آموزشی

سوپاپ چیست و دلایل سوختن آن

سوپاپ

 

سوپاپ

سوپاپ

سوپاپ یک کلمه فرانسوی(soupape) است. معنی دقیق آن دریچه است. یکی از قطعات موتور که روی سیلندر موتور قرار می‌گیرد و ورود هوا و خروج دود را کنترل می‌کند. البته در مواردی به دریچه‌های موجود در تلمبه‌های آب نیز اطلاق می‌گردد.

انواع سوپاپ

سـوپاپ هوا: از لحاظ اندازه مقداری بزرگتر از سوپاپ دود است و در دمای پایین‌تری کار می‌کند.
سـوپاپ دود: به علت تماس مداوم با احتراق یا گازها ی داغ ناشی از احتراق، دمای بالاتری دارد. و البته از لحاظ اندازه هم کوچکتر است.

ساختار سوپاپ

ساختمان سوپاپ

سوپاپ‌ های متداول امروزی معمولا از نوع سوپاپ قارچی شکل یا پایه‌دار می‌باشند. این سوپاپ‌ها شامل یک ساقه (مشابه ساقه قارچ) و یک سه تخت و پهن (مشابه کلاهک قارچ) می‌باشند. همچنین سه سوپاپ دارای یک لبه مورب است که وجه نامیده می‌شود. همچنین محل قرارگیری آنها که درسرسیلندر و یا خود سیلندر قرار دارد نیز دارای یک لبه به نام نشیمنگاه است.

در انتهای دیگر سوپاپ یعنی بر روی ساقه آن یک یا گاهاً دو فنر قوی قرار دارد که بوسیله یک نگهدارنده و دو عدد خار به انتهای سوپاپ محکم شده‌اند. فنر سوپاپ موجب می‌گردد تا وجه آن بر روی نشیمنگاه سوپاپ محکم نگهداشته شده و بدین ترتیب از هر گونه نشتی در زمانهای تراکم و قدرت جلوگیری شود. زاویه رایج برای وجه و نشیمنگاه سوپاپ 45 درجه است. اما برای سوپاپ‌های هوا گاهی از زاویه 30 درجه نیز استفاده می‌شود.

جنس سوپاپ

جنس سوپاپ‌ها

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.

سوپاپ 8 یا 16؟

حتما شنیده‌اید که می‌گویند موتور فلان ماشین ۱۶سوپاپ است یا دیگری ۸ سوپاپ. اما چرا موتورهای ۱۶ سوپاپ که تقریبا امروز اکثریت قریب به اتفاق موتورهای ۴ سیلندر را تشکیل می‌دهند. مدرن‌تر محسوب می‌شوند و با حجم کمتر قدرت بیشتری تولید می‌کنند؟ به عنوان مثال دلیل قدرت بیشتر موتور خودرویی چون پژو ۲۰۶ تیپ ۵ با کد TU5 و ۱۶۰۰ سی‌سی حجم نسبت به موتورهای قدیمی‌تر پژو ۴۰۵ انژکتوری با ۱۸۰۰ سی‌سی حجم چیست؟

پاسخ ساده است. دلیل قدرت بیشتر موتورهایی که روی هر سیلندر به جای دو سوپاپ چهار سوپاپ دارند، احتراق قوی‌تر به علت ورود بیشتر مخلوط سوخت و هوا به سیلندر و انفجار قوی‌تر پس از فشرده شدن مخلوط هوا و سوخت توسط پیستون و جرقه شمع است.

ویزگی سوپاپ خوب

خصوصیات یک سوپاپ خوب

1– یک سـوپاپ 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- در مقابل ضربات مقاوم باشد.
4- در مقابل سائیدگی مقاومت نماید.

جهت خرید لوازم یدکی موردنیاز خودروی خود اینجا کلیک کنید…

طرز کار سـوپاپ

گفته شد که سوپاپ‌ها وظیفه دارند تا در زمان‌های مناسب ابتدا هوا را وارد سیلندر سازند. پس از آن در مراحل متراکم و قدرت (احتراق سوخت) بسته بمانند و سپس در مرحله تخلیه، گازهای ناشی از احتراق را از سیلندر خارج کند. اما این سوال مطرح می شود که چه قطعه ای کار تنظیم زمانی سوپاپ‌ها را به عهده دارد؟

میل بادامک و زمان بندی سوپاپ ها

برای راه اندازی و باز بسته کردن سوپاپ‌ها در موتورهای مختلف بسته به نوع و ساختار آن موتورها قطعات متفاوتی وجود دارد. اما بطور کلی قطعات مورد نیاز برای باز و بسته شدن صحیح سوپاپ‌ها عبارتند از میل بادامک یا میل سوپاپ، تایپیت یا بالابر، میله فشارنده، اسبک سوپاپ، انگشتی سوپاپ و فنرهای سوپاپ. البته محل و ترتیب سوپاپ‌ها در وجود یا عدم وجود این قطعات موثر است.

