לשימ(ס) או לא לשימ(ס)?

[lior_bar_ami]

לאור שאלה של משתמש בפורום מסוקים, ומאחר ורוב המטיסים - טיסנים ומסוקים, מסתפקים בלסובב קצת את הסיכות ולעלות לאוויר בלי להכיר שקיימות עוד דרכים להעלות את ביצועי המנועים שלהם, החלטתי לכתוב את המאמר הבא על כיוון מתקדם יותר של המנוע.
מקווה שתמצאו אותו מעניין ולא פחות מזה מועיל לכם - תהנו!

שימסים - SHIMS



מהם שימסים?
שימס (Shim) הינו סוג של דסקית/שייבה מאוד דקה (עובי השימס משתנה כתלות באפליקציה). בהקשר המנוע השימס הינו הדסקית שמפרידה בין ראש המנוע לשרוול/צילינדר ובעצם קובעת את גודלו הסופי של תא הבעירה במנוע.



למה שימסים קיימים, ולמה להשתמש בהם?
הסיבה הראשונה והעיקרית לשימוש בשימסים היא יכולת שינוי תזמון ההצתה בתא הבערה. השינוי בתזמון מתבצע בצורה הבאה – הורדת שימס תגרום לעליית הלחץ וכפועל יוצא לקידום ההצתה, והוספת שימס תגרום לירידת הלחץ ואיחור ההצתה, כמובן שכגודל השינוי בשימס כך גם גודל השינוי בהצתה (קידום או איחור שלה).

קידום הצתה ע"י הורדת שימס יגרום לעלייה בהספק המנוע עד לנק' בו ההצתה תהיה מוקדמת מידי (מצב הנקרא "דטונציה") – מצב שהוא כבר מסוכן למנוע שכן ההצתה יכולה להתקבל לפני הנק' המתה העליונה (Top Dead Center), בזמן עליית הבוכנה ולגרום לשבירת הטלטל ו/או הבוכנה.
איחור ההצתה ע"י הוספת שימס למנוע אמנם תוריד את הכוח המתקבל, אך כמעט תמיד תגרום לפעולת המנוע להיות יותר עגולה וחלקה. במז"א חם מאוד אף ייתכן שהדבר יהיה הכרחי לפעולה תקינה, אך כל שינוי של תזמון הצתה במנוע (כתוצאה מהוספה או הורדה של שימס) יגרור שינוי נוסף בפרמטרים נוספים המפורטים מטה ע"מ לאזן את שינוי יחס הדחיסה.

השימוש בשימסים כמו גם שינוי התערובת ע"י הסיכות הינה דרך לכוון את המנוע ולהפיק את המיטב מהמנוע. ישנן מס' דרכים נוספות ("מתקדמות") לכוון את המנוע בכדי לשפר את ביצועי המנוע – החלפת סוג הפלאג (קר/חם יותר), הוספת/הורדת אחוז הניטרו בדלק (ניטרו מקדם הצתה), הוספת/הורדת אחוז השמן בדלק (שמן מאחר הצתה), או שימוש באגזוזי לחץ (שמשנים את תזמון ההצתה), וכמו שצוין שינוי התזמון של המנוע כרוך בשינויים נוספים בפרמטרים אלו.

במז"א חם, האוויר שמתחמם מצד אחד נהיה דליל (שווה ערך לעלייה בגובה וירידת לחץ הסביבה - Ps), פחות אוויר בתערובת משמע ירידה ביחס הדחיסה, אך מאידך הטמפרטורה החיצונית הגבוהה (והלחץ הנמוך) מורידה את טמפרטורת הרתיחה של הדלק, וגורמת להצתה מוקדמת יותר. ניתן לראות, אם כן, שישנם שני פתרונות סותרים למצב הנתון – שכן ירידה ביחס הדחיסה נפתרת ע"י הורדת שימס, ואילו הצתה מוקדמת נפתרת ע"י הוספת שימס...

פרדוקס ?? לא בדיוק ....

כמו שציינתי קודם לכן, ההצלחה בכיוון ע"י שינוי בתזמון ההצתה, כרוכה גם בשינויים הנוספים שמבוצעים יחד איתו – ואסביר בדוגמא לפתרון הבעיה שהוצגה למעלה:

• במצב של עליית הטמפרטורה וירידת ההספק - על ידי הורדת שימס והעלאת הלחץ, תיפתר הבעיה שנוצרה בירידת יחס הדחיסה (ויעלה הספק המנוע). בנוסף להורדת השימס, החלפת פלאג לפלאג "קר" יותר (בסגנון ENYA #4/#5, או O.S. #10 שנקרא בעבר A5), או הורדת אחוז הניטרו בדלק או העלאת אחוז השמן בדלק – תאחר את ההצתה ותפתור את בעיית ההצתה המוקדמת שנוצרה לנו עקב הורדת השימס, וירידת טמפרטורת הרתיחה של הדלק (במידת הצורך שנה יותר מפרמטר אחד).
  
