سوپاپ

موتور خودرو در واقع قلب تپنده و منبع نیروی محرک خودرو به حساب می‌آید که متشکل از قطعات بسیاری است. با همکاری این قطعات، نیروی لازم برای حرکت خودرو تامین می‌گردد. هر یک از این قطعات دارای عملکرد به‌خصوصی هستند. سوپاپ از جمله قطعات مهم خودرو محسوب می‌شود که بی‌شک نام آن به گوش شما رسیده است؛ اما شناختی نسبت به کاربرد و نحوه عملکرد آن ندارید. این قطعه خودرو در کنترل ورود و خروج هوا نقش داشته و نقش حیاتی آن، موجب شده که این قطعه از اهمیت بالایی برخوردار باشد.

آشنایی با سوپاپ و وظایف آن

سوپاپ در واقع واژه‌‌ای است که منشا فرانسوی داشته و به‌صورت دریچه معنا می‌شود. این قطعه، یکی از مهم‌ترین قطعات انواع موتورهای احتراق درونی به شمار می‌رود و البته در سایر موتورها همچون پمپ‌های آب نیز کاربرد دارد. در اصل، سوپاپ به قطعه‌ای اطلاق می‌گردد که در کنترل ورود و خروج یک شی‌ء نقش دارد. محل قرارگیری آن، روی سرسیلندر خودرو بوده و به این صورت، تنظیم ورود و خروج هوا انجام می‌گیرد. به عبارتی دیگر، این قطعه که شبیه به قارچ است، ورود هوا به داخل محفظه احتراق را کنترل کرده و در کنترل بیرون آمدن دود از دریچه‌های سرسیلندر ایفای نقش می‌کند.

به کمک هوای ورودی، مخلوط سوخت و هوا تشکیل می‌شود و انفجار شکل می‌گیرد. خارج شدن هوای خروجی یا دود نیز ضروری بوده و در پروسه فعالیت موتور نقش موثری دارد. برای اینکه احتراق داخل سیلندرها انجام شود، ما نیازمند یک فضای ایزوله و غیرقابل نفوذ هستیم. به همین منظور، سوپاپ ماشین کمک می‌کند تا به همراه سرسیلندر و واشر سرسیلندر، این فضا به وجود آید. قطعات مورد نظر زمان‌بندی درستی داشته و در زمان مناسب، دریچه‌های بلوک سیلندر یا سرسیلندر را باز و بسته خواهند کرد. به این صورت، دود و هوا به بیرون هدایت خواهند شد و محفظه غیرقابل نفوذ احتراق نیز شکل می‌گیرد.

محل قرارگیری آن براساس نوع موتور متفاوت بوده و می‌تواند روی سرسیلندر یا بلوک سیلندر باشد. برای این‌که اطمینان حاصل کنید که سوپاپ خوبی دارید، این قطعه باید از ویژگی‌های زیر برخوردار باشد.

• قطعه مورد نظر دارای ضریب حرارتی بوده و می‌تواند حرارت بالا را تحمل کند. همچنین از قابلیت انتقال حرارت به بدنه سرسیلندر برخوردار است.
• حرارت بالا، سوختگی یا خوردگی را به‌دنبال ندارد.
• در مقابل ضربات از خود مقاومت نشان می‌دهد.
• با داشتن یک قطعه خوب، دیگر در مدت زمانی کوتاه شاهد ساییدگی نخواهید بود.

شناخت ساختمان سوپاپ ماشین

سوپاپ خودرو در اصل دارای ساختاری شبیه به قارچ بوده که در انواع موتور به شکل ثابتی وجود دارد. این شکل ثابت، به شکل یک ساقه و یک صفحه تخت دیده می‌شود که دارای ظاهری همچون ساقه و کلاهک قارچ است. بخش‌های متنوع این قطعه شامل موارد زیر هستند.

سر سوپاپ: نقطه برخورد این قطعه با اسبک

خار نگهدارنده: این بخش در پایانه ساقه و پایین‌تر از سر آن قرار گرفته و فنرها را به یکدیگر متصل می‌سازد.

ساق سوپاپ: به بدنه کشیده و بلند این قطعه گفته می‌شود که محل قرارگیری آن، گیت است.

مخروطی: نام دیگر این قسمت دامنه بوده و به بخشی گفته می‌شود که نشیمنگاه به ساقه اتصال می‌یابد.

