انواع سوپاپ
ریشه کلمه سوپاپ Valve and Guide فرانسوی است (Soupape) ، به معنای دریچه. در فرهنگ معین سوپاپ چنین تعریف شدهاست: «پولکی که روی دهانهٔ دریچههای سر سیلندر قرار گرفته و دریچهها را سد میکند».
سوپاپ یا دریچه یکی از قطعات قارچی شکل موتور است که روی سرسیلندر قرار میگیرد و ورود مخلوط هوا و سوخت و خروج دود را کنترل میکند. بهطور کلی هر چیزی که ورود و خروج چیز دیگری را کنترل کند میتواند یک سوپاپ تلقی شود.
کلا انواع سوپاپ بدین صورت است:
- سوپاپ ورودی، یا هوا، یا بنزین
- سوپاپ خروجی، یا دود، یا اگزوز
ساختمان سوپاپ
سوپاپهای متداول امروزی معمولاً از نوع سوپاپ قارچی شکل یا پایهدار میباشند. این سوپاپها شامل یک ساقه (که به مشابه ساقه قارچ است) و یک سر تخت و پهن (که مشابه کلاهک قارچ) هستند. همچنین سر سوپاپ دارای یک لبه مورب است که وجه نامیده میشود. محل قرارگیری سوپاپ که معمولاً در کف سرسیلندر و گاهی در خود سیلندر قرار دارد نیز دارای یک لبه به نام نشیمنگاه است که به سیت سوپاپ مشهور است. در انتهای دیگر سوپاپ یعنی بر روی ساقه آن یک یا بعضاً دو فنر قوی قرار دارد که به وسیلهٔ یک نگهدارنده و دو عدد خار به انتهای سوپاپ محکم شدهاند. فنر سوپاپ موجب میگردد تا وجه سوپاپ بر روی نشیمنگاه سوپاپ محکم نگهداشته شده و بدین ترتیب از هر گونه نشتی در زمانهای تراکم و قدرت جلوگیری شود. زاویه رایج برای وجه و نشیمنگاه سوپاپ ۴۵ درجهاست. اما برای سوپاپهای هوا گاهی از زاویه ۳۰ درجه نیز استفاده میشود.
طرز ساختن سوپاپ
سوپاپها را معمولاً در داخل قالبهای مخصوص با روش آهنگری میسازند .سپس وسیله عملیات حرارتی مخصوص سختی آنها را به مقدار لازم بالا میبرند تا در برابر حرارت و فشار محفظه احتراق مقاومت لازم را داشته باشد سپس به کمک فرز کاری و پرداخت شکل نهایی آن را کامل و آماده نصب میکنند.
طرز کار سوپاپ
همانگونه که ذکر شد سوپاپها وظیفه دارند تا در زمانهای مناسب ابتدا مخلوط سوخت و هوا را وارد سیلندر سازند. پس از آن در مراحل تراکم و قدرت (احتراق سوخت) بسته بمانند و سپس در مرحله تخلیه، گازهای ناشی از احتراق را از سیلندر خارج کند. اما مکانیسم عمل سوپاپ چگونهاست و این تنظیم زمانی و نیز نیروی محرکه سوپاپها از کجا میآید؟
زمانبندی کار سوپاپ
محل زمانبندی و تنظیم زمانهای باز شدن یا بسته ماندن سوپاپها را قطعهای به نام میل بادامک انجام میدهد. این میله با توجه به ساختار و شکل برجستگیهای روی آن (بادامکها) تعیین میکند که سوپاپها میبایست در چه زمانی باز شده و پس از آن بسته شوند. همچنین تعیین میکند که بسته ماندن سوپاپها بایستی تا کی ادامه پیدا کند. همانگونه که ذکر شد حرکاتِ باز و بسته شدن سوپاپها میبایست با حرکات بالا و پایین رفتن پیستون در سیلندر، کاملاً هماهنگ باشد. برای تأمین کردن این هماهنگی در ساختمان موتورها، میل بادامکها را در ارتباط ثابت و همیشگی با میللنگ نگه میدارند.
از آنجا که میللنگ تحت تأثیر حرکات بالا و پایین پیستون میچرخد از اینرو حرکت میل بادامک به خودی خود با حرکت پیستون هماهنگ میشود. این هماهنگی باعث میشود تا در لحظه پایین آمدن در ابتدای کورس خود، به منظور مکش هوا به داخل سیلندر میل بادامک سوپاپ هوا را باز کند. این کار تا زمانی ادامه مییابد که پیستون شروع به متراکم ساختن هوای ورودی کند در این زمان سوپاپ هوا و سوپاپ دود هر دو بسته شدهاند. بسته بودن سوپاپ تا پایان مرحله قدرت ادامه پیدا میکند در این لحظه با شروع حرکت رو به بالای پیستون، سوپاپ دود هم باز شده و تا رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا بازمیماند. پس از آن سیکل (دور) جدیدی آغاز میشود.
ویژگیهای یک سوپاپ خوب
۱– یک سوپاپ خوب باید حرارت زیاد را تحمل کند و هادی خوبی برای انتقال حرارت خود به بدنه سرسیلندر باشد.
۲- حرارت زیاد نباید باعث سوختگی و ایجاد خوردگی در سوپاپ گردد.
۳- یک سوپاپ خوب باید در مقابل ضربات مقاوم باشد.
۴- یک سوپاپ خوب باید در مقابل سائیدگی مقاومت نماید.
علت بریدن و سوختن سوپاپ
علت بریدن سوپاپ ممکن است بر اثر فشار بیش از حد موتور یا لق شدن گاید (یا به اصطلاح مرسوم مکانیکهای تجربی گیت) سوپاپ باشد. علت سوختن هم ممکن است بر اثر گرمای بیش از حد موتور یا ریتارد بودن دلکو باشد.
رقیق بودن سوخت در دور موتور بالا یکی از علل اصلی سوختن سوپاپ است، این حالت میتواند در اثر کثیف بودن کاربراتور یا انژکتور یا نشت هوا از مانیفولد به مخلوط سوخت و هوا اتفاق بیفتد.
