سوپاپ های موتور

تعریف سوپاپها :

سوپاپها قطعاتی هستند که از انها برای باز و بستن دریچه های مجرای ورودی (مخلوط سوختنی) و خروج دود در موتور استفاده می شود سوپاپی که مجرای ورودی سوخت را باز و یا می بندد سوپاپ و سوپاپی که مجرای دود را می بندد سوپاپ دود می نامند به طور کلی هر سیلندر دارای حداقل یک سوپاپ هوا و یک سوپاپ دود می باشد

جنس سوپاپ ها :

جنس سوپاپ ورودی معمولا از فولاد کروم نیکل و یا فولاد کبالت و یا فلزات دیگر می باشد در حالی که سوپاپهای دود از فلزاتی ساخته می شود که در مقابل حرارت زیاد مقاومت داشته باشد مثل فولاد کروم و نیکل زیرا که حرارت بیشتری بر سوپاپ خروجی اثر می کند

 
طرز ساختن سوپاپ :

سوپاپها را معمولا در داخل قالبهای مخصوص با روش اهنگری می سازند و بعد به وسیله سنگ زدن ان را کامل می کنند

خصوصیات یک سوپاپ خوب:

1- یک سوپاپ خوب باید بتواند حرارت زیاد را تحمل کند و هادی خوبی برای انتقال حرارت خود به بدنه سرسیلندر باشد
2- حرارت زیاد نباید باعث سوختگی و ایجاد خوردگی در سوپاپ گردد
3- یک سوپاپ خوب باید در مقابل ضربات مقاوم باشد
4- یک سوپاپ خوب باید در مقابل سائیدگی مقاومت نماید

 
ساختمان سوپاپ :

1- سر سوپاپ (محل برخورد ان با اسبک)
2- محل قرار گرفتن خار نگهدارنده
3- ساق سوپاپ که در گیت (یا راهنما) سوپاپ قرار می گیرد
4- گوشت یا دامنه یا مخروطی سوپاپ
5- نشیمن گاه یا وجه سوپاپ
6- لبه سوپاپ
7- بشقابک یا نعلبکی سوپاپ
 

مکانیزم حرکت سوپاپها در سیستم های مختلف :

1- در نوع I شکل که سوپاپها روی سرسیلندر بصورت یک ردیفه یا دو ردیفه قرار گرفته اندبه این صورت است که میل لنگ بوسیله دنده میل سوپاپ را بحرکت دراورده حال بادامک میل سوپاپ نیروی خود را به تایپت یا استکانی می دهد سپس تایپت به میل تایپت و میل تایپت به اسبک و اسبک روی سر سوپاپ ضربه زده و سوپاپ را باز می کند و وقتی که بادامک میل سوپاپ از زیر تایپت خارج شده فنر سوپاپ باعث بسته شدن سوپاپ می شود این مراحل در موتورهای میل سوپاپ داخل برای سوپاپهای I شکل صورت می گیرد در نوع سوپاپهای I شکل که میل سوپاپ روی سرسیلندر قرار گرفته است بدین صورت عمل می شود که بادامک میل سوپاپ نیوی خود را از روی اسبک و یا روی تایپت وارد می کند که باعث باز شدن سوپاپ می شود

2- در نوع L هد شکل قدیم به این صورت بوده که سوپاپها بصورت ایستاده روی بلوک و در یک سمت سیلندر قرار داشته و بادامک میل سوپاپ نیروی خود را به تایپت و تایپت به سر سوپاپ نیرو وارد کرده و باعث باز شدن ان می شود

3- در نوع تی T هد همه سوپاپها روی بلوک در دو طرف سیلندر قرار گرفته اند که در این سیستم از دو میل سوپاپ استفاده می شد که یکی از میل سوپاپها نیروی خود را به تایپت و تایپت به سوپاپ دیگر نیروی خود را به تایپت و تایپت به سوپا پ دود وارد می کردند

