سوپاپ و معایب سوپاپ چیست ؟

سوپاپ و مکانیزم محرک آن

در هر سیلندر دو مجرا یا دهانه وجود دارد. یکی از این مجاری مخلوط هوا وبنزین را وارد سیلندر   می کند و مجرای دیگر گازهای سوخته را از سیلندر به خارج هدایت می کند. برای باز و بسته کردن این مجاری از سوپاپ هایی ( دریچه ) استفاده شده است که می تواند در داخل راهنمای سوپاپ ، بالا و پائین برود و دهانه مجرای ورود و خروج را باز و بسته کند.

۱-    انواع سوپاپ

در گذشته برای کنترل ورود و خروج دود و هوا انواع سوپاپ های لغزشی یا پوسته ای و سوپاپ گردان به کار می رفت ولی امروزه  سوپاپ های قارچی ( سوپاپ مخروطی پایه دار ) استفاده می شود.

۲-    اجزاء سوپاپ

۲ – ۱ سوپاپ

در موتورهای چهار زمانه از سوپاپ های هوا و دود ( ورود و خروج ) استفاده می شود. گرچه در موتورهای دوزمانه با وجود دریچه های ورود و خروج که توسط پیستون باز و بسته می شوند نیازی به سایر قطعات متحرک نمی باشد ولی در برخی از انواع دو زمانه ها ، سوپاپ اگزوز به کار می رود.

قرارگیری خودبخود در وسط ، آببندی خوب و ایجاد راه مناسب برای جریان گازها از مزایای مخروطی بودن سوپاپ ها به شمار می رود.

۲ – ۲ سیت

–    سطح مخروطی سیت سوپاپ باعث تنظیم خود بخود سوپاپ در مرکز آن می شود و در صورت سایش تا حدودی مشکل آببندی حل می شود.

–         درجه شیب سوپاپ هوا ۳۰ در جه و برای دود ۴۵ درجه است .

–    به عنوان یک قاعده کلی زاویه ۴۵ درجه  با یستی ۲۰% بیشتر بلند شود تا با سطح یکسان ، همان جریان گاز ۳۰ درجه را ایجاد نماید.

–         زاویه ۴۵ درجه در حدود ۲۰% بار آببندی بیشتری اعمال می کند ولی با کاهش جریان همراه است.

–

جنس حلقه های سیت سوپاپ از چدن سانتریفوژ یا بسیار مقاوم به سائیدگی ساخته می شوند. وجود این حلقه مخصوصاً در سر سیلندرهای فلز سبک لازم است و در آنها به طور انقباضی ( سرد کردن حلقه سیت در یخ خشک و گرم کردن سر سیلندر )  سوار می گردند. سیت سوپاپ هایی که زیاد گشاد شده باشند  با کار گذاردن حلقه سیت نو دوباره قابل استفاده خواهند بود. تراش جاحلقه به وسیله تیغ فرز تخت مخصوص سوپاپ صورت می گیرد.

 

۲ – ۳ راهنما ی سوپاپ

راهنمای سوپاپ از چدن سیاه مخصوص و بندرت از برنز تهیه شده و در سر سیلندرفشرده می شود. سوپاپ باید در راهنما روان حرکت کند. اگر سفت باشد سوپاپ گرم گیر کرده و باز می ماند.

 

۲ – ۴ فنر

فنر روی پایه سوپاپ سوار شده و سوپاپ را در حالت بسته نگه می دارد. یک طرف فنر روی یک قسمت تخت از بدنه موتور تکیه می کند و طرف دیگر آن روی یک واشر تخت یا نگهدارنده فنر که توسط یک خار به پایه سوپاپ متصل شده تکیه می کند. فنر که همیشه تحت فشار و تراکم می باشد و تمایل دارد که باز شود و روی همین اصل سوپاپ را در حالت بسته نگه می دارد.

فنرهای سوپاپ اغلب از نوع مارپیچی هستند که با پیش فشار سوار می شوند. گاهی اوقات برای هر سوپاپ دو فنر که جهت آنها عکس هم است بکار می رود. اگر پیش فشار فنرهای سوپاپ کم باشد فنر به ارتعاش در می آید و سوپاپ شل و سفت می شود و موتور نامیزان کار می کند. تمام فنرها با داشتن طول مساوی باید دارای فشار مساوی باشند.

 

۲ – ۵ خار و تکیه گاه مخروطی

 

 

۳-    انواع مکانیزم سوپاپ

انواع موتورها از نظر وضعیت قرار گرفتن سوپاپ ها :

T – Head

در موتور تی هد سوپاپ های گاز و دود در دو طرف سیلندر قرار دارند و دو ردیف سوپاپ به وسیله دو میل بادامک حرکت می کنند. امروزه این طرح به علت شکل محفظه احتراق و محدودیت نسبت تراکم برای خودروها مورد استفاده قرار نمی گیرد.

