آشنایی با سوپاپ ها و نحوۀ تعمیر آنها

در سیکل کاری یک موتور، برای کنترل ورود گاز و خروج دود در زمان مناسب، از سوپاپ ها استفاده می شود. به طورکل می توان گفت که سوپاپ ها قطعات قارچی شکلی هستند که بر روی دریچه های ورودی و خروجی نصب می شوند تا در زمان مناسب آنها را باز یا بسته کنند.

ویژگی سوپاپها:

· مقاوم در برابر حرارت

· مقاوم در برابر سایش

· مقاوم در برابر خستگی

· مقاوم در برابر ضربه

· مقاوم در برابر انبساط طولی

· دارا بودن قابلیت انتقال حرارت بالا

تفاوت سوپاپ دود و گاز:

· بشقابک سوپاپ گاز را به دلیل جریان پیدا کردن مخلوط، در زمان مکش و کم کردن تلفات اصطکاکی و همچنین برای بهبود راندمان حجمی بزرگتر می سازند. اما به دلیل تخلیۀ دود به صورت آنی (پیش فشار گازها) و کامل (حرکت پیستون به سمت بالا در زمان تخلیه) دیگر نیازی به بزرگ ساختن بشقابک سوپاپ دود نیست.

· جنس سوپاپی دود و گاز با هم متفاوت است به طوری که جنس سوپاپ دود، سخت تر از سوپاپ گاز است.

· سوپاپ گاز دارای خاصیت آهن ربایی است اما سوپاپ دود ضد مغناطیس است.

واژه های فنی در سیستم سوپاپ:

آوانس سوپاپ: آوانس سوپاپ زمانی رخ می دهد که سوپاپ چند درج (از گردش میل لنگ) زودتر از موقع مقرر باز می شود.

ریتارد سوپاپ: چنانچه سوپاپی بعداز پایان مرحله ای از سیکل، هنوز باز باشد، ریتارد آن سوپاپ نام دارد.

دلایل آوانس و ریتارد:

آوانس سوپاپ گاز: جهت زیادشدن زمان مکش و بالا رفتن راندمان حجمی

ریتارد سوپاپ گاز: جهت بالا رفتن راندمان حجمی و بهتر پر شدن سیلندر

آوانس سوپاپ دود: برای زیاد شدن زمان تخلیه و برداشتن فشار احتراق از روی پیستون

ریتارد سوپاپ دود: برای تخلیه کامل دود و پسماندهای احتراق

- قیچی سوپاپ (برهم نهی): به حالتی گفته می شود که هر دو سوپاپ دود و گاز طی 16 درجه با هم باز هستند. این حالت زمانی رخ می دهد که سوپاپ گاز برای افزایش بازده حجمی موتور، زودتر باز شده و از طرفی سوپاپ دود، برای تخلیۀ بهتر هنوز باز است.

- بلندشدگی ساق سوپاپ: فاصله باز شدن یک سوپاپ بلندشدگی سوپاپ نامیده می شود. این فاصله برای موتور خودروهای سواری معمولاً حدود 5تا10 میلیمتر می باشد.

- تایمینگ سوپاپ: اگر عملکرد سوپاپ ها همانند روش تئوری باشد، یعنی سوپاپ ها درست در نقطه مرگ بالا یا پایین، باز یا بسته شوند، هر مرحله عملیات به طور کامل انجام نمی گیرد. در ضمن برای آنکه در زمان مکش، سیلندر بهتر پر شود و گازهای حاصل از احتراق در زمان تخلیه، به طور کامل از سیلندر خارج شوند باید زمان کار سوپاپ ها نسبت به حالت تئوری تغییر کند. (از زاویه تراکم و احتراق کم کرده و به مکش اضافه می شود) این تغییر زاویه در همۀ موتورها یکسان نیست.

انواع مختلف سیستم های فرمان سوپاپ:

1- سیستم فرمان زیر

2- سیستم فرمان رو

1- سیستم فرمان زیر:

در سیستم فرمان زیر سوپاپ ها توسط اتصالات مکانیکی مانند اسبک، میل تایپت و تایپت باز می شوند در این روش میل سوپاپ در بلوکه سیلندر نصب می شود، به همین جهت این نوع سیستم را فرمان زیر می نامند.

2- سیستم فرمان رو:

در سیستم های فرمان رو، سوپاپ ها بدون دخالت میل تایپت از اسبک فرمان های لازم خود را دریافت می کنند. همچنین در برخی از این سیستم ها ، سوپاپ ها مستقیماً از میل بادامک فرمان می گیرند. در این گونه سیستم ها میل بادامک آن در سرسیلندر قرار دارد و توسط زنجیر یا تسمه به میل لنگ متصل می شود. به این سیستم ها که میل سوپاپ آن در سر سیلندر نصب می شود، سیستم فرمان رو می نامند.

متعلقات سوپاپ:

الف)فنر: سوپاپ توسط اتصالات مکانیکی باز می شود، اما برای بسته شدن، احتیاج به نیروی فنر دارد. فنر سوپاپ را محکم در سیت می نشاند در نتیجه آبندی سیلندر افزایش می یابد. جنس فنرها از مفتول گرد فولادی است که در موقع ساخت، آنها را طوری می سازند که در یک طرف فاصلۀ حلقه ها زیادتر از طرف دیگر باشد، به طوری که قسمت فشردۀ فنر در موقع نصب، باید به سمت پایین جای گیرد تا در اثر حرارت که منجر به انبساط زیاد می شود فاصلۀ آن یکنواخت گردد.

