موضوع: performance Camshaft يا كمشفت ريس

Performance Camshaft يا همان كمشفت ريسي چيست؟

ميل سوپاپهاي ريسي متفاوت با ميل سوپاپهاي استاندارد (كه در طراحي آنها مصرف كمتر سوخت لحاظ شده) براي افزايش قدرت و كارايي موتور طراحي ميشوند و بدليل داشتن زاوياي متفاوت و مقدار برجستگي بيشتر بادامك باعث افزايش قابل توجه قدرت و گشتاور موتور ميشوند.

سمت راست كمشفت ريسي و سمت چپ كمشفت استاندارد


كمشفتهاي ريسي چگونه كار ميكنند؟
علت اصلي افزايش قدرت توسط كمشفت ريسي تغيير زمان باز و بسته شدن و مدت زمان باز بودن سوپاپهاست.در اين مورد بايد به چند نكته فني توجه كرد:

Lift : ميزان عددي كه برجستگي سوپاپ به چه ميزان توانايي حركت دادن سوپاپ را دارد.
Duration : مقدار بسته بودن سوپاپ بر حسب درجه گردش ميل سوپاپ.
Overlap : مقدار در جه ايي كه هر دو سوپاپ ورودي و خروجي با هم باز هستند. يعني مقدار قيچي سوپاپ بر حسب درجه.
Power Band : محدوده اي از دور موتور كه ميل بادامك حداكثر كارايي خود را ارائه ميدهد.

براي درك اين موارد به مثال زير توجه كنيد:

كمشفت ريسي Piper Cams BP270 براي Ford Escort 1.8 16V :

ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــ
Power Band : 1800-6800 RPM / دوري كه ميل سوپاپ بهترين بازده را دارد يعني راندمان كاري و باز كردن سوپاپ ها در بيشترين مقدار خود قرار دارد.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــ
Duration : ورود 264 / 260 خروج / با جمع کردن مقدار آوانس و ریتارد سوپاپ و اضافه کردن عدد 180 بر حسب درجه بیان میشود.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــ
Valve lift: 395 / 367 10.03mm / 9.32mm اين اعداد بیان گر ارتفاع برجستگی بادامک از سطح دایره مبتا( مقدار باز شدن سوپاپ ها) می باشد.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــ
Timing : ورود 264 / 260 خروج / درجه باز بودن سوپاپ ورودي و خروجي بر حسب مقدار درجه گردش ميلنگ.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــ

Full Lift ر: 110 درجه / 110 درجه / درجه اي كه كمشفت سوپاپها را تا آخر باز كرده.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــ
درجه اي كه كمشفت سوپاپها را تا آخر باز كرده از مجموع دو عدد بدست آمده از روي ديافراگم تايمنيگ كمشفت به اضافه 180 بدست مي آيد اين اعداد نشان ميدهد سوپاپها در چند از درجه از گردش تا به چه حد باز ميشوند. و درجه باز و بسته بودن سوپاپ بر حسب گردش ميلنگ نعرف اين است كه در چند درجه از گردش ميلنگ سوپاپ ها باز هستند و موتور در حين تنفس يا تخليه است.

اين انيميشن نحوه كار كمشفت استاندارد و كمشفت ريسي رو نشان ميدهد.
http://www.bestservis.com/eksantrik/camshaft-cam.swf
Intake Opens: نقطه اي كه سوپاپ ورودي باز ميشود
Intake Closes: نقطه اي كه سوپاپ ورودي بسته ميشود
Exhaust Opens: نقطه اي كه سوپاپ خروجي (اگزوز) باز ميشود
Exhaust Closes: نقطه اي كه سوپاپ خروجي باز ميشود
Both Intake and Exhaust Valves are open: زماني كه سوپاپهاي ورودي و خروجي با هم باز هستند (زمان قيچي سوپاپ ها)

كمشفتهاي ريسي تا به چه حد توانايي افزايش قدرت موتور را دارند ؟
بسته به نوع و درجه كمشفت در اتومبيلهاي خياباني ميتوان در حدود 10 الي 25 اسب بخار افزايش قدرت داشت ٫ در اتومبيلهاي اسپورتي با استفاده از كمشفت ريسي تا حدود 80 يا 100 اسب بخار ميتوان به قدرت موتور افزود.اينكه با استفاده از اين كمشفتها قدرت موتور چند اسب بخار افزايش ميابد به مارك و درجه كمشفت بستگي دارد و بايد از طريق توليد كننده تحقيق كرد.

