اجزا و ساختمان موتورهای احتراق داخلی (بخش دوم)

در این مقاله به بحث اجزا و ساختمان موتورهای احتراق داخلی می پردازیم.

تایمینگ سوپاپ ها:

قدرت بازده موتور، بستگی کامل به مقدار سوخت و هوایی دارد که در هنگام مکش سیلندر را پر می کند. مقدار سوخت وارد شده به سیلندر، به اندازه قطر دریچه گاز، مکش سیلندر، مقدار باز بودن سوپاپ گاز و سرعت موتور بستگی دارد.

قطر سوپاپ ها اندازه معین و محدودی دارد و نمی توان آن را به طور دلخواه افزایش داد. مقدار برخاستن سوپاپ ها حدود 9 میلی متر است و قطر سوپاپ های گاز را حتّی المقدور بزرگ تر می سازند. مثلاً هر گاه قطر سوپاپ دود 38 میلی متر باشد، قطر سوپاپ گاز 42 میلی متر ساخته می شود. زاویه نشست اغلب سوپاپ ها 45 درجه می باشد. گاهی هم سوپاپ های 30 درجه، ساخته می شود. سوپاپ 30 درجه مقدار باز بودن دهانه آزاد سوپاپ را افزایش داده، سیلندر بهتر پر می شود.

ولی سوپاپ 45 درجه حالت گوه ای بهتری دارد و به خوبی در سیت خود نشسته، عمل آب بندی را بهتر انجام می دهد. در روی چرخ دنده ها و چرخ زنجیرها علایم تایمینگ برای نصب نمودن آن ها حک می شود.

تایپت:

بین بادامک میل سوپاپ و انتهای ساق سوپاپ، تایپت قرار می گیرد. بدنه کوچک سوپاپ نمی تواند ضربات سخت و پی در پی را که همراه نیروی مالشی بادامک است تحمل کند. به علاوه باید وسیله ای وجود داشته باشد تا بتوان لقی کمی بین سوپاپ و بادامک ایجاد کرد تا در موقع انبساط سوپاپ از بازماندن سوپاپ و سوختن آن جلوگیری شود. عمل تنظیم بین تایپت و سوپاپ را پیچ تایپت میسر می سازد. لقی لازم بین تایپت و سوپاپ به طراحی و قدرت موتور بستگی دارد.

بادامک های میل سوپاپ:

بادامک ها که وظیفه باز کردن سوپاپ ها را عهده دار هستند، طرح بسیار دقیقی دارند. قسمتی از آن به شکل دایره کامل است که به آن مبنا می گویند و قسمتی دیگر که به وسیله آن سوپاپ را باز می کند به شکل های مخصوصی طراحی می گردد که آن را بادامک می نامند.

وقتی سوپاپ کاملاً باز است که نوک بادامک زیر تایپت باشد. بادامک در موتورها از پنج قسمت تشکیل می شود که عبارتنداز:

1- دایره مبنا

2- حدّ باز شدن (شیب ملایم باز شدن)

3- پهلوی باز کردن سوپاپ

4- پهلوی بسته شدن سوپاپ

5- حدّ بسته شدن (شیب ملایم بسته شدن)

بادامک با سرعت زیاد سوپاپ را باز می کند. برای باز و بسته شدن ملایم سوپاپ ها، سطح نشست آن ها را در روی سیت سوپاپ طوری طرّاحی می کنند که محدوده کوچکی در روی بادامک دارای شیب ملایمی باشد که به آن حدّ باز و بسته شدن می گویند. موتوری که با دور 4000 RPM کار می کند این حدّ تقریباً در زمان 0/0025 ثانیه طی شده، سپس سوپاپ باز یا بسته می شود.

فنر سوپاپ:

فنر سوپاپ ها از مفتول گرد فولادی با قطر تقریبی 5/3 میلی متر ساخته می شود. دو انتهای فنر را به صورت تخت می سازند تا موقع تکیه کردن در محل خود به طور کاملاً عمود قرار گیرد. در یک موتور با سوپاپ ایستاده یا L شکل، طول آزاد فنر حدود 52 میلی متر است و وقتی که آن را در روی سوپاپ تحت فشار نصب می کنند، طول آن به 5/44 میلی متر می رسد .در این حال، فشار فنر حدود 20kg می باشد. وقتی سوپاپ باز می شود طول آن کوتاه تر شده، به 5/36 میلی متر می رسد که در این حالت فشار فنر 42 kg افزایش می یابد. بنابراین مقدار برخاستن سوپاپ (میلی متر 8 = 5/36 - 5/44) خواهد بود.

خار نگهدارنده بشقابک سوپاپ:

در اغلب موتورها برای نگهداشتن فنر و بشقابک آن در روی ساق سوپاپ از خارهای دو پارچه استفاده می شود. این خارها پس از جمع کردن فنر سوپاپ در شیار انتهای ساق سوپاپ قرار گرفته، بشقابک را نگه می دارد.

شرایط کار سوپاپ ها:

برای درک حسّاسیت کار سوپاپ ها، لازم است که شرایط واقعی فیزیکی موتور را بشناسیم. به این منظور، فرض می کنیم که هر سوپاپ در 0/33 از گردش بادامک میل سوپاپ، باز و در 0/33 باقیمانده مسیر در تکیه گاه خود بسته قرار می گیرد.

می دانیم که سرعت میل سوپاپ 0/5 سرعت میل لنگ است و در هر دور آن یک بار سوپاپ های گاز و دود باز و بسته می شوند؛ بنابراین در دور 3000 RPM موتور، سوپاپ ها در هر دقیقه 1500 مرتبه باز و بسته می شوند.

پس هر سوپاپ در هر ثانیه 25 مرتبه باز و بسته می شود .اگر زمان باز بودن 0/33 زمان بسته شدن 0/66 فرض شود، بنابراین هر سوپاپ 0/013 ثانیه باز و 0/026 ثانیه بسته است.

اهمیت تنظیم بودن لقی سوپاپ:

برای آنکه سوپاپ ها بتوانند وظیفه مکش و خروج گازهای داغ و تبادل حرارتی را به خوبی انجام دهند و نسوزند، لازم است که به مقدار لقی مجاز توصیه شده از طرف سازندگان خودرو، توجه کافی بشود.

اگر لقی سوپاپ، زیادتر از اندازه مجاز باشد زمان باز بودن سوپاپ کاهش یافته، مدّت نشستن آن در روی سیت بیشتر می شود که البته از نظر خود سوپاپ برای انتقال حرارت مناسب است ولی از نظر تایمینگ موتور یک عیب محسوب می شود. به علاوه موتور با سر و صدای زیادی کار می کند.

اگر لقی سوپاپ کمتر از اندازه مجاز باشد، سوپاپ زودتر باز شده، دیرتر بسته می شود. لذا مدّت زمان نشستن سوپاپ در سیت کاهش یافته، تبادل حرارتی به خوبی انجام نمی شود و در نتیجه سوپاپ دود به سرعت می سوزد.

با گرم شدن موتور، لقی سوپاپ ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد، برای درک این موضوع و اهمیت تنظیم لقی سوپاپ ها، آزمایش 130 دقیقه ای زیر را انجام می دهند.

ادامه مطلب در بخش بعدی . . .