مزایا :

۱-    طرح ساده چند راهه های هوا و دود

۲-    شستشوی بهتر اتاقک احتراق از گازهای سوخته شده

۳-    مکانیزم ساده و با حداقل قطعات محرک سوپاپ ها

معایب :

۱-    طولانی بودن ( جمع و جور نبودن ) محفظه احتراق

۲-    پیش بینی میزان حرکت سوپاپ در طرفین محفظه و در نتیجه کاربرد در موتورهای با نسبت تراکم خیلی کم

۳-    طولانی شدن مسیر شعله

۴-    افزایش عرض موتور یک ردیفه

۵-    ضرورت استفاده از دو میل بادامک و افزایش هزینه آن

L – Head 

در طرح ال هد سوپاپ های هوا و دود کنار یکدیگر و در یک ردیف در بدنه سیلندر قرار دارند و یک میل بادامک حرکت تمام سوپاپ ها را تأمین می کند . مزیت این طرح مکانیزم ساده حرکت سوپاپ ها است. بعلاوه باز کردن سرسیلندر برای تعمیر نسبتاً آسان است. معایب این طرح یکی زیاد بودن مقاومت ورود هوا و بنزین به دلیل حرکت هوا در چند جهت می باشد. ثانیاً این طرح عملاً برای موتورهای با نسبت تراکم زیاد فابل استفاده نیست زیرا حجم اتاقک احتراق ( مجموع فضای لازم برای باز شدن سوپاپ ها و فضای بالا ی پیستون ) را از یک مقدار معین نمی توان کمتر کرد.

مزایا :

۱-    یک میل بادامک برای هر دو نوع سوپاپ

۲-    باز کردن آسان سرسیلندر برای تعمیر

۳-    چرخش هوا در مرحله احتراق ، آشفتگی بیشتر جریان و بهبود نرخ سوختن

۴-    کاهش زمان تأخیر به علت گرم شدن هوای ورودی

معایب :

۱-    کاهش راندمان حجمی به علت گرم شدن هوای ورودی

۲-    طرح پیچیده تر مانیفولد های متداخل

F – Head 

در طرح اف هد ترکیبی از موتور آی هد و ال هد می باشد. در این طرح سوپاپ های گاز در سرسیلندر و سوپاپ های دود در بدنه سیلندر قرار دارند و هر دو ردیف سوپاپ به وسیله یک میل بادامک به حرکت در می آیند. یکی از محاسن این طرح به حداقل رسیدن مسیر هوا و سوخت می باشد بالعکس برای تخلیه ، امتداد مجرای دود شکسته می شود و مسیر آن بیشتر می شود.

مزایا :

۱-    سوپاپ بالا در فضای مشترک بالای سیلندر و سوپاپ دود قرار می گیرد.

۲-    امکان بزرگ تر شدن سطوح دریچه های دود و هوا

معایب :

۱-    نامناسب شدن موقعیت جرقه ( شمع ) و طولانی شدن مسیر شعله تا مرکز سیلندر

۲-    محدود شدن نسبت تراکم به حدود ۱ : ۸

 

I – Head

در موتورهای آی هد ، سوپاپ ها در سر سیلندر قرار می گیرند. با قرار دادن سوپاپ در سرسیلندر  می توان اتاق احتراق موتور آی هد را نسبت به نوع ال هد کوچکتر نمود حتی در بعضی موارد در این نوع موتورها روی پیستون محفظه هایی تعبیه می شوند که سوپاپ ها وقتی باز می شوند در آن قرا رمی گیرند. در برخی از موتورها بین سوپاپ و پیستون فقط چند صدم میلی متر فاصله وجود دارد. به همین دلیل به سبب افزایش نسبت تراکم موتورها ، طرح آی هد بیش از دیگر انواع مورد استفاده قرار می گیرد.

در این طرح حرکت سوپاپ توسط یک میل بادامک از طریق تپت ها ، میله های رابط و انگشتی های سوپاپ ( اسبک ها ) تأمین می شود . در بعضی از موتورهای آی هد سوپاپ ها مستقیماً توسط میل بادامکی که در سرسیلندر قرار گرفته است به حرکت در می آیند و حرکت میل بادامک به کمک زنجیر و چرخ زنجیر ( یا تسمه دندانه دار ) صورت می گیرد.

