سوپاپ خودرو و نقش و کاربرد آن

سوپاپ خودرو یکی از قطعات مهم موتورهای احتراقی است. وظیفه این قطعه کنترل هوای ورودی و خروجی سیلندرها بوده و مانند یک سوپاپ عمل می کند. در این مقاله به ارائه عملکرد سوپاپ و تاثیر آن بر عملکرد موتور خودرو می پردازیم.

همچنین با ساخت شیر ​​و دلایل خرابی آن آشنا خواهیم شد. خودروهای امروزی دارای موتور احتراقی هستند و با استفاده از نیروی انفجار سوخت در سیلندرها کار می کنند.

این موتورها از قطعات زیادی برای انجام احتراق مناسب و انتقال نیروی حاصله به قسمت های محرک خودرو تشکیل شده اند. سوپاپ خودرو یکی از این قطعات است که به عنوان دریچه ای برای ورود و خروج هوا به سیلندر عمل می کند. به عبارت دیگر سوپاپ برای کنترل ورود هوا به داخل سیلندر و خروج دود از آن ضروری است. هوای ورودی به سیلندر از طریق سوپاپ برای احتراق سوخت ضروری است. دود اگزوز در اثر انفجار سوخت داخل سیلندر ایجاد می شود و خروجی آن به انجام احتراق بعدی در داخل محفظه کمک می کند.

دومین عملکرد سوپاپ خودرو ایجاد فضای ایزوله در داخل سیلندر برای احتراق کامل سوخت است. زیرا احتراق داخل سیلندرها نیاز به فضایی غیر قابل نفوذ دارد. اینجاست که سوپاپ با تنظیم زمان باز و بسته شدن صحیح شرایط ایزوله ای را برای احتراق در داخل سیلندر ایجاد می کند.

محل نصب سوپاپ ها در خودروهای امروزی بسته به نوع موتور روی سرسیلندر یا بلوک سیلندر است. گاهی اوقات سوپاپ داخل سیلندر یا سرسیلندر قرار می گیرد.

ساخت شیرآلات خودرو و اجزای آن

سوپاپ خودرو ساختاری قارچی شکل دارد که در تمامی مدل های موتور ثابت است. به عبارت دیگر شکل سوپاپ یک ساقه و یک صفحه تخت است که در موتورهای مختلف یکسان است. ساختمان شیر از قطعات و اجزای مختلفی تشکیل شده است که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم:

سر سوپاپ جایی است که سوپاپ به شیر می رسد.

ستون فقرات نگهدارنده که در انتهای ساقه و زیر سر دریچه قرار دارد. این قسمت محل اتصال فنرهای سوپاپ است.

میل سوپاپ بدنه بلند و کشیده ای است که در درب قرار می گیرد.

مخروطی به قسمت دامنه شیر اشاره دارد و جایی است که نشیمنگاه به ساقه متصل می شود.

نشیمنگاه (نشیمن سوپاپ موتور) نیز سر پهن سوپاپ است. این قسمت دارای حلقه های چدن گریز از مرکز (یا آلیاژ مقاوم در برابر سایش) است.

صورت، لبه مورب صندلی است و زاویه ای بین 30 تا 45 درجه دارد (بسته به نوع موتور و ساختار). معمولا زاویه 30 درجه برای خروجی دود و 45 درجه برای ورودی هوا در نظر گرفته می شود.

فنر سوپاپ در لوازم یدکی ام و ام  315 دیجی کار شاپ  انتهای میل سوپاپ قرار دارد و ظاهری مارپیچ دارد. این فنر از یک طرف به بدنه موتور و از طرف دیگر به پین ​​نگهدارنده متصل می شود. عملکرد فنر کمک به نشستن سوپاپ بر روی صندلی (هنگام فشرده سازی سوخت در سیلندر) است. فنرهای نامناسب باعث شل شدن و سفت شدن سوپاپ ها می شود و موتور ضعیف کار می کند.

راهنمای سوپاپ، لوله یا بوش است که میل سوپاپ را نگه می دارد. راهنما به طور کلی از چدن سیاه ساخته شده است. تنظیم حرکت رفت و برگشت مستقیم سوپاپ و محافظت از ساقه در برابر ضربه به عهده راهنما است.

