ما هو عمود المرفق (الكرنك)؟ وظيفته وأعراض أعطاله وصيانته

عند الضغط على دواسة الوقود في رأس قاطرة يجر حمولة عند أسفل منحدر صاعد، يصدر من الجزء السفلي للمحرك صوت طرق عميق ومكتوم؛ ويخف الصوت عند رفع القدم عن الدواسة، ثم يعود مع عودة الحمل. وقد ومض تحذير ضغط الزيت للحظة أثناء الدوران بسرعة الخمول والمحرك ساخن. وفي الورشة، عند فتح سدادة حوض الزيت، يبدو الزيت أكثر سيولة مما ينبغي، وتظهر في المصفاة رقائق معدنية دقيقة. هذه الصورة تشير إلى الهيكل الحامل للمحرك: عمود المرفق والمحامل التي تحمله. ويتناول هذا الدليل عمود المرفق لا بوصفه مجرد عمود، بل بوصفه العنصر الرئيسي الذي يقع في وسط سلسلة المكبس وذراع التوصيل والمحامل والزيت، والذي تتوقف سلامته على هذه السلسلة بأكملها.

ما هو عمود المرفق؟ العمود الرئيسي الذي يحول الحركة الخطية إلى حركة دورانية

عمود المرفق هو العمود الرئيسي الذي يحول الحركة الخطية الترددية، الناتجة عن دفع ضغط غرفة الاحتراق للمكبس، إلى حركة دورانية مستمرة عبر أذرع التوصيل، ويتجمع عليه كل عزم الدوران الذي ينتجه المحرك. وتنقل القدرة المتولدة عبر الحدافة في الطرف الخلفي للعمود إلى مجموعة نقل القدرة، وعبر البكرة في طرفه الأمامي إلى الوحدات المساعدة مثل المولد الكهربائي، وضاغط هواء الفرامل، ومضخة التوجيه، ومضخة المياه.

من أكثر المفاهيم الخاطئة شيوعًا تصور عمود المرفق عمودًا مستقيمًا. فعلى العمود تتعاقب أجزاء تقع على محور الدوران وأجزاء منحرفة عن هذا المحور. فالأجزاء الواقعة على المحور تحمل العمود داخل كتلة المحرك، أما الأجزاء المنحرفة فتحول حركة المكبس الصاعدة والهابطة إلى دوران حول نصف قطر معين. ويحدد مقدار هذا الانحراف شوط المحرك: الشوط يساوي ضعف نصف قطر ذراع المرفق. وهذا هو السبب الهندسي في أن محركات الديزل الطويلة الشوط في المركبات التجارية الثقيلة تنتج عزم دوران مرتفعًا عند سرعات الدوران المنخفضة. وأجزاء العمود هي:

• المرتكزات الرئيسية: الأسطح الواقعة على محور الدوران، والتي يرتكز بها العمود على محامله في كتلة المحرك. وفي المحرك السداسي الأسطوانات على خط واحد توجد عادة سبعة محامل رئيسية.
• مرتكزات ذراع التوصيل (مرتكزات المرفق): أسطح منحرفة عن المحور يقبض عليها الطرف السفلي لذراع التوصيل؛ وهي الجزء الأساسي الذي يحول القوة إلى عزم دوران.
• أذرع المرفق والأثقال الموازنة: أجزاء الجسم التي تصل بين المرتكزات، والنتوءات التي توازن القوة الطاردة المركزية للكتل الدوارة.
• ثقوب الزيت والمجاري الداخلية: ممرات تنقل الزيت المأخوذ من المرتكز الرئيسي عبر ثقب مائل داخل ذراع المرفق إلى مرتكز ذراع التوصيل.
• الطرفان الأمامي والخلفي: في أحد الطرفين البكرة وترس التوقيت ومانع التسرب الأمامي؛ وفي الطرف الآخر شفة الحدافة وسطح مانع التسرب الخلفي وعجلة الإشارة الخاصة بالحساس.

تعالج المرتكزات آليًا حتى تصبح ملساء كالمرآة، ثم تقسى؛ غير أن المنطقة الأكثر حرجًا في العمود هي نصف قطر الانتقال بين المرتكز وذراع المرفق. فشروخ الكلال تبدأ من هذا التقوس في جميع الحالات تقريبًا، لأن الإجهاد يتركز فيه. أما حركة العمود المحورية إلى الأمام والخلف فيحدها سطح محمل الدفع الموجود بجانب أحد المحامل الرئيسية.

ما الفرق بين عمود المرفق وعمود الكامات؟

يرتكز عمود المرفق على محامل في الجزء السفلي من المحرك؛ فيتلقى حركة المكابس ويخرج القدرة. أما عمود الكامات فهو عمود التحكم؛ إذ يحدد بكاماته متى تتحرك صمامات المحرك، ومتى يتحرك الحاقن المضخي في بعض التصاميم. وباختصار: عمود المرفق ينقل القوة، وعمود الكامات ينقل التوقيت. ويرتبط العمودان بتروس أو سلسلة أو سير، وفي المحرك الرباعي الأشواط يدور عمود الكامات لفة واحدة بينما يدور عمود المرفق لفتين؛ إذ تتطلب الدورة التشغيلية الواحدة أن يدور عمود المرفق 720 درجة. وقد تناولنا أعراض الأعطال في جهة عمود الكامات في دليل عمود الكامات.