مزایا :

محفظه احتراق جمع و جورتر با اشتراک فضای سوپاپ ها و شمع از یک طرف و سیلندر از طرف دیگر

مسیر کوتاه شعله و جبهه بزرگ تر آن

معایب :

مکانیزم پیچیده تر محرک سوپاپ ها

۴-    حرکت سوپاپ

سوپاپ با نیروی بادامک باز و تحت فشار فنر بسته می شود. گاهی قطعات متحرک در اثر اینرسی زیاد باعث بلند شدن بیشتر سوپاپ نسبت به ارتفاع بادامک می شوند ولی در عوض عیب آن حرکت نوسانی     ( Bounce ) سوپاپ هنگام نشستن است که نامطلوب می باشد. این نوسان با افزایش دور زیادتر می شود. معمولاً میزان بلند شدن سوپاپ ها به دلیل یکی بودن بادامک ها یکسان است. ولی فشار بالاتر باعث بهبود تخلیه گاز می شود.

۴ – ۱ میل بادامک یا میل سوپاپ

میل بادامک توسط یک چرخ دنده با دندانه کج یا یک چرخ زنجیر حرکت می کند. قطر چرخ دنده     سر میل بادامک دو برابر قطر چرخ دنده سر میل لنگ می باشد. روی همین اصل با دو دور چرخیدن        میل لنگ ، میل بادامک تنها یک دور می چرخد و هر سوپاپ یک بار باز و بسته می شود. روی        چرخ دنده ها یا چرخ زنجیرهای سرمیل بادامک و سر میل لنگ علائم تایمینگ وجود دارد که در موقع    جا زدن باید روبروی هم قرار گیرند. در ضمن لقی بین دنده ها در درگیری دو چرخ دنده باید بین یک تا سه هزارم اینچ باشد. در صورتی که لقی زیادتر باشد تق تق می کنند و اگر کم باشد زوزه می کشند.

ممکن است میل بادامک ریخته گری باشد و یا قطعه ای از فلز را به این شکل ساخته باشند. این میله در یاتاقان های ثابت که تکیه گاه آنها در قطعه موتور است حرکت دورانی می کند. روی میله به ازاء هر سوپاپ یک بادامک وجود دارد. وقتی میل بادامک می چرخد بادامک عمل می کند و سوپاپ را باز       می کند. علاوه بر این میل بادامک دارای یک اکسانتریک است که با حرکت آن پمپ بنزین کار می کند و همچنین روی آن یک چرخ دنده وجود دارد که توسط آن دلکو و پمپ روغن به حرکت در می آید.

بعضی از میل بادامک های خیلی مرغوب از فولاد و به روش مخصوصی ساخته می شوند. به علت اصطکاک زیاد بین سطح بادامک و بالابر و فقدان روغنکاری در بین این دو سطح بادامک را به یکی از طرق متداول سخت می کنند :

۱-    به طریق کربن دادن

۲-    نیترات دادن

۳-    سخت کردن در اثر شعله

۴-    در اثر آب دادن (سطح یاتاقان ها نیز آب داده است )

 

۴ – ۲ طراحی بادامک

بادامک به منظور تعیین فواصل زمانی ( زاویه میل لنگ ) باز و بسته شدن سوپاپ ها طراحی می شود. بادامک که در حدود ۱۳۰ درجه آن از قطر اسمی دایره بزرگتر است ، باعث تغییر مکان طولی پیرو می شود. ( تبدیل حرکت دورانی به خطی ) در حقیقت پیرو در راستای شعاعی بادامک حرکت بالا و پائین دارد. پروفیل بادامک از سه قسمت شیب ، دامنه و نوک تشکیل می شود. قسمت اول دارای تغییر مکان خطی با شیب ملایم است ( سرعت ثابت ). در قسمت دامنه منحنی بلند شدن با حداکثر سرعت عمل می کند ( شتاب ثابت ) و در بخش سوم ، حرکت با شتاب کند شونده از حداکثر سرعت به صفر در بالاترین نقطه انجام می شود.

پروفیل بخش بستن سوپاپ درست مشابه و قرینه باز شدن در بادامک است. بخش شیب در پروفیل به منظور جبران لقی مکانیزم قبل از درگیری بخش بلند شدن ، برای پرهیز از ایجاد ضربه و حداقل شوک ممکن است.

مدت و مقدار باز کردن سوپاپ بستگی به فرم بادامک و کف تپت دارد و در بادامک های پهن و سطح جانبی تند ، سوپاپ زود و به مدت زیاد باز می شود ولی به آرامی حرکت لطمه وارد می شود. در تپت های  کف صاف ، سطح جانبی بادامک محدب انتخاب می شود و برعکس ، درتپت محدب ، بغل بادامک صاف تر است. تپت باید در جای خود با وزن خود روان حرکت کند و فشار جانبی را خنثی کند.