چه مشخصاتي بر چه مواردي تاثير دارند؟


براي گرفتن نتيجه خوب از يك كمشفت بايد قبل از خريد مشخصات آنرا بررسي كرده و مطمئن شد كه با نصب يك كمشفت بدون ايجاد مشكل براي موتور و سوپاپها چقدر بر قدرت موتور افزوده خواهد شد.
Duration: براي ورود و خروج به صورت جدا مشخص ميشود. نشان ميدهد در يك دور 360 درجه ايي ميل سوپاپ(دو دور ميلنگ) چند درجه باز ميمانند.براي كمشفت اتومبيلهاي خياباني ميتواند بين 250 الي 260 درجه باشد و اين مقدار براي اتومبيلهاي مسابقه اي تا 300 درجه ميتواند باشدبا افزايش اين درجه قدرت موتور نيز بيشتر ميشود ولي براي اينكار بايد تغييرات متناسبي نيز روي موتور صورت گيرد ٫ به همين دليل معمولا براي اتومبيلهاي خياباني درجه Duration مقدار كمتري ترجيح داده ميشود .

Overlap: فاصله زماني از لحظه باز شدن شدن سوپاپ ورودي تا بسته شدن سوپاپ خروجي است. هر چه قدر اين زمان بيشتر باشد خروج گازها راحتتر و سريعتر صورت گرفته و تركيب هوا و بنزين نيز راحتتر و بيشتر به داخل سيلندر كشيده ميشود( گاز هاي وروي دود هاي خروجي را جارو ميكنند).ميزان Overlap (قيچي سوپاپ ها) براي اتومبيلهاي با كمشفت استاندارد بسيار كم است تا در دور پاييني قدرت و تورك مناسبي بدست آيد. ولي در كمشفتهاي ريسي با تغيير درجه ميل بادامك ميزان Overlap افزايش ميابد و در دورهاي بالاتر قدرت و تورك بسيار بيشتري توليد ميشود.در طراحي كمشفت ريسي براي اتومبيلهاي خياباني Overlap به ميزاني تنظيم ميشود كه در دور مناسبي قدرت بيشتري بدست آيد ولي در اتومبيلهاي مسابقه اي كه ايجاد لرزش و صدامساله نيست ٫ ميزان Overlap تا حد امكان افزايش داده شده و قدرت بيشتري در دور بسيار بالايي بدست مي ايد.

Lift و Full Lift : نشان ميدهد سوپاپ نسبت به محل خود حداكثر چند ميليمتر باز ميشود.افزايش ميزان Full Lift باعث ميشود قدرت و تورك در همه دورها كمي بيشتر شود.نكته مهم در Lift سرعت باز شدن سوپاپ و مدت زمان ماندن سوپاپ در حالت Full lift است.در مقايسه دو كمشفت با ميزان Full lift مشابه ٫ كمشفتي قدرت بيشتري توليد ميكند كه مدت زمان كمتري سوپاپ را در حالت full lift نگه داشته ولي مدت زمان بيشتري بتواند سوپاپ را در محدوده نزديك به Full lift نگه دارد. (به طراحي فرم بادامك يعني تيزي و شيب مماس بادامك با پهلو ها دارد).
Timing: براي مثال 22-62 و 62-22 در نظر گرفته ميشود.
22 اول ٫ سوپاپ ورودي چند درجه قبل از نقطه مرگ بالا باز شده
62 اول ٫ سوپاپ ورودي چند درجه بعد از نقطه مرگ پايين بسته شده
62 دوم ٫ سوپاپ خروجي چند درجه قبل از نقطه مرگ پايين باز شده
22 دوم ٫ سوپاپ خروجي چند درجه بعد از نقطه مرگ بالا باز شده

با استفاده از اين اعداد Duration و Overlap محاسبه ميشوند.


