محدد عدد دورات المحرك

محدد سرعة الدوران هو جهاز يُركّب في المركبات الحديثة ذات محركات الاحتراق الداخلي . يهدف هذا الجهاز إلى حماية المحرك عن طريق الحد من سرعته الدورانية القصوى ، والتي تُقاس بالدورات في الدقيقة (rpm). يتم ضبط محددات سرعة الدوران مسبقًا من قِبل الشركة المصنعة للمحرك. كما توجد وحدات تُركّب في السوق حيث يتم تركيب وحدة تحكم منفصلة باستخدام إعداد مخصص لعدد الدورات في الدقيقة. يمنع محدد سرعة الدوران محرك السيارة من تجاوز الحد الذي حددته الشركة المصنعة، والمعروف باسم الخط الأحمر (وهو الخط الأحمر الموجود على عداد سرعة الدوران ). عند تجاوز هذا الحد، قد يتعرض المحرك للتلف.

تعمل المحددات عادةً عن طريق إيقاف تشغيل أحد المكونات الضرورية لحدوث عمليات الاحتراق، سواء كان ذلك الوقود أو الهواء أو الشرارة. تستخدم محركات الاحتراق بالضغط منظمات أو محددات ميكانيكية لإيقاف حاقنات الوقود الإلكترونية. قد يقوم محرك الاحتراق بالشرارة أيضًا بإيقاف تشغيل الوقود أو إيقاف إشعال الشرارة، وبعضها يقلل من قدرة المحرك عن طريق تغيير توقيت الشرارة.

في حالة ناقل الحركة الأوتوماتيكي في وضع القيادة، يبقى معدل دوران المحرك ضمن النطاق الآمن الذي يحدده الناقل. ولا حاجة لمحدد السرعة إلا عند تجاوز الحد المسموح به في أوضاع التوقف أو الحياد أو الوضع اليدوي. لم تكن هذه المركبات مزودة بمقياس سرعة الدوران حتى مطلع الألفية. وبدون هذا المقياس، لا يمكن رؤية الحد الأقصى للدوران، ولكن خطر تجاوز سرعة المحرك في نواقل الحركة الأوتوماتيكية بالكامل ضئيل للغاية، لذا لا يُعدّ معدل دوران المحرك مصدر قلق.

مع ذلك، في ناقل الحركة اليدوي، قد يصل عدد دورات المحرك إلى الحد الأقصى المسموح به في وضع "الحياد"، أو عند الانتقال إلى ترس أعلى متأخرًا جدًا، أو عند الانتقال إلى ترس أدنى مبكرًا جدًا. في حالة وضع "الحياد" أو الانتقال إلى ترس أعلى متأخرًا جدًا، يمكن لمحدد عدد الدورات أن يحافظ بسهولة على عدد دورات المحرك دون الحد الأقصى المسموح به.

إذا تم تخفيض سرعة ناقل الحركة اليدوي مبكراً جداً، فإن سرعة السيارة ستؤدي إلى تجاوز المحرك للحد الأقصى المسموح به. في هذه الحالة، سيقلل محدد السرعة من قوة المحرك، لكنه لن يمنعه من تجاوز الحد الأقصى المسموح به.

ربما يكون أسوأ موقف هو عند "عدم تغيير" السرعة. في الرسم التوضيحي، من الممكن أن يكون المحرك عند سرعة دوران عالية و"يخطئ" في تغيير السرعة من الثاني إلى الثالث، فينتقل إلى السرعة الأولى بدلاً من ذلك. سيؤدي هذا إلى تجاوز الحد الأقصى لدوران المحرك، ولا يوجد ما يمنع تلف المحرك بشكل كبير نتيجة عطل في نظام الصمامات أو ذراع التوصيل. قد يساعد استخدام القابض بأسرع ما يمكن على تجنب تلف المحرك. ^{[ 1 ]}