 

 ۴ – ۳ زمان بندی حرکت سوپاپ ( تایمینگ )

هدف از زمان بندی حرکت سوپاپ ها انتخاب بهترین نقاط شروع باز شدن و بسته شدن برای فراهم شدن شرایط مساعد پر شدن کامل تر سیلند ر از هوای تازه و تخلیه کامل آن از دود اگزوز است.

باز شدن زودتر سوپاپ هوا

با گردش چند درجه اول حرکت ، حداقل مقدار سوپاپ باز می شود  که از نظر جریان هوا اهمیتی ندارد و لی از نظر طراحی بادامک بسیار مؤثر است. اینرسی حرکتی دود در حال خروج با باز شدن زودتر سوپاپ هوا منجر به فراهم شدن امکان ورود هوای تازه و جایگزینی با دود می گردد.

بسته شدن دیرتر سوپاپ هوا

از سرعت های متوسط به بالا برای به حداکثر رساندن هوای وارد شده به سیلندر که با افزایش زمان تنفس صورت می پذیرد ولی در موتورهای با دور پائین زاویه تاخیر کاهش می یابد و گرنه در راندمان حجمی موتور تأثیر نامطلوب دارد.

باز شدن سوپاپ دود قبل از مرگ پائین

گرچه به نظر می رسد  با باز شدن سوپاپ دود بخشی از قدرت تلف می شود ، ولی به دلایل زیر در مجموع تأثیر بهتر دارد :

۱-    در انتهای کورس انرژی کافی برای تداوم احتراق سوخت و هوا وجود ندارد.

۲-    انبساط حجم بالای پیستون در سیلندر باعث افت سریع فشار شده است.

۳-    با نزدیک شدن به BDC  چرخش زیاد میل لنگ با جابجایی کم پیستون همراه است.

بسته شدن سوپاپ پس از TDC

خروج کامل گازهای سوخته از موتور به افزایش راندمان کمک می کند. ایجاد تأخیر در بسته شدن سوپاپ با توجه به همزمانی آن با باز بودن سوپاپ هوا به تخلیه محفظه احتراق از گازهای سوخته و ورود هوای تازه کمک می کند.

تایمینگ سوپاپ یک موتور نمونه:

مدت زمان هر ضربه بر اساس گردش میل لنگ :

تنفس     ۲۲۹ =  ۵  + ۴۴ + ۱۸۰

تراکم     ۱۳۶ =  A  – ۴۴ – ۱۸۰

انفجار    ۱۳۳ = ۴۷ –  A  + ۱۸۰

تخلیه     ۲۲۹ =  ۲  + ۴۷  + ۱۸۰

             آوانس جرقه = A

زاویه بادامک در تمام بادامک ها ی دود و هوا یکسان و برابر نصف ۲۲۹ یا ۵ / ۱۱۴ درجه است.

 

۴ – ۴ تایمینگ متغیر سوپاپ ها

زمانبندی سوپاپ ها برای دستیابی به عملکرد بهتر موتور در دور های مختلف متفاوت است. از این جهت ، برخی از سازندگان از تایمینگ متغیر سوپاپ ها استفاده می کنند. یکی از انواع مکانیزم های متغیر سوپاپ در شکل زیر نشان داده شده است.

۴ – ۵ محرک زنجیردار – چرخ دنده ای

دستگاه حرکت سوپاپ ، سوپاپ را در زمان معین باز می کند. این دستگاه شامل میل سوپاپ یا میل بادامک ، بالابر سوپاپ یا تپت ، فنر سوپاپ ، سوپاپ ، یک میله فشاری و یک انگشتی سوپاپ خاص موتورهای I هد می باشد.

وضع قرار گرفتن چرخ دنده ها و چرخ زنجیرهای میل بادامک و میل لنگ نسبت به هم توسط نشان یا عدد معلوم شده است. برای میزان کردن این چرخ ها در صورت نبودن علامت روش زیر معمول است :

الف – قرار دادن میل لنگ در وضعی که پیستون ۱ در نقطه مرگ بالا قرار گیرد سپس با باز کردن دنده تنظیم میل بادامک و گردش آن تا وقتی که سوپاپ ورودی سیلندر شروع به باز کردن کند در این حال باید چرخ دنده ها را جاگذاری کرد.