انگشت سوپاپ نیز در انتهای سوپاپ و نزدیک به سر سوپاپ قرار دارد. اثر انگشت رابط بین سوپاپ و میل سوپاپ است.

انواع مدل سوپاپ ماشین

مدل های سوپاپ خودرو به دو صورت تمرکز بر وظیفه و تمرکز بر روی نحوه عملکرد تقسیم می شوند. در ادامه ابتدا به بررسی شیرها با توجه به عملکردشان می پردازیم و سپس آنها را بر اساس حرکت و عملکردشان دسته بندی می کنیم.

انواع سوپاپ خودرو از منظر عملکرد وظیفه:

ورودی هوا یا شیر

سوپاپ ورودی برای تامین هوا (اکسیژن) لازم برای احتراق سوخت در سیلندر ضروری است. دریچه هوا به طور کلی ابعاد بزرگتری نسبت به شیر دود دارد و مقاومت حرارتی کمتری دارد. این سوپاپ زمانی باز می شود که پیستون به سمت پایین سیلندر حرکت کند. به این ترتیب هوای لازم برای احتراق سوخت وارد سیلندر می شود. سپس، هنگامی که پیستون به انتهای حرکت خود می رسد، دریچه هوا بسته می شود. در نهایت، پیستون برای متراکم کردن مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر بالا می رود. هنگامی که این چگالی به حداکثر ممکن می رسد، شمع جرقه می زند و انفجار در سیلندر رخ می دهد.

سوپاپ اگزوز یا دود

دریچه خروجی وظیفه رهاسازی دود ناشی از احتراق در سیلندر را بر عهده دارد. این شیر به دلیل قرار گرفتن در معرض انفجار سیلندر گرمای بالایی را تجربه می کند. به همین دلیل مقاومت دمایی بالاتری نسبت به شیر هوا دارد.

عملکرد شیر خروجی پس از انفجار مخلوط سوخت و هوا آغاز می شود. هنگامی که پیستون به انتهای مسیر رو به پایین خود می رسد، دریچه دود باز می شود. سپس با بالا آمدن پیستون، دود ناشی از انفجار داخل سیلندر خارج می شود.

تنظیم زمان باز و بسته شدن سوپاپ هوا و دود خودرو توسط تسمه تایم متصل به میل لنگ انجام می شود.

نحوه عملکرد شیر

گفته شده است که سوپاپ ها اولین ورود هوا به سیلندر در زمان مناسب را بر عهده دارند. پس از آن، آنها در فاز متراکم و قدرت (احتراق سوخت) بسته می مانند، سپس در مرحله اگزوز، گازهای احتراق از سیلندر خارج می شوند. اما این سوال پیش می آید که زمان بندی سوپاپ ها بر عهده کدام طرف است؟

تنظیم زمان بندی سوپاپ

محل تنظیم و تنظیم زمان باز یا بسته شدن سوپاپ ها توسط بخشی به نام میل بادامک تضمین می شود. این پایه بر اساس ساختار و شکل برآمدگی ها (بادامک) تعیین می کند که دریچه ها چه زمانی باز و سپس بسته شوند. همچنین تعیین می کند که چه مدت دریچه ها باید بسته بمانند. زیرا حرکات باز و بسته شدن سوپاپ ها باید کاملاً با حرکات بالا و پایین پیستون در سیلندر هماهنگ باشد. برای ایجاد این هماهنگی در ساختمان موتور، میل بادامک ها در تماس ثابت و دائمی با میل لنگ نگه داشته می شوند. از آنجایی که میل لنگ تحت تأثیر حرکات بالا و پایین پیستون می چرخد، حرکت خود میل بادامک با حرکت پیستون هماهنگ می شود. این آرایش باعث می شود که میل بادامک در هنگام پایین آمدن در ابتدای حرکت خود، دریچه هوا را باز کند تا هوا را به داخل سیلندر بکشد. این کار تا زمانی ادامه می یابد که پیستون شروع به متراکم کردن هوای ورودی کند، در این مرحله دریچه هوا و دریچه دود هر دو بسته می شوند. بسته شدن شیر تا پایان مرحله برق ادامه دارد. در این زمان، با شروع حرکت پیستون به سمت بالا، دریچه دود نیز باز می شود و تا زمانی که پیستون به نقطه مرگ بالایی برسد باز می ماند. پس از آن، یک چرخه (چرخش) جدید آغاز می شود.