نشیمنگاه: به این قسمت، سیت سوپاپ موتور نیز گفته می‌شود که در اصل سر پهن آن را تشکیل می‌دهد. سیت، حلقه‌هایی نیز دارد که از چدن سانتریفیوژ یا آلیاژی با مقاومت بالا در برابر ساییدگی ساخته شده است. 

وجه: نشیمنگاه از یک لبه مورب برخوردار است که به آن وجه گفته می‌شود. طراحی زاویه این لبه براساس نوع و ساختار موتور انجام می‌گیرد. در حالت کلی، زاویه آن بین ۴۵ تا ۳۰ تخمین زده می‌شود. سوپاپ‌های دود از زاویه 30 درجه و قطعات هوا از زاویه 45 درجه استفاده می‌کنند.

این ساختمان، دارای اجزای دیگری نیز است که به کمک آن‌ها، کارکرد این ساختمان تکمیل می‌شود. موارد زیر، اشاره به این اجزا دارد.

فنر سوپاپ

به فنری مارپیچی گفته می‌شود که روی قسمت انتهایی ساقه ماشین جای می‌گیرد و از یک طرف، به بدنه موتور اتصال می‌یابد. از طرف دیگر نیز به کمک یک نگهدارنده یا واشر تخت به خار نگهدارنده اتصال پیدا می‌کنند. به کمک فنر، این قطعه به هنگام تراکم روی نشیمنگاه جای گرفته و مانع از هرگونه نشتی در این مواقع می‌شود‌. در بعضی از موارد، شاهد سوار شدن دو فنر به‌صورت عکس روی هر سوپاپ هستیم. در صورتی که فنرهای این قطعه فشار کمی داشته باشند، شاهد شل و سفت شدن آن خواهیم بود و موتور عملکرد موثری نخواهد داشت.

گاید سوپاپ

به لوله یا بوشی گفته می‌شود که ساقه را در خود جای می‌دهد. جنس گاید یا راهنما، عموماً از چدن سیاه است. این قطعه در سرسیلندر جای داشته و در تنظیم حرکت مستقیم رفت و برگشت قطعه نقش دارد و اجازه نمی‌دهد انحرافی شکل بگیرد. علاوه‌بر این، این وسیله در مراقبت از ساقه در مقابل ضربات نیز موثر خواهد بود. ریخته‌گری گاید یا به شکل یک تکه با سیلندر یا سرسیلندر صورت می‌پذیرد یا این‌که با فشار، داخل آن جای می‌گیرد. گاید در انتقال حرارت نیز ایفای نقش می‌کند. سوپاپ داخل گاید با لقی مشخصی به حرکت درآورده شده که این حرکت می‌بایست روان انجام شود.

انگشتی سوپاپ

در قسمت پایانی سوپاپ موتور خودرو و در حوالی سر آن، شاهد بخشی به نام انگشتی هستیم. این بخش در واقع وظیفه دارد قطعه را به میل متصل سازد. انگشتی در تمامی موتورها کاربرد نداشته و در بعضی از مواقع، این قطعه به‌صورت مستقیم به میل اتصال می‌یابد.

سوپاپ دارای چه انواعی است؟

سوپاپ‌ها طبق کارکرد خود در دو دسته جای می‌گیرند و در ساختار آن‌ها، تفاوت‌های اندکی دیده می‌شوند. قطعه ورودی یا هوا و خروجی یا دود، از جمله انواع آن هستند. سوپاپ هوا به نسبت نوع دود ابعاد بزرگ‌تری داشته و در برابر حرارت از خود مقاومت کمتری نشان می‌دهد. از آنجایی که محفظه احتراق دمای بالایی دارد، قطعه خروجی دود در برابر دما بسیار مقاوم بوده؛ اما در زمینه عایق‌بندی از حساسیت کمتری برخوردار است؛ به همین علت، سایز کوچکی نیز دارد.

دسته‌بندی انواع سوپاپ خودرو تنها در این موارد خلاصه نمی‌شود و براساس چگونگی حرکت و کارکرد نیز این قطعه در دو دسته چرخشی و سدیمی جای می‌گیرد.

سوپاپ چرخشی

این مدل از قطعات، قسمت مخصوصی دارند که وظیفه به چرخش در آوردن سوپاپ با حرکت بالا و پایین به‌صورت همزمان را برعهده دارند و با این چرخش، دیگر رسوبات در سیت و گاید تشکیل نخواهد شد.