كيف يعمل عمود المرفق؟ سلسلة نقل القوة وترتيب الاشتعال واستمرارية الدوران

يؤثر الضغط المتولد في غرفة الاحتراق على تاج المكبس. وينقل المكبس هذه القوة عبر مسمار المكبس إلى ذراع التوصيل، وينقلها ذراع التوصيل بدوره عبر المحمل الموجود في طرفه السفلي إلى مرتكز ذراع التوصيل. ولأن المرتكز منحرف عن المحور، تؤثر القوة على طول ذراع فينشأ أثر الدوران: عزم الدوران هو حاصل ضرب هذه القوة في نصف قطر ذراع المرفق. وتتغير الفاعلية بحسب زاوية المرفق؛ فعندما يكون المكبس في النقطة الميتة العليا يكون المكون الدوراني للقوة في أدنى قيمه، ويبلغ أقصى قيمة له بعد أن يدور العمود قليلًا. ويضبط توقيت الاشتعال وفقًا لهذه الهندسة.

في المحرك الرباعي الأشواط تنتج كل أسطوانة شغلًا مرة واحدة فقط كل أربعة أشواط؛ أما في الأشواط الثلاثة الباقية فيدور عمود المرفق بفعل القوة القادمة من الأسطوانات الأخرى وطاقة القصور الذاتي المختزنة في الحدافة. وفي محركات الديزل السداسية الأسطوانات على خط واحد في المركبات التجارية الثقيلة، توزع زوايا الدورة التشغيلية البالغة 720 درجة بالتساوي على الأسطوانات الست، فيحدث الاشتعال كل 120 درجة ويكون تدفق القدرة شبه متصل. كما أن ترتيب الأسطوانات الست على خط واحد متوازن بطبيعته، لأن قوى القصور الذاتي من الرتبتين الأولى والثانية يوازن بعضها بعضًا داخليًا. وترتيب الاشتعال الشائع هو 1-5-3-6-2-4، لكنه قد يختلف بحسب رمز المحرك.

لأن الاشتعال يحدث في نقاط مختلفة على طول العمود، يلتوي عمود المرفق قليلًا مع كل احتراق ثم يرتد بمرونة. ويتعاظم هذا الاهتزاز الالتوائي عند سرعات الدوران القريبة من التردد الطبيعي للعمود، ويصبح المصدر الرئيسي لشروخ الكلال؛ ومخمد الاهتزاز في الطرف الأمامي موجود تحديدًا لامتصاص هذه الطاقة. ويتعرض العمود في الوقت نفسه لثلاثة أنواع من الأحمال: الضغط، والانحناء، والالتواء.

خريطة الميكانيكا الداخلية للمحرك: السلسلة الممتدة من عمود المرفق إلى الصمام

عمود المرفق ليس قطعة تتعطل بمعزل عن غيرها. فالميكانيكا الداخلية للمحرك سلسلة مترابطة، وكثيرًا ما يظهر الخلل في أي حلقة منها على شكل أعراض في محامل عمود المرفق. وترتيب السلسلة كما يلي: عمود المرفق، وذراع التوصيل، والمكبس وحلقاته، وقميص الأسطوانة، ورأس الأسطوانة، وصمامات المحرك، والذراع المتأرجح، وعمود الكامات.

هذه العلاقات ليست أحادية الاتجاه. فطقم المكبس والقميص المتآكل لا يفقد الانضغاط فحسب؛ بل إن غازات الاحتراق المتسربة إلى علبة المرفق تخفف الزيت وتلوثه بالسخام، وهذا يقصر عمر المحامل مباشرة. ويمكن الرجوع إلى دليل المكبس والقميص في المحرك لمعرفة سلوك تآكل هذا الثنائي. كما أن التسرب في الجزء العلوي ينزل إلى المجموعة السفلية: فعندما ينقل رأس أسطوانة تلفت حشيته سائل التبريد إلى زيت حوض الزيت، يبدأ التآكل الكيميائي على أسطح المحامل؛ وقد شرحنا أعراض أعطال رأس الأسطوانة في دليل مجموعة رأس الأسطوانة في المحرك.