• מצב שונה מהמצב שתואר הוא מצב שלא מורגשת ירידת כוח לאותו כיוון סיכה רגיל (+/-), אך המנוע נע סביב מנוע עני מידי (מנוע ש"מנגן" ומסרב לרדת מיידית לסרק) – למנוע עשיר מידי. במצב כזה, יש לבצע פעולה אחת שתאחר את תזמון ההצתה ו"תעגל" את פעולת המנוע, כשבעדיפות נתחיל עם שימוש בפלאג "קר" יותר, ואם זה לא מספיק נבצע פעולות אחרות כגון אלו שצוינו לעיל (הוספת שימס/הורדת אחוז ניטרו/העלאת אחוז השמן, וזאת במקום הפלאג ולא בנוסף לו – ע"מ לא לאחר מידי את תזמון ההצתה).
  
• עוד מצב אחד שאתעכב עליו הוא מצב של "דטונציה" במנוע – הצתה מוקדמת. במצב של טמפ' סביבה גבוהה מאוד תיתכן תופעת "דטונציה", מצב זה ילווה ברעש נקישות מתכתי ובגמגומים של המנוע (עד למצב הקיצון בו המנוע יינזק). במצב זה יש צורך באיחור תזמון ההצתה ע"מ לגרום למנוע לעבוד בצורה עגולה יותר (במחיר של הפסד בכוח) – איחור ההצתה במקרה זה יבוצע ע"י הוספת שימס, וכמו שלמדנו עד כה – ייתכן ששינוי בסוג הפלאג לפלאג "חם" (דוגמת O.S. #6 שנקרא בעבר A3, או ENYA #3) יהיה נדרש ע"מ להגיע לכיוון מיטבי של המנוע.

עד עתה דיברנו על שימוש בשימסים כתגובה לשינוי בעבודת המנוע כתלות בגורמים חיצוניים (לדוג' שינוי בטמפרטורה חיצונית), אך ישנם עוד מיקרים נפוצים ששימוש בשימס יעזור לנו לכוון את המנוע בצורה אופטימאלית, ולהפיק את המיטב מהמנוע - לדוגמא:
תערובת דלק ה MAGNUM החדשה שנמכרת. מקדם ההצתה של הדלק החדש הוא שונה מהדלק שלשמו תוכננו המנועים שלנו עקב חוסר בניטרו בתערובת.
הדלק החדש מתלקח תחת לחץ/חום גבוה יותר מהדלק שהכיל ניטרו, מה שגורם לאיחור בתזמון ההצתה שלנו.
את הפיתרון אני מנחש שכבר הבנתם עד לכאן – יש להעלות את יחס הדחיסה של המנוע, ולקדם את ההצתה בשימוש עם דלק מסוג זה, פעולות אלו יתבצעו כמובן ע"י הסרת שימס מראש המנוע.

ישנם עוד מצבים כאלו ואחרים בהם נשתמש בכלים שציינתי ע"מ להגיע לכיוון המיטבי, אך בסוף חשוב להבין שכיוון מנוע נכון אינו מסתיים בכיוון סיכות ו"קדימה לאוויר".
כיוון נכון לעולם אינו מתקבע והוא משתנה כל הזמן כתלות באזור ההטסה, טמפ', קונפיגורציה ועוד.

[mosheg]

מהסיבה של ריבוי הפרמטרים וחוסר הנוחות בלהחליף שימסים הרוב מעדיפים "לשחק" עם מצב הסיכה. עדיף להתרגל למניירות של מנוע מאשר למצוא איזה פתרון בלתי יציב. (( דעתי )).

[נועם ג]

אז למעשה..
מתי יודעים אם להוסיף שימס או לא?

[MickeyM]

ליאור , תודה רבה על ההשקעה בכתיבת המאמר, באמת נהנתי להחכים בכל מה שקשור למנועי ניטרו
ושוב אני נזכר בחיוך ביום שעברתי לחשמליים

[lior_bar_ami]

אז למעשה..
מתי יודעים אם להוסיף שימס או לא?

ברצינות?? או שזו הערה בהומור?

[lior_bar_ami]

מהסיבה של ריבוי הפרמטרים וחוסר הנוחות בלהחליף שימסים הרוב מעדיפים "לשחק" עם מצב הסיכה. עדיף להתרגל למניירות של מנוע מאשר למצוא איזה פתרון בלתי יציב. (( דעתי )).

