים. החיסרון של מוטות דחיפים הוא משקל נוסף במערכת. דבר הפוגם ביעילות המנוע. באמצעות גל זיזים אחד תחתון המחובר למוטות דחיפים ניתן להפעיל מנוע V (במקום גל זיזים לכל צד של הבלוק). יתרון נוסף של מוטות דחיף הוא השימוש בגלגלי שיניים לתזמון במקום רצועת תזמון. גלגלי שיניים אמינים יותר מרצועה. החיסרון של גל זיזים זה הוא משקל מיותר במערכת (המוטות). דבר המגביל את מהירות המנוע.

SOHC, כלומר, Single overhead cam (גלז"י - גל זיזים יחיד) משמעו גל זיזים יחיד עליון לכל ראש מנוע. מנוע V עם SOHC יהיה בעל שני גלי זיזים, אחד לכל ראש.

DOHC, כלומר, Double overhead cam (גלז"כ - גל זיזים כפול) משמעו שני גלי זיזים עליונים. מנוע בו לכל צילינדר יש ארבעה שסתומים או יותר, יהיה עם DOHC, מכיוון, שגל זיזים יחיד אינו מסוגל להפעיל מעל ארבעה שסתומים (בעיות של מקום).

[עריכה] בעיות הנגרמות מתזמון לקוי

תזמון לקוי של גל הזיזים עלול להיגרם מכיוון לקוי של גל הזיזים או מקריעת רצועת התזמון (רצועת הטיימינג). תזמון לקוי עלול לגרום לפגיעה ביעילות המנוע. מכיוון שהתערובת לא תיכנס ותצא בזמן. במקרים בהם נקרעת רצועת התזמון, בוכנות המנוע ממשיכות לעלות ולרדת מכוח האינרציה. כאשר שסתום פתוח מתנגש בבוכנה הנעה במהירות, הבוכנה נשברת. דבר זה קורה כאשר התזמון נפגע עקב קריעת הרצועה.

[עריכה] גלי זיזים ייעודיים ומשתנים

למעשה, שסתומי הפליטה והיניקה לא נפתחים בדיוק בתחילת הפעימה אלא קצת לפני כן וזאת בגלל שלוקח לתערובת זמן רב יותר להיכנס או לצאת – דבר זה בא לידי ביטוי במהירויות מנוע גבוהות. לתחומי מהירות שונים במנוע ניתן לתכנן גלי זיזים אופטימליים שונים.

למשל, בסל"ד גבוה, שסתום היניקה יישאר פתוח גם כשתתחיל פעולת הדחיסה, וזאת כדי לאפשר לתערובת להספיק להיכנס (פעולות המנוע מהירות מאוד, ואם השסתום ייפתח בתחילת הפעימה, התערובת לא תספיק להיכנס). כמו כן, הזיז ילחץ מעט יותר על השסתום וייווצר פתח רחב יותר. בנוסף יש זמן בו שני השסתומים פתוחים יחד – תערובת שרופה יוצאת החוצה ותערובת חדשה נכנסת.

ניתן להחליף למנוע גל זיזים המיועד לסל"ד נמוך, בגל זיזים המיועד לסל"ד גבוה. לגלי זיזים אלו יש מעלות פתיחה שונות של השסתומים (כלומר, השסתום נפתח בתזמון שונה, שכן הזווית של הזיז על הגל שונה). במנועים בהם מותקנים גלי זיזים ייעודיים, פעולת המנוע נפגמת בסל"ד נמוך. בגלל הקשר האסוציטיבי בין מעלות לחום, נקראים גלי זיזים אלו בעגה, גלי זיזים חמים.

כדי להתגבר על בעיית תחום טווח הפעולה של המנוע (לכל גל זיזים תחום פעולה אופטימלי אחר), יש מכוניות המצוידות בגלי זיזים בעלי מספר פרופילים המשתלבים במהירויות שונות של המנוע. חברת הונדה הייתה הראשונה להציג מערכת כזו, תחת השם VTEC שמשמעו Variable valve Timing and lift Electronic Control. גרסה מתקדמת יותר של מערכת זו במנוע גל זיזים כפול אף משתקת בסל"ד נמוך שסתום יניקה אחד, כך שמנוע בעל 16 שסתומים לדוגמה, מתנהג כמנוע בעל 12 שסתומים. לחברת פרארי יש מנוע עם גל זיזים בעל שלושה זיזים לכל שסתום. במהירויות שונות גל הזיזים זז כך שכל פעם זיז אחר משולב, בהתאם למהירות המנוע.

[עריכה] קישורים חיצוניים

איך גל זיזים עובד