مادة عمود المرفق وتصنيعه: الحدادة والصب والتقسية السطحية

عمود المرفق هو أكثر أجزاء المحرك تعرضًا لأحمال الكلال؛ ويختار أسلوب تصنيعه بحسب كثافة القدرة التي سيتحملها. ففي عمود المرفق المصنوع بالحدادة تشكل كتلة فولاذية مسخنة بين قوالب؛ ولأن اتجاه الحبيبات يتبع شكل القطعة وتحفظ استمرارية الألياف في مناطق نصف قطر الانتقال، تكون مقاومته للكلال عالية. وهذا هو الخيار الشائع في المحركات الحديثة التي تعمل بضغط أسطوانات مرتفع. أما في عمود المرفق المصبوب من حديد الزهر ذي الجرافيت الكروي فتصنع الهندسة المعقدة دفعة واحدة وبتكلفة أقل؛ ويمنح الشكل الكروي للجرافيت بنية أعلى متانة بكثير من حديد الزهر الرمادي، لكن مقاومته لا تبلغ مستوى العمود المصنوع بالحدادة.

وبعد تشكيل العمود الخام تكتسب المتانة الحقيقية بالمعالجات السطحية: إذ تقسى المرتكزات، وتقوى منطقة نصف قطر الانتقال.

والنتيجة العملية لذلك في الميدان: عمود المرفق ليس قطعة يمكن إصلاحها عددًا غير محدود من المرات. فالطبقة السطحية المقساة رقيقة، وكل إعادة جلخ تزيل جزءًا منها. وفي بعض المحركات يصنف عمود المرفق قطعة لا تقبل إعادة الجلخ؛ ويتخذ القرار وفقًا لوثائق OE لا وفقًا لقدرة آلة الجلخ.

المحمل الرئيسي ومحمل ذراع التوصيل: غشاء بسماكة ميكرونات يحمل عمود المرفق

لا يرتكز عمود المرفق داخل كتلة المحرك بتلامس معدن مع معدن. فبين المرتكزات الرئيسية وقمصان المحامل يوجد غشاء رقيق من الزيت، ويطفو العمود فوق هذا الغشاء. وتسمى الآلية التي تحقق ذلك التزييت الهيدروديناميكي: إذ يسحب المرتكز الدوار الزيت الموجود في الفجوة نحو منطقة وتدية تضيق تدريجيًا، ويولد الضغط المتكون في هذه المنطقة قوة حمل تكفي لرفع العمود. وليس ضغط مضخة الزيت هو ما يكون هذا الغشاء مباشرة؛ فمهمتها إيصال معدل تدفق كافٍ إلى الفجوة دون انقطاع.

تتكون المحامل التي تأتي على شكل نصفي قميص من ظهر فولاذي تصب عليه طبقة بطانة لينة. وليونة البطانة ليست عيبًا بل مطلب تصميمي: فهي تحمي المرتكز بالسماح للجزيئات الصلبة الصغيرة القادمة مع الزيت بأن تنغرس فيها. وتستخدم في المحامل الثنائية المعدن المكونة من طبقتين بطانة من الألومنيوم والقصدير؛ أما المحامل الثلاثية المعدن المكونة من ثلاث طبقات، والمفضلة في التطبيقات ذات الأحمال الثقيلة، فتضاف فيها فوق الطبقة الوسطى طبقة انزلاق رقيقة. واللسان الموجود على ظهر القميص يحدد موضع المحمل لكنه لا يثبته؛ فالذي يثبت المحمل في مكانه هو الإجهاد الطوقي الذي يتولد عند ربط الغطاء.

ما هو خلوص المحمل ولماذا يحظى بهذه الأهمية؟

خلوص المحمل هو الفرق بين قطر المرتكز والقطر الداخلي للمحمل بعد تركيبه، وهو من أدق مقاسات المحرك. فإذا كان الخلوص صغيرًا جدًا لم يستطع الزيت دخول الفجوة بكمية كافية؛ فيرق الغشاء وترتفع حرارة الاحتكاك وينحشر المحمل خلال وقت قصير. وإذا كان الخلوص كبيرًا جدًا تسرب الزيت بسرعة وانخفض الضغط، وصار المرتكز يرتطم بالمحمل مع كل اشتعال مولدًا حملًا صدميًا؛ وهذا هو المقابل الميكانيكي لصوت الطرق العميق القادم من الأسفل. ويجرى القياس بطريقة شريط القياس البلاستيكي، أو بالميكرومتر وساعة قياس القطر الداخلي.

محمل الدفع والخلوص المحوري

تحد الحركة المحورية للعمود إلى الأمام والخلف بواسطة محمل الدفع أو حلقات الدفع المركبة على جانبي أحد المحامل الرئيسية. وعندما يتسع الخلوص المحوري يتحرك العمود إلى الأمام والخلف؛ فتظهر حركة في البكرة، وتسرب من مانع التسرب الخلفي، واضطراب في التحكم بالقابض. وألد أعداء محمل الدفع عادة السائق في إبقاء قدمه على دواسة القابض؛ فهذه العادة تدفع العمود باستمرار إلى الأمام وتحرم المحمل من غشاء الزيت.

