سوپاپ موتور چیست؟

سوپاپ‌های موتور اجزای مکانیکی هستند که در موتورهای احتراق داخلی به کار می‌روند تا جریان سیال یا گاز را به داخل و از محفظه‌های احتراق یا سیلندرها در حین کارکرد موتور مجاز یا محدود کنند.

از نظر عملکردی، عملکردی مشابه با بسیاری از انواع دیگر سوپاپ‌ها دارند، زیرا جریان را مسدود یا عبور می‌دهند، با این حال، آنها یک دستگاه کاملاً مکانیکی هستند که با سایر اجزای موتور مانند بازوهای چرخان به منظور باز و بسته شدن به ترتیب صحیح و با زمان بندی صحیح

اصطلاح سوپاپ موتور همچنین ممکن است به نوعی سوپاپ بازرسی اشاره داشته باشد که برای تزریق هوا به عنوان بخشی از سیستم کنترل انتشار و چرخش گازهای خروجی در وسایل نقلیه استفاده می شود. در این مقاله به این نوع سوپاپ موتور پرداخته نخواهد شد.

سوپاپ های موتور در بسیاری از انواع موتورهای احتراقی مشترک هستند، خواه سوختی مانند بنزین، گازوئیل، نفت سفید، گاز طبیعی (LNG) یا پروپان (LP) را تخلیه کنند. انواع موتورها بر اساس تعداد سیلندرها که محفظه های احتراق هستند که از احتراق سوخت نیرو تولید می کنند، متفاوت است.

آنها همچنین بر اساس نوع عملکرد (2 چرخه یا 4 چرخه)، و با توجه به قرارگیری طراحی سوپاپ ها در داخل موتور [شیر سقفی (OHV)، بادامک سقفی (OHC)، یا شیر در بلوک (VIB)] متفاوت هستند. .

شیر سربار چیست؟

موتور سوپاپ سقفی (OHV) یک موتور پیستونی است که سوپاپ های آن در سر سیلندر بالای محفظه احتراق قرار دارند. این در تضاد با موتورهای سر صاف قبلی است، جایی که سوپاپ ها در زیر محفظه احتراق در بلوک موتور قرار داشتند.

میل بادامک در موتورهای سنتی OHV در بلوک موتور قرار دارد. حرکت میل بادامک با استفاده از میله‌های فشار و بازوهای راکر برای کار کردن سوپاپ‌های بالای موتور منتقل می‌شود.

موتور میل بادامک بالای سر (OHC) همچنین دارای سوپاپ های بالای سر است. با این حال، برای جلوگیری از سردرگمی، موتورهای سوپاپ سقفی که از میله های فشار استفاده می کنند اغلب “موتورهای پوشرود” نامیده می شوند. برخی از موتورهای اولیه “مصرف بیش از اگزوز” از طراحی هیبریدی استفاده می کردند که عناصر سوپاپ های جانبی و سوپاپ های بالای سر را ترکیب می کرد.

سوپاپ موتور چگونه کار می کند؟

دریچه ای که اجازه می دهد مخلوط به سیلندر وارد شود، شیر ورودی است. دریچه خروج گازهای مصرف شده از طریق آن سوپاپ اگزوز است. آنها طوری طراحی شده اند که در لحظه های دقیق باز و بسته می شوند تا به موتور اجازه دهند در تمام سرعت ها به طور موثر کار کند.

این عملیات توسط لوب های گلابی شکل، به نام بادامک، روی یک میل چرخان، میل بادامک که توسط یک زنجیر، یک تسمه، یا مجموعه ای از چرخ دنده ها از میل لنگ هدایت می شود، کنترل می شود.

در جایی که میل بادامک در بلوک موتور نصب شده است، شیرهای سیلندرهای فلزی کوچک در کانال‌های بالای هر بادامک قرار دارند، و از روی آن‌ها، یک میله فشار فلزی به سمت بالای سرسیلندر کشیده می‌شود. بالای هر میله فشاری به یک بازوی تکان دهنده برخورد می کند که در برابر ساقه یک سوپاپ قرار می گیرد، که در یک موقعیت برجسته (بسته) توسط یک فنر پیچ دار قوی فنر سوپاپ نگه داشته می شود.

همانطور که میله فشار بر روی بادامک بالا می رود، بازوی چرخاننده را می چرخاند، که دریچه را در برابر فشار فنر به پایین (باز) فشار می دهد. همانطور که لوب بادامک بیشتر می چرخد، فنر سوپاپ برای بستن دریچه عمل می کند. به این سیستم شیر سربار (OHV) می گویند.

برخی از موتورها هیچ میله فشاری ندارند. سوپاپ‌ها مستقیم‌تر توسط میل‌بادامک‌های تک یا دوتایی در خود سرسیلندر و سیستم بادامک سقفی کار می‌کنند.

از آنجایی که قطعات متحرک کمتری بین میل بادامک و سوپاپ وجود دارد، روش سربار بادامک (OHC) کارآمدتر است و قدرت بیشتری را برای یک ظرفیت موتور معین نسبت به موتور با میله‌های فشار تولید می‌کند، زیرا می‌تواند در سرعت‌های بالاتر کار کند. در هر دو سیستم، باید مقداری بازی آزاد در چرخ دنده وجود داشته باشد، به طوری که وقتی قطعات از طریق گرما منبسط می شوند، شیر همچنان می تواند کاملا بسته شود.