نكاتي كه بايد توجه داشت : نصب كمشفت ريسي بدون بررسي و مطالعه و يا استفاده از كمشفت نامناسب و يا اقدامات اشتباه و ناقص بر روي كمشفت ممكن است مشكلاتي براي موتور بوجود آورد. چرا كه در اين كم شفتها ميزان Duration و Full Lift افزايش يافته و فاصله سوپاپها و پيستون نسبت به حالت استاندارد بسيار كمتر شده است به همين دليل ممكن است سوپاپها با پيستون برخورد كنند و صدمه ببينند. اين مشكل بيشتر در دورهاي بالا و معكوسهاي زود هنگام به وجود مي آيد.
براي جلوگيري از اين مشكل بايد فنرهاي سوپاپ را نيز تعويض كرد و از نوع سبك و سفت فنر سوپاپ استفاده كرد. اين نوع فنرها قدرت بيشتري دارند و سبب ميشوند سوپاپ به موقع به محل خود برگردد بدين طريق جلوي مشكلات احتمالي گرفته ميشود.
(استفاده از فنر هاي قوي تر يا براي جلوگيري از به وجود آمدن ارتعاش در فنر از دو فنر با قطر متفاوت كه فنر با قطر كوچكتر در داخل فنر با قطر بيشتر فرو ميرود استفاده شود كه اين دو فنر داراي دامنه ارتعاش غير يكساني بوده و از تمركز تنش جلوگيري ميكنند)




تنظيمات timing كمشفت

تنظيم Camshaft timing با ميزان Lift در زمان نقطه مرگ بالايي
در سالهاي اخير با افزايش تعداد سوپاپها و ميل سوپاپهاي موتورها از اين روش بيشتر استفاده ميشود و kent cams و بسياري از توليد كنندگان اتومبيل نيز از اين روش براي تنظيم استفاده ميكنند.روش كار بدين شكل است كه در نقطه مرگ بالايي ميل سوپاپ براي بدست آوردن مقدار Lift مشخصي تنظيم ميشود.اجراي اين روش نيز بسيار ساده است چرا كه بدون تكان دادن ميل لنگ ٫ ميل سوپاپها جدا از هم و در يك حالت تنظيم ميكنند.
براي (TDC) ميزان Lift بايد به كاتالوگ و يا سايت اينترنتي kent cams مراجعه كرد.

1- سيلندر شماره 1 را در حالت (TDC) تنظيم كنيد و توسط پين مربوطه ميللنگ را قفل كنيد.
2- ساعت اندازه گير را بر روي Lift هاي ورودي نصب كنيد و كمشفت را تا رسيدن به درجه دلخواه بچرخانيد.
3-اگر ميل سوپاپ هاي ورودي و خروجي موتور جدا هستند اين كار را براي سوپاپهاي خروجي (اگزوز) نيز تكرار كنيد.
بعد از تنظيم كمشفت به ميزان Lift دلخواه ميتوانيد تسمه يا زنجير (تسمه تايم) را نصب كنيد.چون هنگام بستن تسمه ممكن است تنظيمات كمي تغيير كند بعد از بستن تسمه دوباره ميزان Lift را كنترل كنيد و در نهايت موتور را نسبت به برخورد سوپاپها و پيستون چك كنيد.

تنظيم Camshaft با استفاده از ميزان Full Lift در قبل و بعد از نقطه مرگ بالا
در اين روش با فرض (TDC) در صفر درجه و با توجه به حداكثر Lift سوپاپهاي ورود و تخليه در صفر درجه تنظيم صورت ميگيرد.براي نمونه Ford 2000 SOHC با كمشفت RL30 را در نظر ميگيريم.
ميزان Full Lift در زمان ورود 105 درجه است.يعني 105 درجه بعد از TDC سوپاپ ورودي بايد به ميزان حداكثر باز باشد.بايد با استفاده از Time disk در 105 درجه سوپاپ ورودي را به حداكثر Lift برسانيد.
1- وقتي موتور در حالت TDC است time disk را روي ميللنگ نصب ميشود
2- بعد از نقطع TDC ميل لينگ را تا رسيدن به ميزان Lift مناسب بچرخانيد ( اين ميزان را بايد از روي كاتالوگ خواند در اين مثال 105 درجه است)
3- براي رساندن سوپاپ ورودي به Full Lift از زمان توقف حركت عقربه ساعت اندازه گير و حركت مجدد آن كنيد ميزان time disk را بخوانيد و وسط اين دو مقدار را انتخاب كنيد.
يعني در اين مثال كه ميزان صحيح 105 است ساعت اندازه گير در هنگام توقف عدد 103 و در هنگام حركت مجدد نيز 107 را نشان دهد.
4-تنظيمات كوچك نيز از روي pule انجام ميشود
5-اگر ميل سوپاپ هاي ورودي و خروجي موتور جدا هستند اين كار را براي سوپاپهاي خروجي (اگزوز) نيز تكرار كنيد و اين بار با حركت معكوس ميللنگ اين مقدار را پيدا كنيد و باز هم تنظيمات كوچك را از روي pule انجام دهيد.
در نهايت موتور را نسبت به برخورد سوپاپها و پيستون چك كنيد .