سوپاپ سدیمی

این مدل از قطعه، فضایی توخالی داشته و درون آن را می‌توان به کمک نمک فلز سدیم که نقطه ذوب پایینی دارد، پر کرد. به علت حرارت موجود در این محفظه، شاهد ذوب شدن این ماده هستیم و در نهایت، حرارت سیت به گاید انتقال می‌یابد. در موتورهای متفاوت، این قطعه اندازه و ساختار کلی یکسانی داشته و تنها، تفاوت بسیار جزئی از لحاظ ساختار موتور دیده می‌شود.

جنس سوپاپ ماشین

محل و نوع کار سوپاپ‌ها نشان می‌دهد که این قطعات همواره در معرض حرارت بالا قرار دارند و سرعت کار آن‌ها نیز زیاد است؛ بنابراین، احتمال این‌که دچار فشار و فرسودگی شوند، بالا خواهد بود. قطعه خارجی در تماس مستقیم با گازهای حاصل شده از احتراق و شعله قرار دارد و گرمای بالاتری را نسبت به نوع ورودی آن متحمل می‌شود. این حرارت به حدی بوده که در زمان کار موتور با دور بالا، ممکن است به رنگ قرمز تیره درآید؛ از این‌رو، سوپاپ باید از خود در برابر شکستگی، زنگ‌زدگی، تاب برداشتن و فرسودگی سریع مقاومت نشان دهد‌.

این نکته، به ویژه برای قطعات تخلیه حکم می‌کند. ساخت این مدل قطعات عموماً به کمک آلیاژهای مخصوص فولاد با میزان نسبتاً بالایی از کروم، نیکل و سلنیوم انجام می‌گیرد. قطعات ورودی هوا به نسبت خروجی دود از لحاظ خنکی شرایط بهتری دارند؛ از این‌رو ممکن است کمتر دچار سوختگی، زنگ‌زدگی و فرسودگی شوند. قطعات ورودی غالباً از جنس آلیاژ فولاد کبالت هستند.

دستگاه فرمان سوپاپ

جهت حرکت و کار کردن آن، نیازمند داشتن یک کنترل‌کننده و هدایت‌گر هستیم. این قطعه در اصل میل سوپاپ یا میل بادامک نام دارد. میل بادامک در واقع به میله‌ای گفته می‌شود که دارای زائده‌هایی به شکل بادام است. تعداد سوپاپ‌های موتور تعیین می‌کنند که چه تعداد میل بادامک مورد نیاز خواهد بود. به علت کارکرد و شکل آن، به این قطعه میل بادامک می‌گویند. بادامک‌ها با انگشتی تماس برقرار می‌کنند. برای اطلاع از قیمت میل سوپاپ، می‌توانید به سایت آریا پارت مراجعه نمایید. در حالت کلی، میل بادامک دارای دو نوع بوده که به شرح زیر هستند.

میل سوپاپ زیر

در این مدل، میل با قطعه‌ای تحت عنوان تایپت تماس برقرار می‌کند و میل تایپت قادر به گذر از درون آن است. میل تایپت از بالا تماس خود را با انگشتی حفظ کرده و با حرکت انگشتی که در طرف دیگر به سوپاپ وصل بوده و به این شکل، حرکت قطعه کنترل می‌شود.

میل سوپاپ رو

در این مدل، میل سوپاپ به‌صورت مستقیم به کمک بادامک‌ها با انگشتی تماس برقرار کرده و از طرف دیگر نیز شاهد برخورد آن‌ها با انگشتی هستیم. در خودروهایی که این مدل میل در آنها کاربرد دارد، دو میل مورد استفاده قرار می‌گیرند. در موتور این خودروها، به ازای هر سیلندر از چهار سوپاپ استفاده می‌شود.

نحوه تنظیم زمان بندی کارکرد سوپاپ ها

در پروسه کارکرد سوپاپ‌ها، زمان باز و بسته شدن آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به این شکل که قطعه مورد نظر می‌بایست در زمانی مشخص هوا را به سیلندر وارد کند. پس از آن نیز در زمان تراکم و احتراق سوخت، به‌صورت بسته دیده شود. در پایان نیز در زمان تخیله، وظیفه خارج‌سازی گازهای ناشی از احتراق از سیلندر را برعهده دارد؛ از این‌رو، تنظیم زمانی سوپاپ‌ها نیازمند دقت و توجه بسیاری است.