یک فاصله از پیش تنظیم شده دریچه شکاف بین میل سوپاپ و بازوی راکر یا بادامک ضروری است تا امکان انبساط فراهم شود. فاصله های تاپت در خودروهای مختلف بسیار متفاوت است و تنظیم معیوب می تواند اثرات جدی داشته باشد.

اگر شکاف خیلی زیاد باشد، سوپاپ ها دیر باز می شوند و زود بسته می شوند و باعث کاهش قدرت و افزایش صدای موتور می شود.

فاصله بسیار کم از بسته شدن صحیح شیرها و در نتیجه از دست رفتن فشار جلوگیری می کند. برخی از موتورها دارای شیرهای خودتنظیمی هستند که توسط فشار روغن موتور به صورت هیدرولیکی کار می کنند.

نامگذاری سوپاپ موتور

بیشتر سوپاپ‌های موتور به دلیل حرکت بالا و پایین‌شان به شکل سوپاپ‌هایی طراحی می‌شوند که دارای سر سوپاپ مخروطی هستند که روی صندلی سوپاپ ماشین‌کاری شده قرار می‌گیرد تا عبور مایعات یا گازها را مسدود کند. به دلیل شکل متمایز سر دریچه به آنها شیرهای قارچی نیز می گویند.

دو عنصر اصلی میل سوپاپ و سر سوپاپ هستند. سر حاوی فیله ای است که به صفحه نشیمنگاه منتهی می شود که در یک زاویه مشخص ماشین کاری می شود تا با ماشینکاری صندلی سوپاپ مطابقت داشته باشد. قرار گرفتن سطح سوپاپ به نشیمنگاه سوپاپ چیزی است که آب بندی شیر را در برابر فشار احتراق فراهم می کند.

میل سوپاپ، سوپاپ را به عناصر مکانیکی در موتور که سوپاپ را کار می‌کنند، با ایجاد نیرویی برای حرکت میل در برابر فشار نشستن ارائه شده توسط فنر سوپاپ، متصل می‌کند. شیار نگهدارنده برای نگه داشتن فنر در موقعیت مورد استفاده قرار می گیرد و نوک میل سوپاپ به طور مکرر توسط یک بازو، شیر یا بالابر که شیر را فعال می کند، تماس می گیرد.

انواع سوپاپ موتور

3 نوع مختلف سوپاپ موتور به شرح زیر وجود دارد:

دریچه پاپت
شیر آستین
شیر دوار

1. Poppet Valve

به دلیل شکل آن به دریچه قارچی نیز معروف است. برای کنترل زمان و مقدار جریان گاز به داخل موتور استفاده می شود. این پرکاربردترین سوپاپ در موتور خودرو است . دریچه پاپت به دلیل حرکت بالا و پایین آن نامگذاری شده است.

از یک سر و یک ساقه تشکیل شده است. سطح سوپاپ معمولاً با زاویه 30 تا 45 درجه کاملاً زمین می شود، زیرا برای آب بندی کامل باید با نشیمنگاه سوپاپ مطابقت داشته باشد. ساقه دارای یک شیار قفل نگهدارنده فنری است و انتهای آن برای حرکات بالا و پایین یک سوپاپ با بادامک در تماس است. در اگزوز، دیفرانسیل فشار به آب بندی دریچه کمک می کند. در شیرهای ورودی، اختلاف فشار به باز شدن آنها کمک می کند.

2. شیر آستین

شیر آستین همانطور که از نام آن پیداست، یک لوله یا آستین است که بین پیستون و دیواره سیلندر در سیلندر یک موتور احتراق داخلی قرار می گیرد، جایی که می چرخد / می لغزد.

پورت های کنار آستین ها در مراحل مناسب در چرخه موتور با درگاه های ورودی و خروجی سیلندر هماهنگ می شوند.

سطح داخلی آستین لوله سیلندر داخلی را تشکیل می دهد که پیستون در آن می لغزد. آستین در حرکت پیوسته به دلیل همزمانی دوره‌ای برش پورت در آستین با پورت‌هایی که از طریق ریخته‌گری سیلندر اصلی تشکیل شده‌اند، اجازه می‌دهد و گازها را خارج می‌کند.

مزایا: این شیرها از نظر ساخت ساده و در عملکرد بی صدا هستند. سر و صدا وجود دارد زیرا قطعات صداساز مانند بادامک سوپاپ، بازوی راکر، شیرهای تاپت و غیره وجود ندارد، شیر آستین تمایل کمتری به انفجار دارد. خنک کاری بسیار موثر است زیرا شیر در تماس با ژاکت های آب است.

3. شیر دوار

انواع مختلفی از شیرهای چرخشی وجود دارد. شکل شیر دوار دیسکی را نشان می دهد. این شامل یک دیسک چرخان است که دارای یک پورت است. در حین چرخش، به طور متناوب با منیفولدهای ورودی و خروجی ارتباط برقرار می کند.

مزایا: شیرهای دوار در ساخت ساده هستند و با هزینه کمتری تولید می شوند. آنها برای موتورهای پرسرعت مناسب هستند. این شیرها تنش و ارتعاش کمتری دارند. گوساله های چرخشی عملیات صاف، یکنواخت و بدون نویز را انجام می دهند.