ب) پولکی: برای نگه داشتن فنر و جلوگیری از لغزش آن، از پولک ها توسط خارهایی که در شیار ساق سوپاپ قرار می گیرد فنر را به سوپاپ محکم می کند.

ج) خارها: اجزایی هستند که در شیار ساق سوپاپ قرار می گیرند. و موجب نگه داشتن پولک ها می شوند. خارها در انواع نعلی (Uشکل) دو پارچه مخروط و پین دار (در سوراخ ساق سوپاپ پشت پولک قرار می گیرد) یافت می شوند.

تعمیرات سوپاپ:

علل معیوب شدن سوپاپ ها:

سوختگی: فیلرگیری نادرست- داغ شدن بیش از حد موتور- خرابی سیت سوپاپ- چسبنده بودن سوپاپ- تاب دیدگی ساق

شکستگی: سرعت زیاد موتور- ضعیف شدن فنر سوپاپ- فیلرگیری نادرست- منطبق نبودن ساق سوپاپ با سیت

ترک خوردگی: داغ شدن زیاد موتور- هم مرکز نبودن سیت با ساق سوپاپ- انبساط زیاد ساق سوپاپ

چسبندگی : جمع شدن رسوبات بنزین در گیت- وجود کربن در گیت- کج بودن سوپاپ- فیلرگیری نادرست- روغن سوزی

نازکی خواب : نامیزان بودن فیلر سوپاپ- فشار آوردن زیاد به موتور

افزایش طول ساق : حرارت زیاد موتور- فیلر گیری نادرست

خوردگی : تشکیل اسید سولفورو در ساق سوپاپ به دلیل وجود گوگرد در بنزین- عدم تخلیه گازها و ترکیب آنها با بخار روغن

تابدیدگی ساق : خلاصی زیاد بین اسبک و سر سوپاپ- کج بودن گیت سوپاپ- انطباق نبودن ساق سوپاپ با گیت

خال زدگی خواب : لقی زیاد گیت با سوپاپ- سوختگی روغن موجود درون گیت در حالت سرد موتور

کربن گرفتگی : روغن سوزی- اختلال در سیستم سوخت رسانی و جرقه زنی

چسبندگی سوپاپ:

اگر موتوری نامیزان کار می کند و شعلۀ احتراق در کاربراتور و اگزوز ، مشاهده شد نشانۀ چسبندگی سوپاپ های موتور می باشد. برای بر طرف کردن چسبندگی سوپاپ ها ابتدا موتور را روشن کنید تا به دمای نرمال برسد، سپس مقداری نفت یا گازوئیل به ساق سوپاپ بچکانید و موتور را بگردانید تا محلول به ساق سوپاپ نفوذ کند. همچنین می توانید از محلول خاصی را در کاربراتور یا کارتل بریزید تا چسبندگی سوپاپ ها رفع شود. در صورت برطرف نشدن چسبندگی با روش های فوق باید، سرسیلندر را باز کنید و سوپاپ های آن را شستشو دهید.

باز کردن سوپاپ ها و فنرها:

برای باز کردن سوپاپ ها ابتدا باید خارهای آن را خارج کنید. برای این کار باید فنرها را تا حد لازم جمع کنید و از وارد آوردن فشار بیش از حد، که ممکن است باعث کوتاه تر شدن طول فنر و کاهش ضریب ارتجاعی آن شود خودداری کنید. به همین منظور از ابزارهای مخصوص (فنر جمع کن) که در انواع مختلف ساخته می شود، استفاده کنید. پس از باز کردن فنرها چنانچه سوپاپ ها در محل خود سفت شده اند آنها را توسط سوپاپ درآر، خارج کنید.

رسوب و کربن گرفتن سوپاپ:

اغلب اوقات رسوبات سختی از اکسید سرب و کربن در بشقابک سوپاپ تشکیل می شود. این رسوبات مانع از نشستن کامل سوپاپ در نشیمن (سیت) می شود و همچنین آبندی را از بین برده و راندمان حرارتی موتور را کاهش می دهند. برای رفع این عیب ، با استفاده از برس سیمی و دریل دستی و یا دستگاه های پاشش ذرات سمباده، رسوب گرفتگی را از بین ببرید.

خال زدگی سوپاپ:

برای رفع این عیب می توانید قسمت خال زده را سنگ بزنید چنانچه خال زدگی جدی باشد و مجبور به تراش بیشتر باشید، باید سوپاپ را تعویض کنید زیرا در اثر سنگ زدن زیاد، خواب سوپاپ بیش از حد نازک می شود.

تاب دیدگی ساق سوپاپ:

چنانچه مقدار تاب دیدگی که توسط دستگاه میکرومتر اندازه گیری شده کمتر از حد مجاز (75/0) باشد می توان سوپاپ را به روش های خاصی تعمیر کرد اما اگر تاب دیدگی بیش از حد مجاز باشد باید سوپاپ را تعویض نمود.