سیستم سوپاپ و انواع آن

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.

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.

از آنجا که میل لنگ تحت تأثیر حرکات بالا و پایین رفتن پیستون مر چرخد از این رو حرکات میل بادامک به خودی خود با حرکت پیستون هماهنگ می شود. این هماهنگی باعث می شود تا در لحظه ی پایین آمدن در ابتدای کورس خود، به منظور مکش هوا به داخل سیلندر میل بادامک سوپاپ هوا را باز کند. اینکار تا زمانی ادامه می یابد که پیستون شروع به متراکم ساختن هوای ورودی سازد در این زمان سوپاپ هوا و سوپاپ دود هر دو بسته شده اند. بسته بودند سوپاپ تا پایان مرحله ی قدرت ادامه پیدا می کند در این لحظه با شروع پیستون به حرکت رو به بالای خود سوپاپ دور هم باز شده و تا رسیدن پیستون به نقطه ی مرگ بالا باز می ماند. پس از آن سیکل جدیدی آغاز می شود.