محل زمانبندی و تنظیم زمان‌های بازشدن یا بسته ماندن سوپاپ‌ها را قطعه‌ای به نام میل بادامک انجام می‌دهد. این میله با توجه به ساختار و شکل برجستگی‌های روی آن (بادامک‌ها) تعیین می‌کند که سوپاپ‌ها می‌بایست در چه زمانی باز شده و پس از آن بسته شوند. همچنین تعیین می‌کند که بسته ماندن سوپاپ‌ها می‌بایست تا کی ادامه پیدا کند. از آنجایی که حرکاتِ باز و بسته شدن سوپاپ‌ها می‌بایست با حرکات بالا و پایین رفتن پیستون در سیلندر، کاملاً هماهنگ باشد. برای تأمین کردن این هماهنگی در ساختمان موتورها، میل بادامک‌ها را در ارتباط ثابت و همیشگی با میل‌لنگ نگه می‌دارند.

وظیفه سوپاپ ها

از آنجا که میل‌لنگ تحت تأثیر حرکات بالا و پایین پیستون می‌چرخد از این‌رو حرکت میل بادامک به خودی خود با حرکت پیستون هماهنگ می‌شود. این هماهنگی باعث می‌شود تا در لحظه پایین آمدن در ابتدای کورس خود، به منظور مکش هوا به داخل سیلندر میل بادامک سوپاپ هوا را باز کند. این کار تا زمانی ادامه می‌یابد که پیستون شروع به متراکم ساختن هوای ورودی کند در این زمان سوپاپ هوا و سوپاپ دود هر دو بسته شده‌اند. بسته بودن سوپاپ تا پایان مرحله قدرت ادامه پیدا می‌کند در این لحظه با شروع حرکت رو به بالای پیستون، سوپاپ دود هم باز شده و تا رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا باز می‌ماند. پس از آن سیکل (دور) جدیدی آغاز می‌شود.

وظیفه سوپاپ ها

وظیفه سوپاپ، جدا کردن سرسیلندر از موتور است.آنها وظیفه دارند، در زمان های مناسب ابتدا مخلوط هوا و سوخت را وارد سیلندر سازند؛ پس از آن در مراحل تراکم و احتراق، بسته بمانند و سپس در مرحله تخلیه، گازهای ناشی از احتراق را از سیلندر خارج کنند. بنابراین سوپاپ ها، گایدها و نشیمن‌ها می توانند کمپرس و کنترل روغن را حفظ کنند. بررسی سوپاپ‌ها زمانی ممکن است لازم باشد که خودرو، 80 هزار کیلومتر یا بیش تر کار کرده باشد یا این که مشکلات سوختگی سوپاپ، کمپرس یا روغن سوزی پدید آید.

قبل از این که به توصیف مراحلی که سوپاپ در آن دخیل است، بپردازیم، باید یادآوری کنیم که به تعمیرگاهی مراجعه کنید که کیفیت، اولویت اصلی کارش است. معمولا بررسی سوپاپ با بازکردن، تمیز و بررسی کردن سرسیلندر شروع می شود. سرسیلندرهای چدنی Magnafluxed دارای شار مغناطیسی هستند تا برای تَرَک های مویی و نازک بررسی شوند. این کار با به کاربردن یک میدان مغناطیسی قوی به سرسیلندر و پاشیدن پودر آهن بر روی آن امکان پذیراست. ترک‌ها، میدان مغناطیسی را به هم زده و پودر آهن را جذب می کنند و سبب می شوند تا تَرَک‌های نامرئی، راحت تر به چشم بیایند.

وظایف سوپاپ

ترک‌ها چیزهای بدی هستند زیرا ممکن است آب به سمت اتاق احتراق نشت کند و سیلندرها آسیب دیده و سبب شوند تا آب در گردش از بین برود و پیشرانه، بیش از حد گرم شود. اگر ترک‌ها در نواحی حساس سرسیلندر دیده شوند، باید به تعمیر و در نهایت تعویض آن پرداخت. ترک‌ها در سرسیلندرهای چدنی اغلب اوقات با فرایندpinning تعمیر می شوند. ترک برداشتن سرسیلندرهای آلومینیومی خیلی رایج است که اغلب با جوشکاری تعمیر می شوند.

