پورت و پولیش چیست و چگونه باعث افزایش اسب بخار می‌شود؟

راه‌های بسیار زیادی برای افزایش توان خودرو وجود دارد، اما همه‌ی آن‌ها در چند عامل اصلی خلاصه می‌شوند: رساندن هوا و سوخت بیشتر به سیلندرها، احتراق بهینه مخلوط سوخت و هوا و خارج کردن هرچه بهتر گازهای حاصل از احتراق از سیلندرها. اگرچه بسیاری از ماشین‌بازها علاقه‌ی زیادی به سیستم‎‌های پرخوران (توربوشارژ، سوپرشارژ و…) دارند اما پورت و پولیش سرسیلندر راهی کم‌هزینه و مناسب است تا کمی اسب به اسب‌های بخار خودروی‌تان اضافه کنید.

سرسیلندرها به روش ریخته‌گری آهن یا آلیاژهای آلومینیوم در قالب‌های مخصوص ساخته می‌شوند. در طی این فرایند بیرون‌زدگی ریخته‌گری به دلیل شکاف قالب‌ها ایجاد می‌شود و قطعه دارای سطحی زبر و خشن است که این موارد در مجاری ورودی هوا و خروجی دود نیز وجود دارد. در جاهایی همچون نشیمنگاه سوپاپ‌ها (سیت سوپاپ)، دیگر پَخ‌ها و… به‌وسیله CNC ماشین‌کاری می‌شوند تا سرسیلندر طبق طراحی کامل شود.

مواردی که در بحث ریخته‌گری ذکر شد باعث به وجود آمدن سطح نسبتاً خشنی در مسیر ورود هوا و خروج هوا می‌شود که در جریان سیال عبوری به‌نوعی اختلال و مقاومت ایجاد می‌کند و همین باعث کاهش راندمان کاری موتور احتراق داخلی می‌شود. برای رسیدن به جریانی مطلوب و بیشترین راندمان، ماشین‌کاری مجاری هوا و دود می‌تواند تا حدود زیادی مقاومت موجود در اثر زبری و ناهمواری سطح داخل مجراها را کاهش دهد که منجر به افزایش راندمان و بهبود جریان سیال می‌شود. این کاهش اثر توربولانس در آخر باعث افزایش توان خودرو می‌شود.

پورت و پولیش در سطوح ابتدایی با استفاده از دریل‌های کوچک و سری‌های سمباده‌ای همانند سمباده‌زنی ماشینی قابل انجام است. برای انجام کارهای سنگین‌تر همچون هماهنگ‌سازی مجراها و برداشتن مقدار بیشتری از گوشته سرسیلندر نیاز به فرز انگشتی با انگشتی‌های کاربیدی هست. برای انجام تغییرات با مقیاس بیشتر نیاز به ماشین‌کاری CNC با نشانه‌گذاری لیزری است تا بتوان به آنچه که کاربر نیاز دارد برسد.

برای تحلیل دقیق‌تر و معتبرتر کار، سرسیلندر باید به‌وسیله دستگاه اِیر فلوُ بِنچ (Air Flow Bench) آزمایش شود تا نرخ جریان سرسیلندر (مقدار هوای ورودی و خروجی از مجاری سرسیلندر) نسبت به قبل از پورت و پولیش بررسی شود. هرچه نرخ جریان افزایش یابد منجر به افزایش توان می‌شود و به همین ترتیب اگر در اثر انجام غیراصولی کار نرخ جریان کاهش یابد باعث افت توان می‌شود.

چه جاهایی پورت و پولیش می‌شوند؟

جاهای زیادی وجود دارد که قابلیت پورت شدن را دارد. ازجمله این موارد می‌توان به پورت و پولیش منیفولد هوای فلزی، دریچه‌گاز فلزی و سرسیلندر اشاره کرد. در ذیل به مواردی که در سرسیلندر بیشترین قابلیت پورت و پولیش را دارند اشاره کرده‌ایم:

• مجرای اگزوز: مواد را می‌توان تراشید! مخصوصاً در قسمت بالای مجرای اگزوز، جایی که هوا با بیشترین سرعت از آنجا خارج می‌شود. هماهنگ‌سازی با منیفولد اگزوز نیز قابل انجام است فقط باید به این نکته توجه داشت که نباید اختلاف قطری بین مجرای اگزوز و منیفولد اگزوز ایجاد شود به این دلیل که باعث افت بازدهی می‌شود.
• مجرای ورودی: می‌توان با تراش دادن، سطوح ناهموار و بیرون‌زدگی‌های حاصل از ریخته‌گری قطعات را اصلاح کرد. طبیعی است طی این تراشیدن، ممکن است با زیاده‌روی در عمل فرم کلی مجراها را نیز تغییر داد. این تغییرات اگر به صورت هدفمند و صحیح انجام گیرند، می‌تواند مفید بوده و آشفتگی مسیر حرکت سیال را به حداقل برساند؛ در غیر این‌صورت مضر است.
• گلویی مجرای سوپاپ: یکی از مهم‌ترین قسمت‌های مجاری سرسیلندر، گلویی مجرای سوپاپ است که صیقل و افزایش سایز آن تأثیر بسزایی در بهبود جریان مخلوط سوخت و هوا به سمت سیلندر دارد.
• نشیمنگاه سوپاپ: یکی از حساس‌ترین بخش‌ها که قابلیت پورت و پولیش دارد، قسمت نشیمنگاه سوپاپ‌ها (سیت سوپاپ) است که حساسیت این قسمت باعث شده که هرکسی نتواند بر روی آن کار کند. استفاده از دستگاه‌های CNC به دلیل دقت بالا برای کار بر روی سیت سوپاپ شدیداً توصیه می‌شود. اهمیت نشیمنگاه سوپاپ ازآن‌جهت است که هرچه دقت ماشین‌کاری این بخش بیشتر باشد به آن مقدار آب‌بندی محفظه احتراق در هنگام بسته بودن سوپاپ‌ها بیشتر می‌شود که همین امر باعث افزایش راندمان کاری موتور می‌گردد.
• محفظه احتراق: پورت و پولیش قسمت بالایی محفظه احتراق کاری ضروری نیست اما صاف‌بودن سطح آن موجب مکش کردن بهتر مخلوط سوخت و هوا و بهتر خارج شدن دود از محفظه احتراق می‌شود و از طرفی نیز در جلوگیری از ناک زدن موتور (احتراق زودرس) می‌تواند مفید باشد.

هرچه که توان خودرو با روش‌ها و کارهای دیگر افزایش یافته باشد، درنهایت پورت و پولیش سرسیلندر می‌تواند سطحی دیگر از افزایش توان را برای موتور به ارمغان بیاورد. اما نباید انتظار افزایش توان بسیاری را داشت؛ به این دلیل که نتیجه‌ی کار بستگی بسیاری به کیفیت سرسیلندر و کیفیت کار اپراتور دارد. به‌عنوان‌مثال برای موتور LS1 با انجام پورت و پولیش می‌توان توانی مابین 10 تا 50 اسب بخار گرفت که نشان‌دهنده این است که مقدار توان گرفته‌شده به‌وسیله پورت و پولیش کاملاً متغیر است و نمی‌توان به‌صورت قطع گفت که انجام این کار چقدر به توان خودرو اضافه می‌کند.
افزایش قطر جزئی مجاری ورودی و خروجی سرسیلندر تغییری جزئی در نحوه‌ی تولید توان در موتور ایجاد می‌کند. در دورهای پایین گشتاور تا حدودی قربانی می‌شود به این دلیل که با افزایش حجم مجراها سرعت سیال عبوری کاهش می‌یابد. به همین دلیل نمودار گشتاور در دورهای پایین کمی کاهش می‌یابد. اما توان (اسب بخار) در دورهای بالاتر به دلیل جریان یافتن راحت‌تر مخلوط هوا و بنزین افزایش مناسبی می‌یابد. تعدادی تغییرات در مجاری سوپاپ‌ها و استفاده از میل‌سوپاپ تقویتی با لیفت بالا می‌تواند در دورهای بالا توان خروجی مناسبی را در اختیار بگذارد.

پورت و پولیش توپ گلفی سرسیلندر

در حالت عادی عمل پورت و پولیش سرسیلندر، به صیقل دادن سطح مجاری ورودی و خروجی موتور (سرسیلندر) اطلاق می‌شود. اما این نوع از پورت و پولیش توپ گلفی، که فقط در مجرای ورودی سوخت و هوا انجام می‌شود، به دلیل ژئومتری خاصی که دارد لایه‌‌ای از هوا بر روی دیواره مجراهای ورودی سرسیلندر درست می‌شود. بدین صورت سیال ورودی راحت‌تر بر روی این لایه هوا سُر می‌خورد و به سمت محفظه‌ی احتراق جریان می‌یابد. از طرفی نیز از چسبیدن سوخت بر روی دیواره‌های مجرای ورودی جلوگیری می‌کند. در موتورهای با تکنولوژی بالا دیگر این مسئله کمرنگ‌تر شده است، به همین دلیل از این نوع پورت و پولیش بیشتر در مصارف مسابقه‌ای با عملکرد بالا استفاده می‌شود.

کلام آخر

به‌طورکلی پورت و پولیش سرسیلندر، منیفولد و دریچه‌گازهای ریخته‌گری‌شده می‌تواند تأثیر به‌سزایی در راندمان کاری موتور خودروی‌تان داشته باشد؛ ولی باید به این نکته هم توجه کرد که این کار بسیار حساس بوده و اشتباه در انجام این اصلاحات می‌تواند در سطوح پایین باعث کاهش راندمان موتور و در حالات حادتر باعث از بین رفتن قطعه ‌شود که هزینه بسیاری را به‌بار می‌آورد. به همین دلیل افرادی که با کیفیت مناسب و تجربه کاری مشغول در این صنعت هستند دستمزد بالایی در قبال انجام کار دریافت می‌کنند. بنابراین تصمیم بر اینکه آیا صرف این هزینه نسبت به کاربری شما به‌صرفه است یا نه امری کاملاً شخصی بوده و نمی‌توان به‌طورقطع پورت و پولیش‌ را به همه پیشنهاد داد.