هر چقدر ترکیب سوخت و هوا در موتور خودرو بهتر صورت گیرد، فرآیند احتراق داخلی باکیفیتتری خواهیم داشت. سوپاپ یک قطعه تعیینکننده در این زمینه است و به عنوان یکی از اجزای تشکیلدهنده پیشرانه، نقش حیاتی در عملکرد و کارایی خودروها ایفا میکند. این اجزا، مسئول کنترل ورود و خروج گازها به داخل و خارج سیلندر هستند و به همین دلیل تاثیر مستقیم بر فرآیند احتراق، قدرت تولیدی موتور و مصرف سوخت دارند.
در این مطلب از اکسون پارت همراه ما باشید تا به بررسی اجزای تشکیلدهنده سوپاپ ماشین و چگونگی عملکرد آن در موتور خودرو بپردازیم.
سوپاپ چیست؟
در مراجع فنی، سوپاپ پیشرانه با نام Engine Valve شناخته میشود که به معنای دریچه و شیرفلکهای برای ورود و خروج هوا است. همانطور که گفتیم، تمام پیشرانههای درونسوز برای ورود هوا به داخل سیلندر و خروج دود از آن، به سوپاپ نیاز دارند. وقتی سیال در برخی قطعات و دستگاهها تحت فشار زیاد قرار میگیرد، باید یک راه خروج اضطراری داشته باشد تا به دیگر بخشها آسیبی نرسد. سوپاپ این راه خروج را فراهم میکند. در خودروهای امروزی، سوپاپ درون سرسیلندر قرار میگیرد و تنفس موتور به دست آن است. از این رو اهمیت بسیار زیادی در نحوه کارکرد پیشرانه و بازده آن دارد.
پیشرانههای احتراق داخلی چهارزمانه، از دو نوع اصلی سوپاپ یعنی سوپاپ ورودی و سوپاپ دود استفاده میکنند. سوپاپ ورودی با باز شدن خود، مخلوط سوخت و هوا را به داخل سیلندر وارد میکند تا فرآیندهای تراکم و احتراق صورت گیرند. سوپاپهای دود نیز باز میشوند تا گازهای ناشی از احتراق را به بیرون بفرستند.
اجزای تشکیلدهنده سوپاپ ماشین
سوپاپ ماشین از بخشهای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام وظیفه خاصی بر عهده دارند و برای هدف و منظور خاصی طراحی شدهاند. آگاهی از ساختار و نوع عملکرد این قطعات حیاتی، هم به بهبود دانش فنی ما در مورد خودروها کمک میکند و هم باعث نگهداری بهتر از موتور خودرو و افزایش عمر مفید آن میشود. اجزای تشکیلدهنده سوپاپ ماشین عبارتند از:
سرسوپاپ
سختترین بخش سوپاپ است که در قسمت بالایی سوپاپ قرار میگیرد. سرسوپاپ ضربات بادامک یا اسبک را دریافت میکند. طراحی سرسوپاپ به گونهای است که در هماهنگی کامل با جایگاه خاص خود باشد.
انگشتی سوپاپ
انگشتی در قسمت انتهایی سوپاپ و نزدیک به سر سوپاپ قرار میگیرد. این قطعه سوپاپ را به میل سوپاپ متصل میکند. انگشتی در همه موتورها وجود ندارد و گاهی سوپاپ ماشین مستقیم به میل سوپاپ وصل میشود.
محل خار نگهدارنده
در بالاترین قسمت سوپاپ، یک یا چند فرورفتگی وجود دارد که خار نگهدارنده روی آن قرار میگیرد. وظیفه خار نگهدارنده، محکم کردن سوپاپ در محل خود است.
ساق سوپاپ
بخش باریک و عمودی سوپاپ است که به بالا و پایین حرکت میکند و باعث اتصال سوپاپ به قطعات پیشرانه میشود.
دامنه سوپاپ
دامنه پرحجمترین بخش سوپاپ است که ساق سوپاپ را به بخشهای پایینی متصل میکند.
وجه سوپاپ
ارتباط بین دامنه سوپاپ و لبه سوپاپ از طریق وجه سوپاپ صورت میگیرد.