مجاري الزيت والاعتماد على ضغط الزيت

يصل الزيت المضغوط أولًا عبر المجرى الموجود في مقعد المحمل الرئيسي إلى المرتكز الرئيسي، ومن هناك يمر عبر الثقب المائل المحفور داخل ذراع المرفق حتى يبلغ مرتكز ذراع التوصيل. أي أن الزيت الذي يصل إلى محمل ذراع التوصيل هو الزيت الذي مر عبر المحمل الرئيسي؛ فإذا اتسع خلوص المحمل الرئيسي أو ضاق المجرى بسبب السخام والرواسب الطينية، كان محمل ذراع التوصيل أول من يحرم من الزيت. وانخفاض الضغط عند سرعة الخمول والمحرك ساخن أمر طبيعي، أما اقترابه من عتبة التحذير فليس كذلك. ومع تآكل المحامل تتسع مساحة التسرب الإجمالية وينخفض الضغط انخفاضًا دائمًا؛ ولهذا يعد ضغط الزيت أبكر مؤشر على سلامة محامل عمود المرفق وأكثرها موثوقية.

كيف تتعرف على أعراض أعطال عمود المرفق؟

تظهر الأعراض في الغالب عبر المحامل، وتتطور تدريجيًا: أولًا انخفاض صامت في ضغط الزيت، ثم صوت يسمع تحت الحمل، وأخيرًا اهتزاز وجزيئات معدنية.

ومعظم هذه الأعراض ليس خاصًا بعمود المرفق؛ فبرغي البكرة المرتخي، أو جلبة مسمار المكبس المتآكلة، أو مصفاة الزيت المسدودة، كلها تنتج صورة مشابهة. ولأن جسم المحرك ينقل الصوت وينشره، فإن كون نقطة ما تعطي أعلى صوت عند الاستماع بسماعة الميكانيكي لا يثبت قطعًا أن العطل موجود فيها.

كيف يتطور انحشار المحمل؟ آليته وأهم أسبابه

ما يسمى في الورش «انحشار المحمل» ليس انهيارًا يحدث في لحظة واحدة، بل سلسلة قصيرة من الأحداث يغذي بعضها بعضًا. فغشاء الزيت يفقد قدرته على الحمل في نقطة ما، فيتلامس المرتكز والبطانة، وترتفع حرارة الاحتكاك بسرعة، فتسيل البطانة اللينة بهذه الحرارة وتلتصق بسطح المرتكز، وتزيد المادة الملتصقة من تضييق الفجوة، فتتسارع العملية ذاتيًا. وفي النهاية تزول البطانة، ويقطع الظهر الفولاذي المرتكز، ويبدأ المحمل بالدوران داخل مقعده؛ وعندما يدور المحمل ينسد ثقب الزيت.

ولا يتوقف الضرر عند هذا الحد. فالحرارة المنطلقة قد تغير خصائص المعالجة الحرارية في تلك المنطقة من العمود، فيظهر ازرقاق على المرتكز؛ كما يؤدي المحمل الدوار إلى تآكل مقعده في كتلة المحرك. ولهذا يجب أيضًا قياس مقاعد المحامل في كتلة المحرك في أي محرك تعرض لانحشار المحامل.

• نقص ضغط الزيت أو معدل تدفقه: انخفاض المستوى، أو تآكل مضخة الزيت، أو انسداد مصفاة السحب، أو بقاء صمام تخفيف الضغط مفتوحًا.
• انسداد مجرى الزيت: تضيق الثقب المائل في عمود المرفق أو مجرى كتلة المحرك بسبب السخام أو الرواسب الطينية أو بقايا الجلخ.
• لزوجة خاطئة أو زيت متدهور: زيت من خارج الفئة المعتمدة، أو تجاوز فترة التغيير، أو تخفيف الزيت بالوقود، أو اختلاطه بسائل التبريد، أو تأخير تغيير الفلتر.
• خلوص محمل خاطئ وأخطاء التركيب: تركيب المحامل دون قياس، أو استخدام مقاس متدرج خاطئ، أو عدم تنظيف المقعد، أو تسرب الأوساخ خلف القميص، أو ربط المسامير بعزم وتسلسل خاطئين.
• التحميل الزائد والعيوب الهندسية: العمل بحمل مرتفع عند سرعة دوران منخفضة، أو تحميل المحرك وهو بارد، أو ذراع توصيل منحنٍ، أو مقعد فقد استدارته، أو عمود ذو انحراف دوراني.

والمعنى العملي لهذه القائمة: الانحشار نتيجة لا سبب. فإذا لم يعثر على السبب قبل إعادة تجميع المحرك، فسيعيش المحمل الجديد العمر القصير نفسه. وأقصر طريق هو فحص المحامل المفككة؛ فشكل أثر التآكل ولونه يكشفان في أغلب الأحيان مباشرة عن الآلية التي كانت تعمل.

تشخيص عمود المرفق: منهج متسلسل من الميدان إلى الورشة

أغلى خطأ في التشخيص هو فك المحرك بناءً على تخمين مصدر الصوت. والمنهج الصحيح هو البدء بخطوات منخفضة التكلفة يمكن التراجع عنها.

