רובר 10: שפוץ מנוע כ"ה

אחרי שהמנוע הותנע, ולפני שיאופסן לתקופה (ממושכת, יש לקוות) רצוי לערוך בדיקות אחדות. גם כי כדאי לדעת, לכשתגיע שעת פקודה, שיש על מי לסמוך, וגם כי עכשיו, כשהמנוע פועל בחדר העבודה, נוח לערוך עליו בדיקות ומדידות.
מובן מאליו שנמדדו לחץ השמן, טמפרטורת העבודה והוואקום בסעפת היניקה. לכולם ערכים תקינים, אם כי אני חייב לציין כי טרם ניסיתי להריץ את המנוע במהירות סיבוב גבוהה – הוא עדיין צעיר מדי לכך. ניסויי כזה יערך רק לאחר כשעה עבודה במהירות סיבוב מתונה והחלפת שמן.
גם המתנע (“סטרטר") והדינמו המשופצים פועלים היטב והטעינה תקינה.
אבל אחד הדברים שהעסיקו אותי היה תקינות המפלג ("דיסטריביוטור”).
ואם כי שיפצתי אותו במו ידי עדיין נשארו בי תהיות וספקות לגבי טיבו. סיבות אחדות לדבר:
ראשית, אמנם רוב המפלגים שפירקתי ממנועי רובר 10 היו מהדגם DKY4A, אבל אף אחד מהם לא מתת-הדגם היעודי. את כולם ליקט בזמנו שמואל מן הגורן ומן היקב, מהילמן ומסטנדרד ומבני דורם. יתר על כן, כולם נזקקו בזמן השיפוץ להחלפת קפיצים ומשקולות, או לפחות לתותבים חדשים במשקולות הישנות – ואין שום בטחון כי עקום הקידום שנוצר כך הוא העקום הרצוי והנכון.
אבל עוד סיבה לדבר: על המדף מחכה לו כבר מפלג אלקטרוני, שעקומת הקידום שלו ניתנת להתאמה ידנית באמצעות מחשב. אבל מה היא העקומה הנכונה? למה עלי לשאוף?
ברור שאני זקוק לנקודת יחוס – כלומר לעקומת יחוס. בספרות הטכנית הנמצאת ברשותי אין עקומה כזאת אבל קיימות עקומות אחדות של כלי רכב אחרים המשתמשים במפלג הנ"ל.
הנה למשל הפרטים המתייחסים ל Singer SM Roadster מהשנים 53 – 54, כלי רכב שמנועו דומה מאד למנוע הרובר (אותו קדח ואותו מהלך בוכנה) ומשתמש גם בקרבורטור וגם במפלג מאותו סוג:
ignition
מהטבלה עולה כי קידום ההצתה מתחיל היכן שהוא בין מהירות סיבוב של 400 סל"ד ל-800 סל"ד, ומגיע למקסימום ב-3000 סל"ד, בו ערכו נמצא בין 20 ל-23 מעלות.
מכונית נוספת, פופולרית בהרבה, המשתמשת גם היא במפלג DKY4A היא MG TC. בגלל הפופולריות הרבה שלה, בפרט בארה"ב, ניתן למצוא עליה הרבה פרטים ברשת, למשל כאן.
זהו מאמר מעניין בפני עצמו, בו מתאר המחבר (ג'ון סאונדרס) לא רק מה עשה אלא גם מדוע. הנה קיצור דבריו:
בעירת התערובת לא מתרחשת בבת-אחת, אלא נמשכת זמן מסויים. ככל שמהירות הסיבוב גדלה זמן זה מהווה חלק גדול יותר מזמן המחזור (בן ארבעת הפעימות). לדוגמה, במהירות סיבוב של 1000 סל"ד נמשך כל מחזור (720 מעלות סיבוב) 500/60 שניה כלומר 8.333 שניות, והמהירות הזוויתית היא 84.4 מעלות לשניה. פעימת העבודה נמשכת רבע מכך כלומר כ-2 שניות ועל הבעירה להסתיים בתחילתה. אם הבעירה נמשכת, למשל, 0.2 שניה, רצוי שתתחיל כ 0.1 שניה לפני נקודת ההבזק (11 מעלות), שבמהירות סיבוב זו פירושה 8.44 מעלות, דהיינו ב-1000 סל"ד אנו זקוקים לקידום הצתה של כ 8.5 מעלות מעבר לקידום הסטטי. ב 4000 סל"ד עולה המהירות הזוויתית לכ 338 מעלות לשניה, והקידום לו נזדקק יגיע ל34 מעלות!
יש לציין כי במהירויות גבוהות החישוב מסתבך בגלל נוכחותם הגוברת והולכת של גזי פליטה בחלל הצילינדר. גורם נוסף שיש להביא בחשבון הוא כמות התערובת בפועל. המספרים שהובאו למעלה מתאימים למלוא הכמות, המתקבלת רק במצערת פתוחה לחלוטין. במצערת חלקית הכמות קטנה יותר, הבעירה נמשכת פחות זמן ולכן יש צורך בפחות קידום הצתה. אי לכך במפלגים מתקדמים יותר מתחשב הקידום גם במצב המצערת – הנמדד לפי הוואקום בסעפת היניקה. בוואקום גבוה (מצערת סגורה או כמעט סגורה) יש צורך בפחות קידום הצתה, גם אם מהירות הסיבוב גבוהה. ברובר, ובשאר המכוניות המשתמשות במפלג DKY4A לא מובא גורם זה בחשבון.
עובדה נוספת שכדאי לזכור היא ההבדלים באיכות ובהרכב הדלק בין התקופה בה תוכנן ויוצר הרובר ובין הדלק בן זמננו. זמני הבעירה של שני סוגי הדלק אינם זהים ולכן גם על עקומת הקידום להשתנות. זוהי העקומה שסאונדרס הפיק:

יצור עקומה חדשה מאפס – מה שיתאפשר עם המפלג האלקטרוני – הוא עבודה מורכבת הדורשת בראש ובראשונה שהמנוע יהיה מורכב במכונית. בינתיים, כהכנה, החלטתי למדוד את העקומה הקיימת במפלג המכני המשוקם, ובאותה הזדמנות גם ללמוד על מצבו ועל מצב המנוע בכלל.
הכלי הבסיסי המשמש למדידות כאלה הוא הסטרובוסקופ – ומילים אחדות על פעולתו.
כל סטרובוסקופ מכיל את שני הרכיבים הבאים:
מנורת הבזק המייצרת הבזק אור שמשכו פחות מ 0.0001 שניה (עשירית מילי שניה), ומעגל "הדק" (טריגר) המפעיל את המנורה כשמתרחש אירוע. במקרה שלנו האירוע הוא ניצוץ במצת ("פלג") של צילינדר מס' 1, שעל מציאותו יודע המעגל בעזרת הצמדת מחוש מתאים למוליך המחבר את המפלג עם המצת הנ"ל.
triger
משך הזמן בו פועלת המנורה (0.0001 שניה) הוא כה קצר לעומת זמן מחזור של המנוע עד כי העין לא תקלוט בו תנועה זוויתית שלו. כדי לסבר את האוזן: ב 1000 סל"ד הזווית בה יסתובב המנוע בזמן ההארה היא פחות מ 0.08 מעלה.
אם נבחר נקודה על גבי גלגל התנופה, למשל, ומהירות הסיבוב של המנוע תהיה קבועה לחלוטין ומערכת התיזמון אידאלית, בכל פעם שהמנורה תאיר תהיה הנקודה הנ"ל באותו מקום בדיוק. לעין יראה הדבר כאילו היא קבועה במקומה והמנוע אינו מסתובב.
כדי להדגים את פעולת הסטרובוסקופ השתמשתי במערך הבא:
maarach
עד מהרה התברר כי פעולת המערכת מיטבית כשהעצם הניצפה הוא בצבע צהוב בוהק. בנסיונות הראשונים גם התברר כי רעשי מערכת ההצתה המכנית משבשים את פעולת המחשב הקטן שבתוך הסטרובסקופ. כיצד התגברתי עליהם יתואר בהמשך. עם התנעת המנוע נכנס הסטרובוסקופ אוטומטית לפעולה, האור מכובה והמצלמה עוברת למצב הסרטה.
הסרטון הבא מדגים את פעולת המערכת:

http://www.youtube.com/watch?v=OSq8SKKpU3g
בזווית בה צולם הסרטון סיבוב המנוע הוא נגד כיוון השעון, ולכן קידום יהיה עם כיוון השעון.
ואכן, העלאת מהירות הסיבוב מראה בפירוש כי הקידום הצנטריפוגלי פועל.
אבל בכך לא די. איך דולים מנתונים אלה את עקומת הקידום? ומדוע בסרק זווית ההצתה אינה קבועה ונראה כי היא משתנה מעט, אבל ללא הרף?
על כל זאת, והרבה יותר – בפרק הבא.

PREV

NEXT