لبه سوپاپ
در سیت سوپاپ، لبه سوپاپ محل نشستن سوپاپ روی سرسیلندر است. این قسمت باید به طور کامل آببندی شود تا هیچ هوا و دودی از سیلندر خودرو به خارج نشت پیدا نکند. وقتی از آببندی سوپاپ میگوییم، منظور آببندی لبه یا سیت سوپاپ است.
بشقابک سوپاپ
بشقابک یا نعلبکی، در کف سوپاپ قرار دارد و معمولا حاوی نوشتههایی مانند نشان سازنده، سایز سوپاپ و ... است.
فنر سوپاپ
یک فنر مارپیچ است که در بخش انتهایی ساقه سوپاپ قرار میگیرد. این فنر از یک طرف به بدنه موتور متصل است و از طرف دیگر توسط یک واشر یا نگهدارنده به خار سوپاپ وصل میشود. فنر کمک میکند تا در زمان تراکم، سوپاپ روی نشیمنگاه محکم شود و هیچ گونه نشتی رخ ندهد. گاهی اوقات روی هر سوپاپ دو فنر با جهت عکس قرار میگیرند. وقتی فشار این فنرها کم باشد، سوپاپ عملکرد درستی نداشته و موتور نامیزان کار میکند.
گاید سوپاپ
گاید یا راهنمای سوپاپ، لولهای است که ساقه سوپاپ درون آن قرار میگیرد. معمولا گاید سوپاپ را از چدن سیاه میسازند. این قطعه در سرسیلندر قرار دارد و حرکت مستقیم رفت و برگشت سوپاپ را تنظیم میکند. گاید یا به صورت یک تکه با سیلندر طراحی میشود یا با فشار درون سیلندر قرار میگیرد. حرکت سوپاپ درون گاید باید به صورت روان باشد. چرا که در صورت سفت بودن، سوپاپ گیر کرده و بسته نمیشود.
لاستیک ساق سوپاپ
این لاستیک روی گاید قرار دارد و ساق سوپاپ از آن خارج میشود. لاستیک سوپاپ اجازه نمیدهد روغن موتور به داخل سیلندر نفوذ کند.
سیت سوپاپ
سیت همان جایی است که سوپاپ روی آن قرار میگیرد. این قسمت به مرور زمان فرسوده شده و از آببندی خارج میشود که باید مجددا توسط تراشکار آن را آببندی کرد.
خار سوپاپ
در هر سوپاپ دو عدد خار نیمدایرهای وجود دارند که سوپاپ را در جای خود محکم میکنند.
سوپاپ ماشین چگونه کار میکند؟
میللنگ در حالت معمول با میلبادامک در ارتباط است تا نیروی چرخشی را به دیگر قطعات انتقال دهد. این دو قطعه از طریق زنجیر یا تسمهتایم با یکدیگر حرکت میکنند و زمانبندی بین موقعیت آنها بسیار ضروری است. زیرا نه تنها باعث بهبود عملکرد پیشرانه میشود، بلکه در جلوگیری از تداخل عملکرد پیستونها و سوپاپها در موتورهایی با ضریب تراکم بالا نقش دارد.
با ورود مخلوط سوخت و هوا، سوپاپ ورودی باز میشود و پیستون به سمت پایین حرکت میکند. وقتی پیستون به پایینترین موقعیت خود رسید، سوپاپ ورودی بسته شده و مخلوط سوخت و هوا متراکم میشوند. سوخت متراکمشده میسوزد و نیروی حاصل از انفجار، پیستون را به پایینترین نقطه در سیلندر بازمیگرداند. در سیکل آخر، پیستون مجددا به سمت بالا حرکت کرده و در عین حال که سوپاپ ورودی بسته است، سوپاپ دود باز میشود. در این مرحله گازها از طریق منیفولد دود و سیستم اگزوز خارج خواهند شد.
کلام آخر
در این مطلب از اکسون پارت به بررسی اجزای تشکیلدهنده سوپاپ ماشین پرداختیم. سوپاپها نقش مهمی در عملکرد موتورهای درونسوز بازی میکنند. با شناخت دقیق ساختار سوپاپ، چگونگی کارکرد این قطعات و همچنین نگهداری و بررسیهای دورهای میتوان به بهبود کارایی این قطعه کمک کرد و عمر مفید پیشرانه را افزایش داد.