تحتوي معظم المحركات الصغيرة ، مثل تلك الموجودة في جزازات العشب، على منظم سرعة . مع ازدياد عدد دورات المحرك في الدقيقة، تُغلق صفيحة الخانق في المكربن ​​تدريجيًا، مما يقلل كمية الوقود والهواء الداخلة إلى المحرك، حتى يستقر عدد دورات المحرك. إذا انخفض عدد الدورات عن القيمة المطلوبة، تُفتح صفيحة الخانق تلقائيًا، مما يسمح بدخول المزيد من خليط الوقود والهواء إلى المحرك. يؤدي ضبط الخانق عادةً إلى ضبط شد زنبرك منظم السرعة، مما يسمح بدوره للمحرك بالعمل بسرعة أكبر أو أقل حسب الرغبة. على الرغم من أن الحد الأقصى لعدد الدورات لا يمكن رؤيته في معظم المحركات الصغيرة، نظرًا لعدم وجود عداد دورات، إلا أن خطر تجاوز سرعة المحرك الحد المسموح به لا يُعدّ مصدر قلق في العادة. ^{[ 2 ]}

تُحدَّد السرعة القصوى لدوران المحرك بتدفق الهواء عبره، وإزاحته ، وكتلة الأجزاء الدوارة وتوازنها، بالإضافة إلى قطر الأسطوانة وشوط المكابس . ^{[ 4 ]} ويمكن لمحركات الفورمولا 1 أن تصل إلى 15000 دورة في الدقيقة وفقًا لقواعد الفورمولا 1 ^{[ 5 ]} نظرًا لصغر إزاحتها، وانخفاض كتلتها، وقصر شوطها.

تحتوي المحركات المزودة بصمامات هيدروليكية (مثل محرك بويك/روفر V8 ) غالبًا على محدد سرعة دوران فعلي بفضل تصميمها. ويتم الحفاظ على خلوص الصمامات عن طريق تدفق زيت التشحيم. عند سرعات المحرك العالية، يرتفع ضغط الزيت إلى درجة تجعل الصمامات تنتفخ، مما يؤدي إلى ارتعاش الصمامات. وهذا بدوره يقلل من قدرة المحرك بشكل حاد، مما يتسبب في انخفاض السرعة.

يمكن أن يكون مستوى سرعة دوران المحرك الناتج عن إيقاف توقيت الشرارة ثابتًا، أو متغيرًا باستخدام وحدات التحكم المناسبة في الإشعال. ويمكن ضبط وحدات الإشعال ذات المعدل المتغير بسرعة وسهولة لتحقيق حد سرعة الدوران المناسب لمختلف الظروف، مثل سباقات الشوارع، وسباقات السرعة، وسباقات الحلبات، والقيادة على الطرق السريعة.

توفر وحدات الإشعال متعددة المراحل تحكمًا أفضل في حدّ سرعة دوران المحرك. تُستخدم المرحلة الأولى للحدّ من سرعة دوران المحرك عند انطلاق السيارة من وضع السكون، مما يوفر أقصى قدر من القوة والتماسك. أما المرحلة الثانية، فتُفعّل بعد الانطلاق لضبط حدّ أعلى لسرعة دوران المحرك لتسارع كامل عند الضغط الكامل على دواسة الوقود .

تختلف الشركات المصنعة اختلافًا كبيرًا في تحديد الحد الأقصى لدوران محركاتها: من 100 ^{[ 6 ]} إلى 12000 دورة في الدقيقة. ^{[ 7 ]} إذا تجاوز المحرك سرعة الدوران المحددة، وهو ما يُعرف عادةً بـ"الدوران الزائد"، فقد يحدث تلف للمكبس ونظام الصمامات عندما يبقى الصمام مفتوحًا لفترة أطول من المعتاد. قد يؤدي ارتجاج الصمام إلى فقدان الضغط، أو احتراق غير منتظم، أو اصطدام الصمام بالمكبس. ^{[ 8 ]} من المحتمل أيضًا أن ينفصل ذراع التوصيل بين عمود المرفق والمكبس. عندها سيحتاج المحرك إلى الإصلاح أو الاستبدال بالكامل.

• الخط الأحمر
• السرعة الزائدة
• محدد السرعة