روشن نشدن موتور در صورت کنترل صحت سیستم جرقه ، سوخت رسانی و لقی صحیح سوپاپ ها ممکن است در اثر تایمینگ غلط و نامیزانی زیاد دنده میل لنگ با دنده میل بادامک باشد. در صورتی که نامیزانی کم و در حد یکی دو دنده باشد باعث زدن کمپرس در کاربراتور یا اگزوز ، دیر روشن شدن موتور و کم شدن قدرت آن می شود.

 

۴ – ۶ بالابر سوپاپ

بالابر سوپاپ ( زیر سوپاپی – تپت ) یک قطعه استوانه ای است که حرکت دورانی بادامک را به   میله ی فشاری منتقل می کند. در موتورهای I  هد ، پائین آن بر روی سطح بادامک تکیه دارد و از طرف بالا ، میله ی فشاری در گودی آن جای گرفته است. توخالی بودن آن به منظور کاهش وزن قطعات دارای حرکت رفت و برگشتی است  زیرا قدرت فنر سوپاپ و صدای حاصل از ضربه بین تپت و سطح بادامک متناسب با وزن قطعات دارای حرکت رفت و آمدی است.

تپت بر دو نوع است : مکانیکی ( که شرح آن در بالا گذشت ) و هیدرولیکی که احتیاج به تنظیم ندارد و به طور خودکار لقی سوپاپ را در هر وضعیتی می گیرد.

تپت می تواند به راحتی در جای خود بچرخد. این حرکت دورانی میزان سائیدگی که آن را که در اثر حرکت میل بادامک بوجود می آید به تمام سطح تقسیم می کند.

بالابر سوپاپ در موتورهای L هد دارای پیچ تنظیم است و با باز و بسته کردن آن لقی بین بالابر سوپاپ و پایه سوپاپ را ( که به آن لقی سوپاپ می گویند ) به اندازه مورد لزوم تنظیم نمود.

 

۴ – ۷ میله فشاری

میله فشاری فقط در موتورهای I هد و F هد وجود دارد و حرکت را از تپت به انتهای اسبک منتقل    می کند. این میله که ممکن است توپر یا توخالی باشد. نوع توخالی آن برای انتقال روغن و بیشتر با تپت هیدرولیکی به کار می رود.

 

۴ – ۸ انگشتی سوپاپ

انگشتی سوپاپ ( اسبک ) : برای انگشتی سوپاپ دو طرح کلی وجود دارد :

الف – انگشتی یک پیچ تنظیم دارد. قسمت پائین پیچ تنظیم به صورت کروی ساخته شده و در داخل محفظه کروی شکل بالای لوله فشاری قرار می گیرد. در این طرح تمام انگشتی ها روی یک شافت به نام شافت انگشتی سوار می شوند که لابلای آنها فنرهای وضعیت دهنده قرار دارند.

ب- این انگشتی از فولاد محکم و چکش کاری شده درست شده است. قسمتی از آن که روی میله فشاری قرار می گیرد دارای یک فرورفتگی است. انگشتی به وسیله یک لولای کروی ( سیبکی) که روی یک پیچ نصب شده است نگهداری می شود. این پیچ برای روغنکاری سیبک توخالی است. در ضمن برای تنظیم لقی سوپاپ مورد استفاده قرار می گیرد.

 

۵-    ویژگی های طرح سوپاپ

۵ – ۱ جنس سوپاپ

جنس سوپاپ ها از فولاد پر مقاومت در حرارت تهیه می شود. فولادهای عادی در حرارت کار سوپاپ سختی خود را از دست می دهند و به شدت پوسته می شوند. به این علت سوپاپ ها از فولاد مقاوم در حرارت گرم  سیلیسیوم دار تهیه می گردند. برای سوپاپ های خروجی از فولاد کرم – نیکل استفاده       می شود.

 

۵ – ۲ افزایش سطح سوپاپ

برای افزایش سطح سوپاپ ها و به علت محدودیت قطر آنان در برخی از موتورها از دو سوپاپ دود و یا دو سوپاپ هوا استفاده می شود.

۵ – ۳ گردش سوپاپ

اگر سوپاپ در موقع باز و بسته شدن اندکی بچرخد فرصت کمتری برای جمع شدن کربن روی ساقه سوپاپ و چسبیدن سوپاپ وجود خواهد داشت. گرداننده سوپاپ بر دو نوع است :

– گردش آزاد سوپاپ که با برداشتن فشارفنراز روی سوپاپ وبه علت لرزش موتور باعث گردش سوپاپ می شود.

– گردش اجباری سوپاپ که درموقع باز شدن سوپاپ با اعمال یک نیروی پیچشی به ساقه سوپاپ باعث گردش آن می شوند.