1. استخرج تاريخ المركبة: سجلات تغيير الزيت، وفئة الزيت، والإصلاحات الأخيرة، وسوابق السخونة الزائدة، وشكاوى نقص الزيت.
2. افحص مستوى الزيت وحالته. فإذا ارتفع المستوى وانخفضت لزوجة الزيت فابحث عن اختلاط الوقود به، وإذا كان بلون القهوة بالحليب فابحث عن اختلاط سائل التبريد به.
3. مرر الزيت عبر مصفاة أثناء تفريغه، وافحص المغناطيس الموجود في سدادة حوض الزيت. فالرقائق الفضية اللامعة تشير إلى بطانة المحامل، أما البرادة الفولاذية فتشير إلى ضرر ميكانيكي أشد.
4. قس ضغط الزيت بمقياس ضغط ميكانيكي بدلًا من المؤشر، والمحرك بارد ثم عند درجة حرارة التشغيل، كلًا على حدة.
5. استمع إلى الصوت تحت الحمل ودون حمل. فصوت محمل ذراع التوصيل يزداد عادة مع الحمل، ويخف بوضوح عند قطع حقن الوقود عن تلك الأسطوانة؛ أما صوت المحمل الرئيسي فأعمق.
6. افحص جهة البكرة والحدافة بالعين وبساعة القياس؛ فوجود أثر انزلاق على الحلقة الخارجية يدل على أن المخمد ربما فقد فاعليته. ثم قس الانحراف الدوراني للطرف الأمامي والخلوص المحوري.
7. قس ضغط علبة المرفق؛ فالقيمة المرتفعة تفسر تسربات مانع التسرب، وتدل كذلك على وجود مشكلة في جهة حلقات المكبس وقميص الأسطوانة.
8. إذا كانت النتائج تشير إلى المحامل فافتح حوض الزيت، وفك أحد محامل ذراع التوصيل وافحصه على سبيل التحقق؛ فنمط التآكل يعطي فكرة عن حالة المحرك بأكمله، ثم صنف الضرر.

والخطوتان الأكثر تعرضًا للإغفال في هذا التسلسل هما الثانية والسابعة. فحالة الزيت وضغط علبة المرفق قياسان منخفضا التكلفة يحددان اتجاه التشخيص، وكلاهما يجرى دون فك المحرك.

قراءات إضافية

للاطلاع على ملخص فني مبسط لهذا الموضوع، راجع المقالة المرجعية على ويكيبيديا. وتحقق دائمًا من القيم والإجراءات المحددة بالرجوع إلى بيانات الخدمة الصادرة عن الشركة المصنعة للمركبة.

القياس وإعادة الجلخ: الميكرومتر وفحص الشروخ ودرجات المحامل

بعد فك العمود وتنظيفه لا يكفي الفحص بالعين؛ فالقياس هو الذي يقرر إمكانية إعادة استخدامه. قطر المرتكز وهندسته: يقاس كل مرتكز رئيسي وكل مرتكز لذراع التوصيل بالميكرومتر في مقطعين أو ثلاثة مقاطع على الأقل على طول المرتكز، وفي كل مقطع باتجاهين متعامدين. فالفرق بين الاتجاهين في المقطع نفسه يعطي عدم الاستدارة (البيضاوية)، والفرق بين المقاطع يعطي المخروطية. وإذا تجاوزت هاتان القيمتان حد OE أعيد جلخ العمود أو استبدل.

فحص الانحراف الدوراني والشروخ: يوضع العمود من المرتكزين الرئيسيين الطرفيين على مساند على شكل حرف V، وتثبت ساعة القياس على المرتكز الأوسط، ثم يدار العمود ببطء ويقرأ الانحراف؛ فإذا ركب عمود منحنٍ تآكلت المحامل من جانب واحد خلال وقت قصير. ويجب كذلك فحص كل عمود تعرض لأحمال ثقيلة أو لانحشار المحامل بحثًا عن الشروخ؛ فطريقة الجسيمات المغناطيسية تظهر الشروخ السطحية وتحت السطحية في الأعمدة الفولاذية، ومواضع البحث معروفة: أنصاف أقطار الانتقال وفتحات ثقوب الزيت. والشرخ الموجود في نصف قطر الانتقال يعني أن العمود لم يعد صالحًا للاستخدام؛ فالإصلاح باللحام أو إزالة الشرخ بالجلخ ليسا من الطرق المقبولة. وإذا وجد ازرقاق على المرتكز فهناك ضرر حراري أيضًا، ولا يجوز إعادة استخدام العمود قبل قياس الصلادة.

إذا جاءت القياسات مقبولة يجلخ العمود على آلة الجلخ إلى المقاس الأصغر التالي، ويستخدم المحمل المتدرج (ذو المقاس الأصغر) المقابل له. وفي الممارسة الشائعة تحدد الدرجات بمضاعفات 0.25 مم؛ لكن الدرجات المتوفرة، وكون إعادة الجلخ مسموحًا بها أصلًا، أمران يتوقفان على رمز المحرك. وفي الجلخ ثلاث قواعد ثابتة: يحافظ على نصف قطر الانتقال بمقاسه الأساسي، وتشطف حواف ثقوب الزيت وتنظف، ويلمع العمود في المرحلة الأخيرة. والغسل بعد العملية وتنظيف المجاري بالضغط أمران إلزاميان.