نمونه اي از Camshaft ها

PIPER CAMS

يكي از توليد كنندگان مشهور و خوب كمشفت در دنيا شركت انگليسي PIPER CAMS ميباشد.


مشخصات فني محصولات PIPER CAMS :




255 PROFIL : شبيه ميل سوپاپهاي استاندارد است و با نصب اين نوع كمشفت قدرت و تورك در تمام دورها كمي افزايش ميابد.

270 PROFIL : براي اتومبيلهاي تيونينگ شده خياباني بيشتر از اين كمشفت استفاده ميشود و در محدود دورهاي 1500 الي 6000 و باعث افزايش قدرتي بين 15 الي 20 درصد ميشود

285 PROFIL : در اتومبيلهاي خياباني كه شديدتر تيونينگ شده اند از اين نوع كمشفت استفاده ميشود. در محدوده دورهاي بين 2000 الي 7000 قدرت را در حدود 10 الي 15 درصد افزايش ميدهد

300 PROFIL : براي مسابقات كم سرعت و رالي و ... مناسب است
320 PROFIL : براي مسابقات سريع و طولاني مناسب است.
330 PROFIL : براي سختترين مسابقات اين نوع كمشفت مورد استفاده است.

نمونه ها :
Camshaft Pipercams BP270 بر رويOpel Vectra GT


Murat 131 1600 OHV
Sport Air Filter+Pipercams(BP270) -> +14BG
Sport Air Filter+Pipercams(BP285) -> +20BG

Peugeot 306 GTI

Sport Air Filter+Superchips+Pipercams(BP270) -> +29BG

Lada Samara
Sport Air Filter+Pipercams(BP285) -> +18BG
Sport Air Filter+Blueprint+Pipercams(BP300) -> +38BG



نمودار ها
قبل و بعد از نصب Pipercams BP270 بر روي Escort 1.8 ZETEC





قبل و بعد از نصب Pipercams BP270 بر روي Astra 2.0 8V 115HP




يكي ديگر از توليد كنندگان camshaft شركت ايتاليايي COLOMBO & BARIANI است و محصولات اين شركت جنس و دوام بسيار خوبي دارند و با اتومبيلهاي معروفي چون آلفا رومئو و مازراتي در مسابقات همكاري ميكند



متفاوت با ديگر ماركها كه از طريق ريخته گري كمشفت توليد ميكنند ٫ COLOMBO & BARIANI از طريق تراشكاري اقدام به توليد كمشفت ميكند.
كمشفتهاي C&B 2 در 2 نوع اصلي توليد ميشوند :
اولي تيپ خياباني ( S (Street كه تا 20 اسب بخار بر قدرت موتور مي افزايند و براي رانندگي شهري و اسپورتي مناسب هستند.
و دومي( C(Competition كه براي مسابقات سخت طراحي شده اند و حداكثر قدرت و دوام را دارند.



در اينجا ميتوانيد اطلاعات و نتايج استفاده از اين مارك كمشفت را ببينيد
http://www.bestservis.com/eksantrik/c&b_specs.htm


شركت سومي كه خدمت شما معرفي ميكنم KENT CAMS هستش

محصولات KENT CAMS از اين لحاظ جالب هستند كه از افزايش نسبي قدرت تا بوجود آوردن يك اتومبيل تمام اسپورتي و وحشي ميتوانند جوابگوي هر نوع خواسته اي باشند.