کنترل زمان‌بندی کارکرد این قطعه وظیفه میل بادامک است؛ اما بالا و پایین رفتن آن‌ها می‌بایست با بالا و پایین رفتن پیستون‌ها نیز هماهنگ باشد. میل بادامک در انجام این کار با میل ‌لنگ همکاری می‌کند. چرخش میل ‌لنگ همیشه براساس بالا و پایین رفتن پیستون‌ها صورت می‌گیرد و با همکاری میل بادامک و میل ‌لنگ، شاهد برقراری هماهنگی بین حرکت میل بادامک با پیستون هستیم. این هماهنگی، موجب می‌شود که سوپاپ‌ها زمان‌بندی دقیقی داشته باشند.

چه تفاوتی میان موتورهای ۸ و ۱۶ سوپاپ وجود دارد؟

در زمان قبل، هر سیلندر موتور دارای یک قطعه خروجی و یک نوع ورودی بوده است. به این شکل که برای نمونه، در صورتی که موتوری چهار سیلندر داشته، تعداد این قطعات به هشت عدد می‌رسید. خودروسازان از نتایج این طراحی احساس رضایت نداشته‌اند؛ چراکه به این شیوه، سوخت بیشتری مصرف شده و در عین حال راندمان موتور بازیاد نبود.

تلاش خودروسازان برای رفع این مسئله بر آن بوده که سرعت مکش هوا، بنزین و تخلیه کامل دود از سیلندر را افزایش دهند. به همین منظور، برای هر سیلندر موتور چهار قطعه ورودی و خروجی در نظر گرفته شد. به این صورت، موتورهای چهار سیلندر دارای شانزده سوپاپ هستند. براساس این محاسبات، به همان میزان که تعداد سیلندرها افزایش یابد، به تعداد قطعات بیشتری نیز نیاز خواهد بود. جدای از این موارد، هنگامی که خودروهایی با توان خروجی بالا تولید می‌شوند، می‌توان به ازای هر سیلندر به تعداد سوپاپ‌ها نیز افزود.

رایج ترین علل خرابی سوپاپ

غالباً خرابی سوپاپ‌ها به علت مسائلی همچون شکستن ساقه یا خرابی سیت اتفاق می‌افتد. در بعضی از موارد، شاهد ایجاد نقصی در گاید هستیم. عموماً با شنیدن صدای چلق چلق یا صدای خشک کار کردن موتور، متوجه این نشانه‌ها خواهید شد. گاهی نیز از میزان راندمان موتور کاسته می‌شود. در صورتی که متوجه خرابی آن شده‌اید، می‌توانید با مراجعه به سایت آریا پارت از قیمت سوپاپ خودرو اطلاع یافته و برای خرید آنلاین لوازم یدکی با بالاترین کیفیت اقدام فرمایید. همچنین شما می‌توانید در این سایت، قیمت قطعات موتوری خودرو را مشاهده نمایید. دلایل خرابی سوپاپ موتور شامل موارد زیر می‌شوند.

• سوختن آن، به علت آن‌که نسبت هوا و سوخت تنظیم نیست.
• موتورهایی که تسمه تایم دارند با پاره شدن آن ممکن است شاهد کج شدن این قطعه باشید.
• در بعضی از مواقع، به علت خرابی سیستم خنک‌کننده، شاهد داغ شدن بیش از حد سیلندر هستیم. در این موارد، ممکن است سیت به علت حرارت بالا از جای خود خارج شود.
• در بعضی از مواقع نیز خرابی گاید، سبب می‌گردد که صدایی مشابه خشک کار کردن موتور به گوش برسد. در موارد نادر، شاهد خرابی گاید هستیم و بی‌کیفیت بودن جنس، عملکرد بالای موتور و خراب شدن سوپاپ از جمله علل آن به شمار می‌روند.

سخن پایانی

سوپاپ خودرو در واقع یکی از قسمت‌های مهم در موتورهای احتراقی به حساب می‌آید. این قطعه از خودرو در کنترل ورود و خر‌وج هوا به درون سیلندرها نقش دارد و عملکرد آن شبیه به یک دریچه است. هوای ورودی به‌واسطه این قطعه به درون سیلندر راه پیدا می‌کند و دود ناشی از احتراق نیز از آن خارج می‌شود. ساختمان این قطعه از بخش‌های متنوعی همچون سر سوپاپ، خار نگهدارنده، ساقه، مخروطی، نشیمنگاه و... تشکیل شده است.