اجزا و ساختمان موتورهای احتراق داخلی (بخش سوم)

در این مقاله به بحث اجزا و ساختمان موتورهای احتراق داخلی می پردازیم. این بخش سوم از چهار بخش مقاله میباشد.

نشتی سوپاپ:

عدم آب بندی سوپاپ ها بسته به دلایل زیر است:

الف) عیب مکانیکی در دستگاه سوپاپ

ب) رسوب گرفتن سوپاپ

فرض کنیم تمام قطعات موتور، تمیز و بدون رسوب گرفتگی باشد. یعنی روی سوپاپ و سیت آن را رسوب نگرفته، کربن روی قطعات را نپوشانده، مواد دیگر روی اجزای موتور وجود نداشته باشد.

در چنین شرایطی برای آنکه سوپاپ را به خوبی آب بندی کند، لازم است به نکات زیر توجه شود:

سطوح نشست سوپاپ باید کاملاً گرد و با ساق سوپاپ متّحدالمرکز باشد.

دایره نشست سوپاپ باید به طور دقیق هم مرکز با ساق سوپاپ باشد. اگر ساق سوپاپ در راهنمایش با لقی مجازی حرکت کند، سطح نشست سوپاپ هم باید به طور کامل در سیت تکیه نماید.

کج بودن سوپاپ:

سر سوپاپ باید نسبت به ساق آن قائم باشد. اگر سر سوپاپ پیچیدگی داشته باشد سوپاپ نشتی خواهد داشت.

ساق سوپاپ باید کاملاً صاف باشد:

اگر ساق سوپاپ کج باشد به خوبی در راهنمای خود حرکت نکرده و چسبندگی سوپاپ رخ می دهد. در نتیجه سوپاپ به خوبی در سیت خود نمی نشیند.

لقی بین ساق سوپاپ و راهنمایش باید در حد مجاز باشد:

اگر لقی خیلی کم باشد، سرعت بسته شدن سوپاپ کند می گردد. به علاوه روغن نمی تواند در گیت نفوذ کند و عمل روغن کاری به خوبی انجام نمی شود. اگر لقی، خیلی زیاد باشد سوپاپ به خوبی هدایت نشده، در سیت خود کج حرکت می کند.

در چنین حالتی، سوپاپ ابتدا کج روی سیت تکیه می کند و سپس به علّت گوه ای بودن نشست سوپاپ و کشش فنر، به محل اصلی خود کشیده می شود.

در سوپاپی که گیت آن لقی زیادی دارد، بالاخره سوپاپ در سیت تکیه می کند ولی نه در اسرع وقت و به طور دقیق، بلکه در زمان نسبتاً طولانی و ناقص. سرعت عمل بسته شدن سوپاپ ها دارای اهمیت زیادی است، به خصوص در مورد سوپاپ های دود که تأخیر زیاد باعث سوختن سوپاپ می شود.

از طرف دیگر، خارج از مرکز نشستن سوپاپ به علّت لقی زیاد گیت، باعث فرسایش زیاد سیت و سوپاپ می شود.

در موتورهای I شکل لقی زیاد گیت سوپاپ علاوه بر داشتن معایب فوق الذکر، باعث ایجاد نیروی جانبی در اسبک و انحراف سطح تماس می گردد. در نتیجه سیستم سوپاپ به نرمی کار نمی کند.

درجه حرارت سوپاپ:

معایب اساسی سوپاپ ها، در بالا رفتن درجه حرارت سوپاپ و عدم توانایی صحیح انتقال حرارت می باشد. در مکانیزم سوپاپ های پیشرفته با استفاده از سیستم فرمان هیدرولیکی، تاحدّی از سوختن سوپاپ ها جلوگیری می شود.

درجه حرارت نشیمنگاه (سیت) سوپاپ:

در اثر بالا رفتن درجه حرارت موتور، سیت سوپاپ از حالت دایره ای خارج می شود و تقریباً به صورت بیضی درمی آید. اگر پیچش سیت بیشتر از 0/025 میلی متر (0/001 اینچ) باشد، نشتی به وجود خواهد آمد.

پیچیدگی سیت، ممکن است در اثر غلط بستن پیچ های سرسیلندر باشد. به این معنی که در اثر نامیزان بستن پیچ های اطراف سیت در سرسیلندر، فلز مجاور سیت تغییر شکل داده، فرم سیت را هم

تغییر می دهد. از طرف دیگر به علت انبساط بلوکه سیلندر، سیت نمی تواند به صورت یک حلقه آزاد، منبسط و منقبض شود لذا پیچش سیت ممکن است در اثر تنش های حرارتی هم باشد.

بنابراین، خنک کاری غلط موتور و داغ کردن آن باعث تغییر شکل سیت می گردد. اگر درجه حرارت موتور، بیش از اندازه افزایش یابد، سیت در اثر انبساط و انقباض ناهمگون تحت تأثیر تنش های حرارتی داخلی قرار گرفته، می ترکد.

انتقال حرارت در سوپاپ:

اگر سوپاپ به خوبی در سیت خود تکیه کند و عمل انتقال حرارت از سیت به آب، به درستی انجام گیرد، درجه حرارت یکنواختی در سر سوپاپ ایجاد می شود.

در مرکز سوپاپ که گرم ترین موضع آن است، درجه حرارت 1350 °F است. این مقدار به طور متناسب در خطوط دایره ای شکل کم می شود و در سردترین جا که نزدیک سیت است عمل انتقال حرارت انجام شده و به 1150 °F می رسد.

در حالتی که پروفیل دارای نشیمنگاه مناسبی بوده و سوپاپ انتقال حرارتی کافی از طریق آب خنک کاری داشته است، در صورتی که عملاً درجه حرارت واقعی سوپاپ خیلی بالاتر از این ارقام است. می توان گفت که به طور متوسّط درجه حرارت انفجار گاز 4000°F است که به صورت های مختلف مستهلک می گردد و ارقام نشان داده شده روی سوپاپ، حرارت واقعی انتقال یافته به سوپاپ است.

حال فرض کنیم سوپاپ به عللی در یک قسمت باز بماند. علل مورد نظر می تواند پیچیدگی سیت یا سر سوپاپ، قرار گرفتن ذرّه ای در بین سوپاپ و سیت، پوشیده بودن سیت و سطح نشست سوپاپ از رسوب کربن یا اکسید آهن و غیره باشد. در این صورت محلی که به سیت تکیه نمی کند به شدّت گرم می شود. سوپاپ که بسوزد از فرم اصلی طراحی شده خارج می گردد و دیگر نمی تواند به وظیفه خود عمل کند.

ادامه مطلب در بخش بعدی . . .