الأثقال الموازنة والموازنة والبكرة والحدافة: إدارة الاهتزاز

على عمود المرفق أيضًا أن يتعامل مع عدم الاتزان الذي يولده بنفسه. فمرتكزات ذراع التوصيل والكتل التي تدور معها تولد قوة طاردة مركزية لأنها منحرفة عن المحور؛ ولذلك توضع الأثقال الموازنة على أذرع المرفق لمعادلة هذه القوة. ويقاس عدم الاتزان الصغير المتبقي على آلة الموازنة، ويزال عادة بنزع جزء من المادة. وفي معظم التصاميم لا يوازن العمود وحده، بل مع الحدافة والبكرة؛ لذا ضع علامات على مواضع القطع قبل الفك.

أما مخمد الاهتزاز (البكرة) فيستحق حديثًا مستقلًا. فهو يمتص الاهتزاز الالتوائي لعمود المرفق، ويفعل ذلك ببنية ذات عنصر مطاطي أو ببنية مملوءة بسائل لزج. والمخمد ليس قطعة تدوم مدى الحياة: فالمطاط يشيخ ويتشقق، وتنزلق الحلقة الخارجية بالنسبة إلى الجزء الداخلي؛ وفي النوع اللزج يفقد السائل الداخلي خصائصه. والمخمد الذي فقد فاعليته لا يعطي أي تحذير، لكنه يترك عمود المرفق عرضة لكلال الالتواء؛ ووراء نسبة كبيرة من حالات كسر عمود المرفق التي تشاهد في الميدان مخمد لم يستبدل منذ سنوات. وانزياح علامة التوقيت على الحلقة الخارجية هو أوضح علامات التلف، وهو في الوقت نفسه سبب القراءة الخاطئة للتوقيت.

والحدافة في الطرف الخلفي للعمود هي كتلة قصور ذاتي وواجهة لنقل الحركة في آن واحد؛ فهي تثبت بالمسامير على شفة عمود المرفق، وتحمل ترس الطوق الخاص بمحرك بدء التشغيل وسطح القابض. ومسامير الحدافة في كثير من المحركات تستخدم مرة واحدة فقط، وتربط بطريقة العزم مع الزاوية. والحدافة المرتخية أو المختلة المحاذاة تعرض المحمل الرئيسي الخلفي ومانع التسرب للكلال؛ والشكوى التي تبدأ على شكل ارتجاف في القابض قد تتحول مع الوقت إلى تلف في المحامل.

مانع تسرب عمود المرفق وتسرب الزيت: مانع التسرب الأمامي والخلفي

يخرج عمود المرفق من طرفي المحرك، وعند كل مخرج يوجد مانع تسرب يمنع تسرب الزيت. فيجلس مانع التسرب الأمامي خلف البكرة على غطاء التوقيت؛ أما مانع التسرب الخلفي فيجلس أمام الحدافة، وفي معظم التصاميم على حامل مستقل. وتسرب مانع التسرب الخلفي هو أكثر حالات تسرب الزيت إثارة للجدل، لأن استبداله يتطلب فك الحدافة، وفي أغلب الأحيان مجموعة القابض أيضًا.

تحديد سبب التسرب بدقة أهم من استبدال مانع التسرب. وأهم الأسباب: شيخوخة مانع التسرب وفقدان شفته لمرونتها، والأخدود الناتج عن التآكل على سطح العمود في موضع مانع التسرب، والحركة الزائدة للعمود، والسبب الأكثر تعرضًا للإغفال وهو ارتفاع ضغط علبة المرفق. فعندما ينسد نظام التنفيس أو تزداد الغازات المتسربة إلى علبة المرفق، يدفع الضغط الداخلي الزيت إلى الخارج من أضعف نقطة؛ وفي هذه الحالة يعود التسرب خلال وقت قصير حتى لو جدد مانع التسرب.

وفي التركيب قاعدة ذات أهمية خاصة: فموانع التسرب التقليدية المطاطية تركب مع تزييت منطقة الشفة تزييتًا خفيفًا، أما موانع التسرب ذات الشفة من PTFE التي تعمل جافة فتركب دون زيت، وتدفع على العمود بجلبة التركيب الخاصة بها؛ ومانع التسرب من هذا النوع إذا ركب مزيتًا فقد وظيفة منع التسرب من البداية. ولكي لا تتضرر الشفة يجب تغطية الحواف الحادة في طرف العمود، وضغط مانع التسرب في مقعده عموديًا تمامًا بأداة تركيب مناسبة لا بالمطرقة.