بعد از این که سرسیلندر تعمیر شد، بیش تر تعمیرگاه ها معمولا تست فشار را برای آن انجام می دهند تا از عدم نشتی مطمئن شوند.به محض این که سرسیلندر از این مرحله عبور کرد، از نظر صاف و مسطح بودن نیز بررسی می‌شود. سطح سرسیلندر باید تخت باشد تا واشر کاملا آب‌بندی کند. تاب داشتن بیش از حد، زبری و ناهمواری یا هرگونه آسیب دیگری می‌تواند سبب از کار افتادن واشر سرسیلندر شود. اگر سرسیلندر معیارهای لازم در این زمینه را نداشته باشد، باید تعویض شود. معمولا سرسیلندر، گوشت کافی دارد تا بتوان آن را به تراشکاری فرستاد. اما در برخی سرسیلندرهای آلومینیومی، فلز به مقدار کمی برای تراشیدن آن وجود دارد.

زمان‌بندی یا تنظیم زمان های باز و بسته ماندن سوپاپ ها را قطعه ای به نام میل بادامک انجام می دهد.

میل بادامک از بالا در سرسیلندرهای آلومینیومی اغلب به دلیل بیش از حد گرم شدن، تاب برمی دارند. اگر این مشکل برطرف نشود، اغلب اوقات سرسیلندر را دوباره در کوره مخصوصی قرار می دهند تا بتوانند با خم کردن آن به وضعیت همواری برسند.

مرحله بعد سوپاپ‌ها، گایدها و نشیمن ها هستند. خوردگی گایدها باید بررسی شود زیرا اغلب اوقات مستهلک شده اند و باید عوض شوند. سرسیلندرهای آلومینیومی، گایدهای چدنی یا برنزی دارند که می توانند تعویض شوند اما برای سرسیلندرهای چدنی این کار شدنی نیست.

اگر قرار است از سوپاپ دوباره استفاده شود، باید از نظر صیقلی بودن بررسی شود. بسیاری از تعمیرگاه ها به صورت خودکار همه سوپاپ های تخلیه را تعویض می کنند تا خیالشان راحت‌تر باشد. نشیمن ها در سرسیلندر یا باید بریده شوند یا بر پایه چیزی قرار بگیرند تا سطح مورد نیاز برای آب بندی را حفظ کنند. اگر نشیمن ترک بخورد یا خیلی مستهلک شود، باید عوض شود. اگر این کار امکان پذیر نباشدکل سرسیلندر باید عوض شود. همه سرسیلندرهای آلومینیومی نشیمن های فولادی سختی دارند که باید تعویض شوند.

فنرهای سوپاپ همگی باید بررسی و از نظر قابلیت تحمل فشار آزمایش شوند. نگه دارنده های فنر و بقیه اجزا نیز کاملا مورد بررسی قرار می گیرند. هر گونه خوردگی، خرابی، استهلاکی ا آسیب به قطعات باید ترمیم یا تعویض شود. در مرحله آخر، سوپاپ ها در سرسیلندر قرار گرفته و با لایی فلزی تنظیم می شوند تا ارتفاع مناسب را حفظ کنند. این کار به این دلیل لازم است که تراشکاری سوپاپ و نشیمن، ابعادشان را تغییر میدهد. از آن جا که ارتفاع سوپاپ، هندسه وشکل مجموعه و همچنین استهلاک گاید را تحت تاثیر قرار می دهد، این موضوع از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. اگر موتور میل بادامک از بالاست، میل بادامک نیز باید در جای خود قرار گیرد و ضمنا لبه کناری سوپاپ قبل از تحویل سرسیلندر به مشتری تنظیم شود.

سوختن سوپاپ

سوختن سوپاپ ها

سـوپاپ سوخته سوپاپی است که بیش از حدگرم شده و دیگر قدرت و توان آب‌بندی مناسب راندارد. سوختن سـوپاپ معمولا در مورد سـوپاپ‌های تخلیه یا دود رخ می دهد زیرا نسبت به سـوپاپ‌های مکش بسیار داغ تر کار می کنند.

با آزمایش تراکم یا همان کمپرس می توان به تشخیص سـوپاپ سوخته پی برد. اگر سیلندر، کمپرس زیاد یا کمی نشان دهد، معمولا به معنی وجود سـوپاپ تخلیه ای است که آب بندی نمی کند. سـوپاپ ممکن است سوخته باشد، اما ممکن است آسیب های دیگری مانند ترک خوردگی هم در آن وجود داشته باشد که سبب شود تا قسمت هایی از فلز، از بین رفته و یا سطح آن دچار خوردگی شود.

