بخشی از مقاله
سیستم سوپاپ
ریشه لغوی
سوپاپ یک کلمه ی فرانسوی (Soupape) است که در زبان ما به همان شکل اصلی استعمال می گردد. معنی دقیق آن دریچه است. لیکن معنی رایج آن عبارت است از یکی از قطعات موتور که روی سیلندر موتور قرار می گیرد و ورود هوا و خروج دور را کنترل می کند. البته در مواردی به دریچه های موجود در تلمبه های آب نیز اطلاق می گردد.
دید کلی
هنگامی که فردی قصه ورود به فروشگاه یا خروج از آن را داشته باشد باز می شود و در زمان های دیگر بسته می ماند . لازم به ذکر است که سوپاپ باز و بسته شدن از نظم خاصی پیروی می کند. همانگونه که می دانید موتورهای احتراقی جهت تولید قدرت می بایست بتوانند مواد سوختنی را بسوزانند و این کار را در سیلندر موتور انجام می دهند و بدیهی است که برای انجام عمل سوختن به سه
چیز نیاز است : ماده سوختنی، حرارت و اکسیژن
بنابراین می بایست هر موتور با هوای بیرون در ارتباط باشد تا بتواند اکسیژن هوا را دریافت کند و پس از احتراق گازهای حاصل از احتراق را (که عمدتاً آب و دی اکسید کربن است) به هوا برگرداند. از طرف دیگر چون تولید قدرت در موتور بدین شکل است که ابتدا می بایست گاز وارد شده را
متراکم سازند و پس از تراکم آن در مرحله ی انفجار حرکت مولکول های گاز محترق شده را به حرکت جنبشی پیستون تبدیل نمایند لازم است که محیط انجام این فعالیت (سیلندر) کاملاً بسته بوده و با محیط بیرون هیچ ارتباطی نداشته باشد بنابراین از سوپاپ ها استفاده می شود تا در زمان های مناسب ارتباط میان سیلندر و محیط بیرون را قطع و وصل نماید.
انواع سوپاپ
سوپاپ هوا : از لحاظ اندازه مقداری بزرگتر از سوپاپ دود است و در دمای پایین تری کار می کند.
سوپاپ دود : به علت تماس مداوم با احتراق یا گازهای داغ ناشی از احتراق، دمای بالاتری دارد، و البته از لحاظ اندازه شکل کوچکتری دارد.
«ساختمان و ترکیبات سوپاپ »
ساختمان سوپاپ : سوپاپ های متداول امروزی معمولاً از نوع سوپاپ قارچی شکل یا پایه دار می باشند. این سوپاپ ها شامل یک ساقه و یک سر تخت و پهن (که مشابه کلاهک قارچ است) می باشند. همچنین سوپاپ دارای یک لبه ی مورب است که وجه نامیده می شود. محل قرارگیری سوپاپ که در سیلندر و یا سرسیلندر قرار دارد نیز دارای یک لبه به نام نشیمنگاه است.
در انتهای دیگر سوپاپ یعنی بر روی ساقه ی آن یک یا گاهاً دو فنر قوی قرار دارد که به وسیله ی یک نگهدارنده و دو عدد خار به انتهای سوپاپ محکم شده اند. فنر سوپاپ ترتیب از هر گونه نشتی در زمان های تراکم و قدرت جلوگیری شود. زاویه ی رایج برای وجه و نشمینگاه 45 درجه است . اما برای سوپاپ های هوا گاهی از زاویه ای 30 درجه نیز استفاده می شود.
مواد ساختمانی و ترکیبات سوپاپ : از آنجایی که سوپاپ ها در مقابل حرارت زیادی قرار گرفته و با سرعت زیادی کار می کنند. در معرض فشار و فرسودگی قابل ملاحظه ای قرار دارند، بدیهی است که سوپاپ تخلیه گازهای ناشی از احتراق داغتر از سوپاپ تنفس می شود، زیرا تقریباً در معرض یک شعله ی مداوم قرار دارد. در حقیقت در شرایطی که موتور زیر بار قرار می گیرد. حرارت آن ممکن است آنقدر بالا رود که سوپاپ به رنگ قرمز کدر در آید.
به منظور ایجاد مقاومت در مقابل شکستگی، زنگ زدگی، تاب برداشتن و فرسودگی سوپاپ های تخلیه از آلیاژ فولاد مخصوص ساخته می شوند که دارای مقادیر نسبتاً زیادی از کروم، نیکل، سیلیس و مقدار کمتری از سایر فلزات می باشد. سوپاپ های تنفس بسیار خنکتر از سوپاپ های دود کار می کنند. بنابراین کمتر در معرض سوختن، زنگ زدن و فرسودگی قرار دارند.