استبدال عمود المرفق وانضباط التركيب

يتطلب استبدال عمود المرفق إنزال المحرك من المركبة وفتح المجموعة السفلية بالكامل. وصعوبة العمل تكمن في الانضباط أكثر من المهارة اليدوية: النظافة، والقياس، والتسلسل، وعزم الربط. وتختلف قيم الربط وتسلسلاته والأدوات الخاصة من محرك إلى آخر، وتؤخذ من دليل OE.

1. أمّن المركبة، وافصل البطارية، وفرغ الزيت وسائل التبريد وفق الأصول، ثم أنزل المحرك بالمعدات المناسبة وضعه على حامل المحرك.
2. فك الحدافة، ومجموعة القابض، والبكرة، وغطاء التوقيت، وحوض الزيت؛ وسجل موضع كل قطعة وعلامات المحاذاة الخاصة بها.
3. فك رأس الأسطوانة وأطقم المكبس وذراع التوصيل. وقبل فك أغطية محامل ذراع التوصيل والمحامل الرئيسية تحقق من أرقامها واتجاهاتها؛ فهذه الأغطية لا يجوز تبديل مواضعها.
4. أخرج عمود المرفق مع إسناده من مواضع محامله. فالعمود ثقيل وغير متوازن؛ وارتطام المرتكز بسطح صلب قد يكفي وحده لجعل العمود غير صالح للاستخدام.
5. قس مقاعد المحامل الرئيسية في كتلة المحرك؛ فإذا كانت المقاعد قد فقدت استدارتها أو اختلت محاذاتها فلن يكون استبدال عمود المرفق وحده حلًا.
6. قبل تركيب العمود نظف جميع مجاري الزيت بالغسل تحت الضغط، وتحقق من أنها مفتوحة؛ فبرادة الجلخ المتبقية هي أكثر ما يقضي على المحامل الجديدة. وامسح مقاعد المحامل وظهور القمصان بقطعة قماش لا تترك وبرًا، لأن حبة أوساخ واحدة تبقى خلف القميص تكفي لتضييق الخلوص موضعيًا والتسبب في الانحشار.
7. قس خلوص المحامل بطريقة شريط القياس البلاستيكي، أو بالميكرومتر وساعة قياس القطر الداخلي، وتحقق من مطابقته لقيمة OE.
8. ادهن أسطح المحامل بزيت التركيب، وضع العمود في مكانه، وركب الأغطية وفق أرقامها واتجاهاتها، واربط المسامير بعزم OE وبالتسلسل المحدد، وبطريقة العزم مع الزاوية عند الحاجة. وبعد ربط كل غطاء أدر العمود باليد وتحقق من دورانه بحرية.
9. قس الخلوص المحوري وتحقق من وقوعه ضمن نطاق OE؛ ثم ركب أطقم ذراع التوصيل، وحوض الزيت، وموانع التسرب، والبكرة، والحدافة. وقبل التشغيل الأول تأكد من تكون ضغط الزيت، وتجنب الأحمال الثقيلة طوال فترة الترويض.

القيم الفنية والنطاقات المرجعية العامة

يجمع الجدول التالي المعايير التي يكثر الرجوع إليها؛ وهو ليس لاتخاذ القرار، بل لتقدير ما إذا كانت النتيجة التي حصلت عليها معقولة.

والقاعدة الثابتة في هذا الجدول: لا يجوز استخدام أي قيمة رقمية تخص عمود المرفق بمعزل عن رمز المحرك. فمحركان من الشركة المصنعة نفسها وبالسعة نفسها قد يتطلبان قيم خلوص وقواعد إعادة جلخ مختلفة.

الصيانة والعمر الافتراضي ومكانة عمود المرفق في المحرك

لا توجد لعمود المرفق فترة استبدال محددة. ففي محرك مركبة تجارية ثقيلة يصان صيانة صحيحة يكمل عمود المرفق عمر المحرك كله، ولا يستبدل في الغالب أبدًا. وما يحدد عمره ليس عدد الكيلومترات، بل ضغط الزيت الذي يمر عليه ونظافته ودرجة حرارته. فمن بين مركبتين مزودتين بالمحرك نفسه، قد لا يحتاج محرك إحداهما إلى فتح مجموعته السفلية أبدًا، بينما يحتاج محرك الأخرى إلى إصلاح المجموعة السفلية في وقت أبكر بكثير بسبب تأخر تغيير الزيت.

• انضباط تغيير الزيت والفلتر: غير الزيت عند بلوغ المسافة أو المدة التي تحددها الشركة المصنعة، أيهما يأتي أولًا، وقصر الفترة في ظروف الاستخدام الشاق، ولا تخرج عن فئة اللزوجة المعتمدة للمحرك؛ فهذا الاختيار هو الذي يحدد سماكة غشاء الزيت مباشرة.
• مستوى الزيت وضغطه: تحقق من أن المستوى لا ينخفض ولا يرتفع؛ وسجل الضغط عند سرعة الخمول والمحرك ساخن بوصفه القيمة الطبيعية الخاصة بالمركبة، وراقب اتجاه تغيره.
• انضباط الإحماء والتبريد: لا تحمل المحرك البارد فورًا، واتركه يدور بسرعة الخمول لفترة قصيرة قبل إيقافه.
• تنفيس علبة المرفق والمخمد والسجلات: التنفيس المسدود يسبب تسرب موانع التسرب؛ ويفحص المخمد دوريًا بحثًا عن الشقوق وانزلاق الحلقة؛ وتدون درجة إعادة الجلخ ومقاس المحامل في ملف المركبة.