گردش سوپاپ دارای خواص متعددی است :

الف – از رسوب کربن روی وجه سوپاپ و در نتیجه از سوختن سوپاپ جلوگیری می کند این رسوبات از نشستن کامل سوپاپ جلوگیری می کند.

ب – روغن سوزی منجربه جمع شدن کربن روی ساقه سوپاپ و باعث چسبیدن سوپاپ می شود. گیر کردن سوپاپ در داخل راهنما به علت تشکیل رسوب که فاصله بین ساقه سوپاپ و راهنما را پر می کند. پس از آن سوپاپ زیاده از حد گرم شده و می سوزد.

ج – چرخش سوپاپ موجب یکنواختی بیشتر درجه حرارت در سر سوپاپ می شود. زیرا بعضی از نقاط سیت گرمتر از نقاط دیگر است و اگر همیشه یک نقطه سوپاپ با این محل تماس پیدا کند باعث سوختگی همان نقطه از سوپاپ خواهد شد. در نتیجه گردش ، سوپاپ عمر آن را افزایش می دهد.

 

۵ – ۴ خنک کاری سوپاپ

بخش اعظم حرارت سوپاپ از طریق سیت به سیال خنک کاری انتقال می یابد. سیت سوپاپ باید به گونه ای در سر سیلندر ( یا سیلندر ) محکم شود که در نزدیکی آن معبر آب یا پره هوا برای جذب گرمای سوپاپ و انتقال به سیال خنک کاری فراهم گردد. نشستن کامل سر سوپاپ در نشیمن خود دارای اهمیت زیادی است. زیرا اگر این عمل به خوبی انجام نگیرد مقداری از گازهای سوخته از راه سوپاپ دود فرار کرده و درجه حرارت سوپاپ در نقاطی که گاز از آن به خارج فرار می کند بالا می رود. چون این حرارت به نشیمن سوپاپ منتقل نمی شود ، این حرارت زیادتر از حد عمر سوپاپ را کوتاه می کند و نقاط خیلی داغ زودتر از سایر قسمت ها می سوزد و فرسوده می شود.

گرچه وظیفه اصلی راهنما ، هدایت حرکت سوپاپ است ولی در درجه دوم به خنک کردن ساقه سوپاپ کمک می کند. ساقه سوپاپ که در داخل راهنما سوپاپ عبور می کند حرارت خود را به آن منتقل می کند. راهنما ی سوپاپ نیز این حرارت رابه مجاری آب تعبیه شده در سیلندر یا سر سیلندر منتقل می کند.

سوپاپ هوا در معرض هوای تازه قرار دارد. بنابراین از نظر خنک کاری شرایط بهتری نسبت به سوپاپ دود دارد و همیشه سردتر از سوپاپ دود است که گازهای سوخته خیلی داغ را ار خود عبور می دهد و  حتی ممکن است در عمل سرخ شود. سطح سوپاپ های دود که در معرض گرمای بیشتری قرار دارد را کوچک تر انتخاب می کنند تا مسیر هدایت حرارت کوتاه شود. درون برخی از سوپاپ های دود را از سدیم پر می کنند تا حرارت سر سوپاپ را به راهنما هدایت کند.

 

۵ – ۵ تنظیم لقی سوپاپ

تنظیم لقی مناسب در مکانیزم سوپاپ برای تمام موتورها یک نیاز اساسی است. لقی سوپاپ در موتور سرد باید همیشه پاسخ گوی انبساط حرارتی آن باشد. مقدار لقی بسته به نوع ساختمان و نوع خنک کردن سوپاپ ها عبارتست از :

۱-    سوپاپ هوا ۰۵/۰ تا ۴/۰ میلی متر

۲-    سوپاپ دود ۱/۰ تا ۵/۰ میلی متر

مقار لقی سوپاپ در موتورهای دو زمانه بیشتر است چون یک مرحله کار در هر دور میل لنگ به وقوع می پیوندد.

به طور کلی عوامل مؤثر در تعیین میزان لقی عبارتند از:

۱-    نوع موتور

۲-    نوع سوپاپ

۳-    نوع مکانیزم

۴-    نوع خنک کاری

چنانچه لقی خیلی کم باشد سوپاپ ها بسته نمی شود. به این ترتیب فرار گاز باعث هدر رفتن فشار ،  کاهش راندمان و سوختن سوپاپ ها می شود. اگر سوپاپ ورود بسته نشود گازهای سوخت به کاربراتور  می زنند و باعث آتش گرفتن آن می شوند. بسته نشدن سوپاپ خروج باعث سوختن آن می شود.