שינוי מצב הסיכה אינו נותן את אותו האפקט של שינוי השימס, אם כבר שינוי הפלאג (ברזולוציה גסה יותר).
עם זאת אומר שלרוב שינוי התערובת (סיכות) לרוב יספיק ע"מ לקבל כוח סביר בהחלט מהמנוע.
על מנת למקסם (מלשון מקסימום) את הספק המנוע, ולהגיע למירב הכוח שהוא יכול לייצר - שינוי התערובת אינו מספיק כל הזמן, וייתכן מצב בו יש לשנות את תזמון המנוע.
דוגמא קלאסית לזה היא דוגמאת הדלק שנתתי, ועוד דוגמא שיוצא ללא מעט מטיסים לחוות היא המעבר לאגזוז לחץ עם תזמון הצתה שונה.

[דור]

אז למעשה..
מתי יודעים אם להוסיף שימס או לא?

לפי המשפט הזה: קידום הצתה ע"י הורדת שימס יגרום לעלייה בהספק המנוע עד לנק' בו ההצתה תהיה מוקדמת מידי (מצב הנקרא "דטונציה") – מצב שהוא כבר מסוכן למנוע שכן ההצתה יכולה להתקבל לפני הנק' המתה העליונה (Top Dead Center), בזמן עליית הבוכנה ולגרום לשבירת הטלטל ו/או הבוכנה.

אפשר לדעת ששימס זה חובה בכל מנוע, ליאור לא קראתי את כל המאמר תקן אותי אם אני טועה

[אבי סירוטה]

מאמר מעניין ונכון. לטעמי רלוונטי לאחוז מצומצם של מטיסי\טיסנים\מנועים שצריכים רצועת ביצועים ספציפית. אם נתוני מז"א לא משתנים דרסטית רוב המנועים לא צריכים יותר מדלק ולאוויר. התעסקות מיותרת בסגנון "סגור סיכה!\פתח סיכה!" שכ"כ נפוצים כאן רק מפרים את האיזון העדין שבקרבורטור.

רלוונטי יותר למעבר עונות כמו מקיץ לחורף.

כמו תמיד-מאמר מוצלח!

[lior_bar_ami]

תודה על הפירגון אבי
אכן רוב ההתעסקות היא כמו שציינת במעבר עונות / שטחי הטסה עם הבדלי אקלים קיצוניים, כמו כן ציינתי מס' מקרים נקודתיים שהסבירות להתקל בהם גם למטיסים "רגילים" היא גבוהה (כמו החלפת דלק/אגזוז וכו').

[guylederer]

מילה נוספת לשימס בעולם המכונאות רכב היא - "פאקום ראש" ... שכן זה אחד הדברים שהולכים ראשונים כשהמנוע מגיע לחום יתר או דטונציות ...

[lior_bar_ami]

אם כבר אז "פקונג ראש" - ואכן זהו הכינוי לאטם ראש המנוע בעולם מכונאות הרכב.

[TooLy]

הערה קטנה אך משמעותית :
ההצתה במנועי ic ( בעירה פנימית ) , תמיד , אבל תמיד מתרחשת לפניי הגעת הבוכנה לנקודה המתה העליונה !! ( tdc ).
ה "מרחק " בזמן , מרגע תחילת תהליך הבעירה עד הנקודה המתה העליונה , נמדד במעלות ונקרא זוית קידום ההצתה.
כל הרעיון הוא שבזמן ההצתה לא מתרחש פיצוץ שאורך אפס זמן כפי שחלק חושבים , אלא תהליך בעירה מבוקר שאורך זמן !
הכוונה היא שההצתה תתחיל לפני הגעת הבוכנה לנקודה המתה העליונה , ובסיום תהליך הבעירה ( אז נמצאת הבוכנה בנקודה המתה העליונה אם קידום ההצתה כווון כראוי ) יוצר לחץ מקסימלי בתא השריפה.
רק אז יתקבל הספק מקסימאלי.
כמובן שככל שמהירות המנוע עולה , יש לקדם את ההצתה ע"מ לקבל את התיזמון הנכון.
במנועי בנזין היה מקובל לעשות את זה ע"י התקן צנטרפוגאלי ( מישקלות שהיו בתוך המפלג , )וככל שהמהירות עלתה קודמה ההצתה.
כיום זה מתבצע בצורה אלקטרונית ע"י מחשב ההצתה \ דלק של הרכב.
במנוע נייטרו קידום ההצתה נעשה ע"י כך שככל שהמהירות של המנוע עולה חוט הלהט של הפלג מתחמם יותר וע"י כך ההצתה מקודמת ומשיגים את התיזמון הנכון.
עוזי

[lior_bar_ami]