برای آشنایی با برند هیوندا موتورز و محصولات تولیدی این شرکت خودروسازی کلیک کنید…

راه حل این مشکل، باز کردن سرسیلندر، تعویض سوپاپ ایراددار و حتی تعویض نشیمن یا “سیت ” سوپاپ است. به عنوان یک اصل، معمولا سرسیلندر وظیفه یک سوپاپ کامل را در این وضعیت برعهده دارد، زیرا بقیه سوپاپ ها و گایدها نیز نیاز به رسیدگی دارند. اگر سوپاپ تخلیه خوب کار نکند، احتمالا بقیه سوپاپ‌ها نیز در آستانه از کار افتادن خواهند بود.

دلایل سوختن سوپاپ ها

دلایل گوناگونی برای سوختن سوپاپ ها وجود دارد.یک علت، خوردگی است که به صورت خودکار روی می دهد. هر چه کارکرد خودرو بالاتر رود، به دلیل ضربات مداوم و خوردگی حرارتی، فلز روی سطح سوپاپ و نشیمن ساییده می شود.

سوپاپ تخلیه از طریق نشیمن، گرمای زیادی را بیرون می برد، بنابراین هنگامی که سطح آن و سیت سوپاپ مستهلک می شود و ناحیه تماس کاهش می یابد، سوپاپ شروع به داغ شدن می کند. سرانجام ساختار گرما، فلز را ضعیف کرده و قطعات سوپاپ شروع به داغ شدن می کند. به محض رخ دادن این موضوع، در آن محل یک نقطه گرم تشکیل می شود که فرایند اضمحلال سوپاپ و متعلقات آن را هر چه بیش تر تسریع می کند.

این فرایند از نشتی سوپاپ شروع شده و سپس، تراکم کاهش می یابد که نتیجه آن روبه رو شدن با یک سیلندر ضعیف یا ازکارافتاده است و قدرت، نرمی و روان بودن و نیز عملکرد موتور کاهش قابل توجهی پیدا می کند. اگر سوپاپ تخلیه خوب عمل نکند، آلاینده ها را به طرز قابل توجهی افزایش می دهد زیرا این فرصت را به وجود می آورد که سوخت خام به سمت اگزوز راه پیدا کند.

بنابراین، مواد آلاینده ای مانند هیدروکربن های نسوخته زیاد ممکن است نشانه ای از سوختگی سوپاپ باشد. اگر لبه کناری سوپاپ نیز به دلیلی خراب شود سوپاپ تخلیه ممکن است بسوزد. عدم کارایی لبه کناری سوپاپ مانع این می شود که سوپاپ به طور کامل بسته شود و در این صورت سبب نشتی و گرم شدن بیش از حد خواهد شد. سوختن سوپاپ نیز می تواند سبب داغ شدن پیشرانه یا دمای احتراق بالا شود که معمولا به دلایل مشکلات خنک کنندگی، احتراق نامعمول مانند انفجار یا احتراق زودهنگام و عدم گردش دوباره گازهای اگزوز، زمان بندی احتراق به تاخیر افتاده یا ترکیبات ناشی از احتراق به هم می ریزد.

عقب نشینی سوپاپ ها
عقب نشینی سوپاپ ها

وضعیتی که به عنوان عقب نشینی سـوپاپ شناخته شده، این فرصت را برای آن فراهم می آورد تا از سرسیلندر به دلیل استهلاک بیش از حد نشیمن سـوپاپ عقب نشینی کند. این کار سبب می شود تا لبه کناری سـوپاپ عمل نکرده و در نتیجه نشتی داده و بسوزند. این کار در موتورهای قدیمی تر به ویژه خودروهایی که قبل از سال 1957 ساخته شده اند، بیش تر رخ می دهد. استهلاک و خوردگی نشیمن سـوپاپ با بنزین سرب دار کاهش می یابد، زیرا سرب به منزله ماده روان کننده عمل می کند، اما با حذف سرب، موتورها مجبور هستند تا با نشیمن ها یا سیت های سخت تری ساخته شوند. موتورهای قدیمی تر، سیت های سختی نداشتند، به همین دلیل با روی آوردن بسیاری از افراد به بنزین بدون سرب، مشکلات خوردگی سیت بیش تر شد.

بنابراین، اگر شما با خودروی قدیمی رانندگی می کنید، یا باید از مواد افزودنی جایگزین سرب استفاده کنید تا از سـوپاپ ها و نشیمن ها محافظت شود و یا هنگامی که تعمیر سرسیلندر انجام می دهید، از تعمیرکار بخواهید سیت سـوپاپ ها را با نوع سخت آن تعویض کند.

دیدگاهتان را بنویسید