 لقی زیاد منجربه افزایش سر و صدا می شود ، بادامک سوپاپ را دیر بلند می کند در این حالت سوپاپ در تمام کورس باز نمی شود و زودتر می بندد و منجر به کاهش راندمان ناشی از باز نشدن کافی سوپاپ می گردد. پرشدن سیلندر بدتر می شود و قدرت پائین می آید. همچنین اگر لقی زیاد باشد سوپاپ کج قرارمیگیرد و خوب آببندی نمی کند نیز روغن به محل سوخت راه پیدا می کند.

برای اندازه گیری لقی سوپاپ و اصلاح آن ( فیلر گذاری ) باید سوپاپ همراه آن را در حالت قیچی زدن قرار داد وسپس فیلر گذاری کرد. در این حالت برخی از سوپاپ های دیگر را نیز مطابق جدول زیر      می توان فیلرگیری کرد.

۵ – ۶ تعمیرات سوپاپ

معایب آببندی نبودن سوپاپ و نیز سوختگی سوپاپ :

کم شدن کشش موتور ، بد روشن شدن موتور ، زدن کمپرس در کاربراتور یا اگزوز ، کم شدن کمپرس و بد کارکردن موتور

علائم نامیزانی سوپاپ :

الف – معایب سفت بودن سوپاپ :

گرم کردن و دیر روشن شدن موتور ، زدن کمپرس در کاربراتور و اگزوز ، سوختن سوپاپ و کم شدن قدرت و کشش موتور

ب – معایب شل بودن سوپاپ :

ایجاد صدا ، خفه کارکردن موتور و زیاد شدن مصرف بنزین

سایش بیش از حد سوپاپ ناشی از نامناسب بودن ضریب فنر ، تنظیم لقی زیاد ، دور بالا و درجه حرارت زیاد موتور است. چنانچه سایش در سوپاپ هوا بیشتر باشد به علت فیلتر ناقص هوا و ورود ذرات خارجی در مرحله تنفس می باشد.

رسوب جرم بر سوپاپ ناشی از تنظیم نامناسب ، زیادی تشکیل رسوبات در محفظه ، خنک کاری نامناسب ، درجه حرارت بالای اگزوز ، سرریز سوخت ، عملکرد ناقص سوپر شارژر ، تنظیم لقی کم سوپاپ یا فنر ضعیف سوپاپ است. تشکیل کربن یا رسوب خاکستری روی سوپاپ ناشی از احتراق روغن باقیمانده در محفظه احتراق است. از ابزارهای تیز برای از بین بردن رسوبات زیاد سر سوپاپ می توان استفاده کرد. ولی کاربرد این ابزار در قسمت میله پیستون مجاز نیست. چون مصرف روغن را افزایش  می دهد.

حرارت به طور کلی باعث انبساط سوپاپ می شود. زیادی حرارت باعث قد کشیدن سوپاپ می شود. همچنین حرارت زیاد از حد موتور ، سفت بودن سوپاپ و آببندی نبودن سوپاپ باعث سوختن سوپاپ      می شود.

مخروط سوپاپ روی دستگاه سوپاپ تراش سائیده می شود. سوپاپ با گیره فشنگی بدون لنگی در دستگاه بسته می شود. زاویه دستگاه قابل تغییر است. سوپاپ آهسته گردش  می کند و به وسیله سوپرت کوتاهی به کنار حلقه سنگ آورده شده و از مقابل آن عبور می دهند. بدین ترتیب سطح آببندی تمیزی به دست می آید. مخروط سوپاپ با میله آن باید کاملاً نظام داشته باشند ( تولرانس ۰۳/۰ تا ۰۵/۰ میلی متر ) در صورت کجی یا سائیدگی داشتن میله سوپاپ باید آن را عوض کرد. اگر سوپاپ کمی از آببندی افتاده باشد آن را با روغن سمباده نرم آببندی می کنند که ممکن است با دست یا دستگاه انجام شود. برای جلوگیری از خط افتادن باید سوپاپ را پس از کمی گردش از جا بلند کرد. می توان زیر آن فنر قرار داد. باید آنقدر سائیدن را ادامه داد تا سیت سوپاپ یک حلقه یکنواخت خاکستری رنگ نشان دهد و آزمایش آببندی با ریختن بنزین در اتاقک سوپاپ صورت می گیرد.

در موقع باز و بسته کردن سوپاپ ها برای تعمیر باید آنها را علامت گذاری کرد تا جابجا نشوند.