عمود المرفق هو أمتن أجزاء الميكانيكا الداخلية للمحرك وأكثرها اعتمادًا على غيره في آن واحد: فهو مصمم بأسطح مقساة كي لا يمسه شيء أبدًا، لكنه يطفو فوق غشاء زيت بسماكة ميكرونات، وكل ما يحافظ على هذا الغشاء هو من عمل بقية السلسلة. ولهذا فإن عطل عمود المرفق لا يكون في الغالب ذنب عمود المرفق نفسه. والترتيب الصحيح في التشخيص واضح: يثبت أولًا أن الزيت نظيف، ثم أن الضغط يتكون، ثم أن المجموعة العلوية سليمة؛ ويأتي عمود المرفق في آخر القائمة. وفي جميع الحالات يكون المرجع أحدث وثائق خدمة OE الخاصة برمز المحرك والشاسيه للمركبة.

وللاطلاع على أعراض تآكل مجموعة المكبس وقميص الأسطوانة التي تنقل هذه الحركة إلى عمود المرفق، وعلى إجراءات استبدالها، يمكنك الرجوع إلى دليل المكبس والقميص في المحرك.

ما الفرق بين عمود المرفق وعمود الكامات؟

عمود المرفق هو العمود الرئيسي الذي يحول الحركة الخطية للمكابس إلى حركة دورانية وينقل قدرة المحرك إلى الحدافة. أما عمود الكامات فهو عمود مساعد تحمل عليه مقاطع الكامات، ويفتح صمامات المحرك ويغلقها في الوقت الصحيح. ويرتبط العمودان بسلسلة التوقيت أو سير التوقيت أو مجموعة تروس، وفي المحرك الرباعي الأشواط يدور عمود الكامات بنصف سرعة عمود المرفق. وعطل عمود المرفق يوقف المحرك بأكمله؛ أما عطل عمود الكامات فيظهر عادة في البداية على شكل فقدان في القدرة واضطراب في التشغيل.

ما هي محامل عمود المرفق، ولماذا هي مهمة؟

محامل عمود المرفق هي أنصاف قمصان ذات طبقة تغطية رقيقة، يرتكز عليها العمود أثناء دورانه داخل كتلة المحرك. فالمحامل الرئيسية تربط العمود بجسم المحرك، ومحامل ذراع التوصيل تربط أذرع التوصيل بالعمود. ويمنع غشاء الزيت بينهما التلامس المعدني؛ وعندما ينخفض ضغط الزيت أو يتلوث الزيت ينقطع هذا الغشاء، وقد ينحشر المحمل في غضون دقائق. وصوت الطرق العميق الصادر عن المحمل والذي يزداد مع سرعة الدوران تحذير يوجب إيقاف المحرك فورًا.

فئة المنتجات ذات الصلة: المحرك

دليل فني متعمق: لتشخيص أعطال هذا الموضوع، والاستبدال خطوة بخطوة، وفترات الصيانة: عمود المرفق (الكرنك) ومجموعة الإدارة في ضاغط هواء الفرامل: أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة

جميع أدلتنا الفنية حول هذا الموضوع

• طقم حشيات المحرك: أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة
• مكبس المحرك والقميص (بستم وقميص): أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة
• مكبس المحرك والقميص والحلقات: الأعطال والاستبدال والصيانة
• مجموعة رأس أسطوانة المحرك: أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة
• مجموعة صمامات المحرك: أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة
• ما هو ضبط خلوص صمامات المحرك (ضبط البلوف)؟ لماذا ومتى يكون ضروريًا؟
• احتراق حشية رأس الأسطوانة: الأعراض والأسباب
• طقم الذراع المتأرجح والعمود: أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة
• عمود الكامات (كامة): أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة
• مبيت الحدافة / جرس القابض: أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة
• متى يستبدل سير التوقيت (سير التايمنج)؟ وماذا يحدث إذا انقطع؟
• ما هو محرك بدء التشغيل (السلف)؟ أعراض الأعطال واستبدال فرش الكربون
• ما هو المولد الكهربائي (الدينامو)؟ وظيفته وأعراض أعطاله

منتجات VADEN ORIGINAL

• طقم قميص ومكبس — 84 منتجًا
• رأس الأسطوانة — 66 منتجًا
• صمام المحرك — 54 منتجًا
• عمود الكامات — 19 منتجًا