1-Sports Cam Kit : بدون احتياج به هيچ تغيير ديگري ميتوان تا 18 اسب بخار بدست آورد.
2-Sports R Cam Kit : ميتواند تا 30 اسب بخار بيافزايد و براي حداكثر بهه گيري بايد از فيلتر هوا و منبع اگزوز اسپرتي و هدرز و chip tuning استفاده كرد.
3-Competition Cam Kits : براي مسابقات اتومبيلراني و حداكثر قدرت



مشخصات و اطلاعات كمشفتهاي Kent cams
http://www.bestservis.com/eksantrik/kent-db.htm

نمودار قدرت اتومبيل rover با حجم موتور 1460cc پس از نصب Kent Cams 310SP و افزايش قدرت موتور به 150 اسب بخار

توضيح عكس اولي:
Lobe angle : (زاويه قيچي)
به مقدار زاويه بين بادامك سوپاپ ورودي و خروجي يك سيلندر زاويه قيچي ميگويند.
نكته: همان سان كه در شكل معلوم است فرم قرار گيري اين دو بادامك به فرم قيچي بوده و دليل اطلاق قيچي هم نيز فقط به خاطر تشابه شكل ظاهريست مگر نه در موتور هايي كه ميل سوپاپ ورودي و خروجي به صورت مجزا ميباشد در ظاهر ما زمان قيچي سوپاپ نداريم اما با نگاه كردن به حركت بادامك به راحتي ميتوان زمان قيچي را تشخيص.
در انتهاي تخليه و ابتداي تراكم كه پيستون در نزديكي نقطه مرگ بالا قرار گرفته اين عمل اتفاق ميفتد يعني به طور هم زمان هر دو سوپاپ باز ميباشند.
Nose radius (تاج شعاع بادامك)
همان طوري كه در شكل با رنگ ليمويي چرك يك دايره را مشخص كردم ميبيند كه قسمت برجستگي خود بادامك در حقيقت از دايره با شعاعي y تشكيل شده است.
اين مقدار شعاع هر چقدر عددش بزرگتر باشد(محيط تاج بيشتر باشه) گشتاور موتور در دور هاي پايين تري توليد ميشود(به خاطر زمان مكس كه در شكل بعدي توضيح داده خواهد شد) و از طرفي استرس حاكم بر ميل سوپاپ نيز به طور چشمگيري كاهش پيدا ميكند..

و توضيح عكس دومي
BCD :
دايره مبنا كه ميشود همان استوانه ايي كه بادمك ها بر رويش قرار گرفته.
Overall height
از مجموع مقدار قطر دايره مبنا با مقدار حركت سوپاپ(Lift) ارتفاع كل حاصل ميشود
Opening and Closing Ramp:
در امتداد دو محور در جايي كه خط پهلوي باز و بسته شدن بر روي دايره مبنا مماس ميشود را شيب باز و بسته ميناميم.
در سوپاپ هايي كه از تايپت هيدروليك استفاده نميكنند شيب را بزرگت ميگرند تا سوپاپ ها در زمان باز شدن به راحتي از روي سيت خود بلند شوند و در زمان بسته شدن به نرمي بر روي سيت بنشينند (در سيستم هيدروليك چون تماس دائمي بين ساق و بادامك بر قرار است و لقي ايي به نام فيلر گيري وجود ندارد اگر شيب كم باشد اتفاق خاصي رخ نميدهد)
Closing and Opening Flank
پهلوي باز و بسته به منحني ايي از قسمت شيب شروع شده و به تاجر دايره بادامك متصل ميشود اتلاق ميگردد.
فقط به گفتن اينكه اين قسمت مهم ترين بخش طراحي ميل سوپاپ است اكتفا ميكنم.
Dwell
به قسمت مكس اتلاق ميشود زيرا بعد از طي شدن پهلوي باز شدن و ورودي به قسمت مكس تا هنگام عبور از قسمت مكس تغيير بسيار جزيي در وضعيت باز و بسته بودن سوپاپ اتفاق ميفتد و در واقع سوپاپ در كسري جزيي از زمان به صورت باز مي ايستد.
يعني تا بحال ما سوپاپ را با استفاده از پهلوي باز و بسته شدن باز كرديم و اينجاي كار به مقدار مكس بستگي دارد تا سيلندر بهتر شارژ كه البته همون طوري هم گفته شد مقدار مكس براي موتور ها پر دوران كه از چند سوپاپ در سيلندر سود ميبرند آنچنان ضرورتي ندارد.

ممنون