در تراش سیت سوپاپ :

اولاً : سطح سیت باید فقط به عرض ۲/۱ تا ۵/۲ میلی متر باشد. هرقدر عرض سطح سیت کمتر باشد آببندی بهتر است ولی نقل حرارت به سطح سیت که خنک می شود ، کمتر است. به این علت سوپاپ های خروج دارای سطح سیت بیشتری نسبت به سوپاپ های ورود هستند. عرض سطح باید در تمام محیط یکنواخت باشد

ثانیاً : سطح مخروطی سوپاپ باید در وسط قرار گیرد. اگر سطح بالا باشد گوشه سوپاپ در محل احتراق سر می کشد و به شدت گرم می شود و می سوزد. در صورتی که زیاد گود باشد مانع عبور گاز است.

ثالثاً : لبه های زیر و روی سیت باید پخ زده باشند. تغییر مسیر ناگهانی و گوشه های تیز باعث گردش و تراکم گوشه ای جریان گاز می شود.

برای اصلاح سیت سوپاپ از تیغ فرزهای دنده ریز استفاده می شود. وسایل تراش دارای یک میله راهنمایی هستند که درون راهنما سوپاپ قرار می گیرند و قطرشان باید دقیقاً اندازه راهنما باشد. به همین دلیل اگر راهنما گشاد شده باشد ، باید قبل از تراش آنها را عوض کرد. راهنما ی کهنه را با دستگاهی پس از جاگذاری با یک برقو به اندازه صحیح میزان می شود. سیت سوپاپ های سخت بهتر تراشیده یا سنگ زده می شوند. سنگ به ماشین به طور مفصلی وصل شده است و دستگاهی سنگ را بدون نظم از محل خود بلند می کند. زاویه حلقه سنگ را با دستگاهی مخصوص درست می کنند.

از کار افتادن فنر سوپاپ یا شکستن آن باعث بسته نشدن کامل سوپاپ ، کم شدن کمپرس و در نتیجه بد کارکردن یا تک کارکردن موتور می شود.

سفت بودن سوپاپ در راهنما ، روغنکاری نشدن سوپاپ ، شکستن فنر سوپاپ یا خارج شدن خار سوپاپ از محل خود باعث گیر کردن سوپاپ می شود. لقی راهنما ی سوپاپ – فشار زیاد به موتور ( تعویض دنده معکوس در دور زیاد ) باعث بریدن سوپاپ می شود.

سطح داخلی راهنما باید دارای مقاومت کافی به خوردگی و شیمیایی باشد. برخی از راهنما ها دارای شیار هستند تا با افزایش روغنکاری ، سایش را کاهش دهند و عمر سرویس بیشتری حاصل شود. قبل از اندازه گیری قطر راهنما برای تعیین میزان سایش باید از نظر وجود ترک ، پریدگی لبه ، کنده شدن سطح اطمینان حاصل کرد. خرابی راهنما سوپاپ و گشاد کردن آن باعث روغن زدن به شمع ها ، شکستن سوپاپ و کم شدن کمپرس موتور می شود.

لاستیک سوپاپ در اثر کار کردن زیاد و رسیدن حرارت فوق العاده با آن از بین می رود. پارگی لاستیک سوپاپ و لقی راهنما ی سوپاپ باعث روغن ردن شمع ها و روغن سوزی و در نتیجه خروج دود آبی رنگ از اگزوز می شود.

علل زدن کمپرس در اگزوز :

سوختگی سوپاپ دود ، اشتباه بودن وایر چینی ، ریتارد بودن دلکو ، سفت بودن سوپاپ دود ، میزان نبودن دنده میل بادامک و میل لنگ و رد کردن زنجیر جلو

علل زدن کمپرس در کاربراتور :

سفت بودن سوپاپ بنزین ، سوختگی سوپاپ بنزین ، آوانس بودن دلکو و اشتباه بودن وایر چینی

در صورت عملکرد صحیح موتور ، حداقل ایراد در مکانیزم محرک سوپاپ بوجود می آید. عمده معایب آن ناشی از روغنکاری ناقص ، آلودگی روغن ، نصب نادرست قطعات می باشد.

خرابی بوش میل بادامک باعث ایجاد صدا و کم شدن فشار روغن می شود. لقی زیاد بوش های میل بادامک ، سفت بودن زیاد از حد بوش های میل بادامک یا فشار آوردن زیاد از حد به موتور در دنده قوی باعث بریدن میل بادامک می شود.

 چسبندگی سوپاپ ممکن است به دلیل جمع شدن کربن روی ساقه ی سوپاپ ـ سایدگی گاید سوپاپ ـ تاب ورداشتن ساقه ای سوپاپ ـنرسیدن روغن به ساقه ی سوپاپ ـ سرد کار کردن موتور ـ ازدیاد گرما در یک نقطه باشد.