گاید یا راهنمای سوپاپ : ساقه ی سوپاپ در داخل یک بوش ( آستری قابل تعویض) که به آن گاید یا راهنمای سوپاپ گفته می شود حرکت می کند در تعداد معدودی از موتورها گاید سوپاپ وجود ندارد و به جای آن از یک سوراخ که در بدنه ی سیلندر یا سر سیلندر تعبیه شده استفاده می شود. اما در اکثر موتور خودروها، گاید قابل تعویض است.
ساقه ی سوپاپ می بایست در داخل راهنما یا گاید خود به راحتی حرکت کند. اما تماس و جفت شدن آن با دیواره های گاید برای کنترل روغنکاری و جلوگیری از به هدر رفتن روغن و نیز به هدر رفتن گازها در مرحله ی متراکم، بسیار مهم می باشد. بعضی از موتورها به درزگیرهای راهنمایی سوپاپ مجهز می شوند تا اینکه به کنترل به این موارد کمک نماید.
لقی ساق سوپاپ : در فاصله ی میان ساقه، سوپاپ ها و گایدهای آنها می بایست یک لقی مناسب وجود داشته باشد همانگونه که ذکر شد، لقی بیش از اندازه به روغن اجازه می دهد که به طرف پایین ساق سوپاپ، و به درون مجاری ورود هوا و خروجی دود جریان یابد و سبب افزایش مصرف روغن گردد.
هرچند که این لقی می بایست به اندازه ای باشد که اجازه ی ورود مقداری روغن را جهت روانسازی به هادی سوپاپ بدهد. لقی مذکور به علت اختلاف اندازه میان قطر ساق سوپاپ و قطر داخلی هادی سوپاپ ها به وجود می آید. قطر این قطعات و در نتی
نشمینگاه سوپاپ : وقتی که فنر سوپاپ، لبه سوپاپ را در مقابل نشیمنگاه سوپاپ به طور محکم فشار دهد، آب بندی صورت می گیرد. ماشین کاری نشیمنگاه ممکن است. مستقیماً روی سر سیلندر و یا روی حلقه ی نشیمنگاهی مقاومی که در درون سر سیلندر قرار می گیرد و از جنس فولاد مقاوم ساخته می شود انجام پذیرد. گاهی برای کاهش فرسودگی در نشیمنگاهها از بوش ها استفاده می کنند.
مزیت دیگر بوش های نشیمنگاه (علاوه بر کاهش فرسودگی) اینست که به آسانی قابل تعویض بود و نیاز به ماشین کاری را از بین می برند. لازم به ذکر است که در صورت پدیدار شدن فرسودگی در لبه ی سوپاپ ها و یا در نشیمنگاه، هر دوی آنها را می توان با عملیات سنگ زنی تعمیر کرد، سطح تماس بین لبه ی سوپاپ و نشیمنگاه آن باید آنقدر پهن باشد تا اجازه ی انتقال گره را بدهد و آنقدر باریک باشد تا به از بین بردن رسوبات کمک کند. لازم به ذکر است که شکل هندسی صحیح لبه های سوپاپ و نشیمنگاهها توسط سازنده قابل ذکر است.
«طرز کار سوپاپ ها»
همانگونه که ذکر شد سوپاپ ها وظیفه دارند تا در زمانهای مناسب ابتدا هوا را وارد سیلندر سازند. پس از آن در مرحله ی متراکم و قدرت بسته بمانند و سپس در مرحله ی تخلیه گازهای ناشی از احتراق را از سیلندر خارج کند.
محل زمان بندی و تنظیم زمانهای باز شدن یا بسته شدن سوپاپ ها را قطعه ای بنام میل بادامک انجام می دهد. این میله با توجه به ساختار و شکل برجستگیهای روی آن (بادامک ها) تعیین می کند که سوپاپ ها می بایست در چه زمانی باز شده و سپس از آن بسته شوند. همچنین تعیین می کند که بسته ماندن سوپاپ ها می بایست تا کی ادامه پیدا کند، همانگونه که ذکر شد
حرکات و باز و بسته شدن سوپاپ ها می بایست کاملاً هماهنگ باشد با حرکات بالا و پایین رفتن پیستون در سیلندر. برای تأمین کردن این هماهنگی در ساختمان موتورها میل بادامک ها را در ارتباط ثابت و همیشگی با میل لنگ نگه می دارند.