4- در نوع F هد که در این نوع سوپاپها هوا روی سرسیلندر و سوپاپهای دود روی بلوک قرار دارند که میل سوپاپ برای باز کردن سوپاپهای هوا نیروی خود را به تایپت و تایپت به میل تایپت و میل تایپت به اسبک و اسبک به سر سوپاپ که باعث باز شدن سوپاپ هوا می شود و برای باز شدن سوپاپهای دود نیروی میل سوپاپ به تایپت و از تایپت به سر سوپاپ وارد می شود در این نوع از یک میل سوپاپ استفاده می شود

شناخت سوپاپها :

شناختن سوپاپ ها و طرز قرار گرفتن انها روی سرسیلندر یکی از مواردی است که یک مکانیک الزام به یاد گرفتن ان دارد زیرا شناخت در مواقع فیلر گیری و قیچی کردن بدست اوردن احتراق و غیره لزوم است
شناخت سوپاپها از نظر شکل ظاهری (زمانی که سوپاپ در دست ما قرار دارد )

الف: سوپاپ هوا دارای نعلبکی بزرگتر و گوشت نازکتر می باشد جنس سوپاپ هوا از سوپاپ دود نرمتر است
ب: سوپاپ دود دارای نعلبکی کوچکتر و گوشت کلفتر (دامنه پهن تر) می باشد جنس سوپاپ دود سخت تر از سوپاپ هوا ست

شناخت سوپاپها زمانی که موتور بسته است

1- از طریق مانیفولد :
سوپاپهایی که در مجاورت مانیفولد هوا قرار گرفته اند سوپاپ هوا و سوپاپهای که در مجاورت دود قرار گرفته اند سوپاپ دود می باشد این طریق برای موتورهای I شکل دو ردیفه بسیار اسان می باشد

2- از بازی سوپاپها :
با در نظر گرفتن تعداد دو سوپاپ برای هر سیلندر از ابتدای موتور دو سوپاپ را جدا کرده سپس موتور را در جهت گردش خود با دست می چرخانیم که معمولا طرف راست است (از جلوی موتور نگاه می کنیم ) در اینجا دو حالت پیش می اید
الف :  اول یک سوپاپ می نشیند و سوپاپ بالا می اید و بلافاصله سوپاپ دوم می نشیند یا باز می شود در این حالت سوپاپ اول دود و دومی هواست
ب: اول یکی از سوپاپها باز می شود و بسته می شود و بعد از ان سوپاپ دوم تغییر نمی کند تا اینکه با ادامه چرخش موتور بعد از  360 درجه شروع به باز شدن می کند در این حالت سوپاپ اول هوا و دومی دود است

3- چون زاویه بادامکها حدودا 90 درجه با هم تفاوت دارند یعنی بادامک سوپاپ دود 90 درجه از سوپاپ هوا جلوتر است با توجه به جهت گردش بادامکها در اتومبیلهای میل سوپاپ رو می توان سوپاپها را تشخیص داد بادامک هایی که جلوتر از دیگران هستند مربوط به سوپاپ دود و بعدی ها مربوط به سوپاپ هوا هستند
 

طریقه باز کردن و بستن سوپاپ از سرسیلندر:

ابتدا سوپاپ را با سمبه نشان علامت گذاری می کنیم و یا یک قطعه چوب را هشت سوراخ کرده و روی سوراخها را شماره گذاری می کنیم و سوپاپها را به ترتیب پس از باز کردن در انها قرار می دهیم بهتر است سوراخ دیگری زیر همان سوراخ اول جهت میل تایپت و دو سری میخ برا قرا ر دادن استکانیها و فنرها و واشر نگهدارنده انها روی تخته نصب می کنیم سپس با استفاده از فنر جمع کن سپاپ با قرار دادن یک سر دستگاه قسمت پیچ تنظیم که در انتها دارای واشر کلفتی می باشد روی بشقابک سوپاپ و سر دیگر دستگاه که دو شاخه مانند است روی واشر نگهدارنده فنر قرار دارد و دسته سوپاپ جمع کن را جمع کرده تا فنر جمع شود سپس خار ان را به راحتی خارج کرده سپس به ارامی دسته فنر جمع کن را باز کرده تا فنر نپرد بعد از رها شدن فنر سوپاپ را از طرف اطاق احتراق خارج می کنیم و برای بستن سوپاپ سوپاپ را پس از مشخص شدن محل ان از طرف اطاق احتراق داخل گیت خود کرده فنر را از پشت در روی ساق سوپاپ قرار داده و واشر نگهدارنده را نیز روی ان قرا ر می دهیم و توسط فنر جمع کن را جمع کرده و خارهای نگهدارنده را توسط گریس در محل های خود ثابت می کنیم و سپس به ارامی دسته فنر چمع کن را ازاد می کنیم پس از برداشتن فنر جمع کن از روی ساق سوپاپ با زدن چند ضربه با چکش کائوچوئی امتحان می کنیم
نکته مهم : در موتورهائی که سوپاپ در بلوک قرار دارند برای در اوردن سوپاپها از وسط شروع کرده تا به دو طرف موتور این عمل ختم گردد و برای بستن نیز عکس از دو طرف موتور شروع به جمع کردن سوپاپ ها می کنیم

 
خنک شدن سوپاپها :

بطور کلی سوپاپ ها در معرض حرارت ناشی از عمل احتراق در سیلندر می باشند و در این میان حرارت سوپاپ دود بیشتر از سوپاپ هواست زیرا سوپاپ هوا با مخلوطی که خنک است در معرض تماس بوده و حرارت خود را بیشتر از دست می دهد ولی سوپاپ دود در معرض حرارت ناشی از احتراق نیز بوده که حتی تا درجه سرخ شدن نیز می رسد سوپاپها در موقع نشستن حرارت خود را به سیت انتقال داده و سیت نیز حرارت خود را به بدنه که با اب در تماس است می دهد و بدین ترتیب عمل انتقال حرارت انجام می شود
ساق سوپاپ نیز حرارت خود را به گیت منتقل می کند اگر به عللی سوپاپ کامل در جای خود ننشیند چون در موقع احتراق مقداری از گاز از کنار خود عبور داده در ضمن نمی تواند حرارت خود را منتقل نمایدبه سرعت داغ شده و در اثر داغی بیش از اندازه خواص الیاژی خود را از دست داده و به اصطلاح می سوزد در موتورهای پر دور مانند موتورهای مسابقه ای برای خنک شدن سوپاپها ساق انها را تو خال ساخته و با سدیم نیمه پر می کنند سدیم در حرارت حدود 100درجه سانتیگراد به حالت مذاب در می اید در موقع حرکت سوپاپ ها سدیم به اطراف پاشیده و حرارت را از مرکز نعلبکی سوپاپ گرفته و به اطراف ساق ان منتقل و از ساق توسط گیت به سیستم خنک کننده موتور منتقل می کند دوام سوپاپ های سدیمی بهتر از سوپاپ های معمولی است چون بهتر خنک می شوند
 

روغن کاری سوپاپ ها :

چون ساق در گیت دائما در حال حرکت است نیاز به روغنکاری پیدا می کند روغنکاری این قسمت توسط بخار روغن انجام می شود اگر خود روغن به گیت برسد از انجا به داخل اطاق احتراق رفته می سوزد برای جلوگیری از ورود روغن به گیت از دو نوع واشر لاستیکی استفاده می شود نوع اول کاسه نمد بوده و روی گیت سوپاپ قرار می گیرد و نوع دوم واشر نازکی است که پایین تر از خار و مابین واشر نگهدارنده فنر و ساق سوپاپ قرار می گیرد سر سوپاپ به علت اینکه دائما با ضربات اسبک در تماس می باشد توسط روغنی که از روی اسبک می ریزد روغنکاری شده و این روغن به مقدار زیادی ضربات ناشی از اسبک را خنثی و عمر این دو قطعه را افزایش می دهد

 
دلیل بزرگ بودن نعلبکی سوپاپ های هوا و نازکی گوش یا دامنه ان:

در عمل مکش که سوپاپ هوا باز است مخلوط هوا و بنزین وارد سیلندر می شود در این حالت بزرگ بودن دهنه مجرای ورودی باعث بهتر انجام شدن مکش می شود لذا برای مجرای بزرگ سوپاپ بزرگتر نیز الزامی است که مجرا را مسدود نماید نازکی گوشت ان به دلیل تماس با مخلوط خنک است سوپاپ هو حرارت کمتری را تحمل کرده و در معرض حرارت کمتری نیز می باشد

دلیل کلفتی سوپاپ دود و کوچک بودن نعلبکی ان:

دلیل کلفتی سوپاپ دود به خاطر این است که سوپاپ دود در معرض حرارت زیادی بوده و پس باید از جنس سخت تری باشد و دامنه گوشت ان نیز کلفت تر انتخاب گردد تا در اثر حرارت زیاد دود نسوزد از این لحاظ باید کاملا مقاوم و با استقامت ساخته شود در ضمن کوچک بودن نعلبکی ان به خاطر این است که زمانی که سوپاپ دود باز می شود. گاز دارای فشار بوده و در ضمن عمل خود پیستون نیز کمک به خروج دود می کند و نیازی به بزرگ بودن مجرای خروج دود نمی باشد

عیوب سوپاپ ها:

سوپاپ به طور کلی می تواند عیوب زیر را پیدا کند لازم به ذکر است که تمامی عیوب باید توسط مکانیک خودرو شناخته و روش رفع عیب ان را نیز کاملا بداند لذا بعد از خارج کردن سوپاپها و تمیز کردن انها سوپاپها را از جهت زیر بررسی می نمایم:

1- نازک شدن لبه سوپاپ

2- پیچیدگی و تغییر شکل لبه سوپاپ

3- فرو رفتگی یا گود نشستگی سوپاپ

4- شکستگی سوپاپ:
ممکن است به علت سرعت زیاد موتور ضعیف بودن فنر سوپاپ – زیاد بودن فیلر سوپاپ – هم مرکز نبودن ساق سوپاپ با سیت سوپاپ به وجود می اید

5- خال زدگی نشیمنگاه سوپاپ :
بعلت افزایش مصرف روغن موتور – عبور روغن از گیت سوپاپ – (روغن سوزی) موتور با دور کم ،قبل گرم شدن کار کرده که سبب خال زدگی در نشیمنگاه سوپاپ می شود

6- چسبیدن ساق سوپاپ :
کمی خلاصی ساق سوپاپ با گیت –نارسایی روغن – تاب برداشتن ساق سوپاپ – جمع شدن کربن قسمت پایین ساق – سوپاپ باعث بوجود امدن این عیب می شود

7- سوختگی سوپاپ
در این حالت لبه سوپاپ ترک خورده و یا در یک نقطه کاملا ذوب می شود سوپاپ غیر استفاده می باشد
سوختگی سوپاپ ها علل فراوانی دارد از جمله:

الف: فیلر گیری سفت
ب: تغییر شکل دادن سوپاپ
ج: چسبیدن سوپاپ
د: ضعیف یا کج شدن فنر سوپاپ
ه: جوش اوردن موتور
ز: اببندی نبودن سوپاپ

8- ترک خوردگی سوپاپ :
الف: داغ شدن بیش از حد موتور
ب: فیلر سوپاپ اگر زیاد باشد
ج: هم مرکز نبودن ساق با سیت

9– قد کشیدن ساق سوپاپ
در اثر گرما و فشار زیاد فنر ساق سوپاپ قد می کشد و از اندازه اصلی بلتدتر می شود این نوع سوپاپ قابل استفاده نمی باشد برای تشخیص این امر سوپاپ را با یک سوپاپ نو مقایسه کنید.

10- کچلی سر ساق سوپاپ
بر اثر فاصله زیاد بین اسبک و سر سوپاپ ضربات اسبک باعث کچل شدن سر سوپاپ می شود .این سوپاپ را تا حدی می توان با سنگ زدن سر ان تعمیر کرد