آشنایی با سوپاپ دود و هوا ماشین آلات راهسازی ومعدنی
یکی ازقطعات موتور ماشین آلات ،سوپاپ است که احتمالانامش رازیادشنیده اید امادرباره وظایف وچند وچون کارش چندان گفته نشده است . میخواهیم بدانیم سوپاپ چیست ،چه وظایفی دارد وچه تاثیری درعملکرد موتور میگذارد.
سوپاپ کلمه ای باخواستگاه فرانسوی (Soupape) وبمعنی دقیق دریچه است .سوپاپ یکی ازاصلیترین قطعات انواع موتورهای احتراق داخلی است والبته درموتور های دیگری مانندپمپ های آب بکار میرود. درواقع سوپاپ به هرچیزیکه ورود وخروج چیزی راکنترل کننداطلاق میشود .سوپاپ در خودرو روی سر سیلندر قرارمیگیرد وورود وخروج هواراکنترل میکند .به بیان دقیقتراین قطعه قارچی شکل وظیفه کنترل ورودهوا به درون محفظه احتراق وخروج دود ازدریچه های سر سیلندر رابرعهده دارد.این هوای ورودی لازمه تشکیل مخلوط سوخت وهوا وصورت گرفتن انفجاراست وهوای خروجی یادودنیز مازاداحتراق که خروجش لازم ادامه روندفعالیت موتوراست .
باتوجه به این که صورت گرفتن احتراق درون سیلندر هانیازبه فضای ایزوله وغیرقابل نفوذدارد بایدگفت وظیفه دیگر سوپاپ ماشین تامین این فضابه کمک سرسیلندرو واشر سر سیلندراست .بنابراین سوپاپ هابا زمانبندی مناسب درحرکت وباز وبسته کردن به موقع دریچه های بلوک سیلندر یاسر سیلندر هم دود وهوا رابه سمتی که بایدهدایت میکنند وهم محفظه غیرقابل نفوذاحتراق راتشکیل میدهند.بنابر شرح وظایف سوپاپ میتوان گفت یک سوپاپ خوب دارای این خصوصیات باید باشد:
- ضریب حرارتی بالادارد وقادر به تحمل حرارت بالااست .هم چنین به خوبی حرارت خودرابه بدنه سر سیلندرمنتقل میکند.
- حرارت زیادمنجر به سوختگی ویاایجاد خوردگی درآن نمیشود.
- مقاومت لازم رادربرابر ضربات دارد.
- یک سوپاپ خوب به سرعت دچارساییدگی نمیشود.
- سوپاپ هابرحسب نوع موتور روی سر سیلندر یابلوک سیلندرقرار میگیرند.گاهی سوپاپ هادرون سیلندر یاسر سیلندرهستند.
اجزای تشکیل دهنده سوپاپ موتور
سوپاپ های متداول امروزی معمولاازنوع سوپاپ قارچی شکل یاپایه دار هستند. این سوپاپ هاازیک ساقه مشابه ساقه قارچ وبخش کفی سوپاپ که به قسمت بالایی قارچ شباهت داردبهره میبرند. بخش کفی درمحفظه احتراق قرارگرفته وبیش ترین فشار ودرجه حرارت رامتحمل میشود. به همین دلیل هم بایدازمنظر متالوژی بایدجنسی مقاوم دربرابر حرارت وفرسودگی داشته باشد.محل قرارگیری سوپاپ در سر سیلندر ویاخود سیلندر ازیک لبه به نام نشیمن گاه یاسیت (Seat) بهره میبرد.نشیمن گاه سوپاپ دارای یک لبه مورب است.این لبه که بانام وجه سوپاپ نیزشناخته میشودشیب خاصی درطراحی و ساخت دارد. برحسب نوع موتور خودرو از سوپاپ های دارای زاویه نشیمن گاه خاص استفاده میشود.روی ساقه سوپاپ معمولادوفنر قوی قرارداردکه بوسیله یک نگه دارنده ودوعددخار به انتهای سوپاپ محکم شده اند. نقش فنرسوپاپ درحقیقت این است که وجه سوپاپ روی نشیمن گاه آن محکم نگه داشته شود. براین اساس فنر سوپاپ ازهرگونه نشتی درزمانهای تراکم جلوگیری میکند.این رانیزباید اضافه کنیم که زاویه رایج برای وجه ونشیمن گاه سوپاپ ۴۵درجه است، امابرای سوپاپ های هواگاهی اززاویه ۳۰درجه نیزاستفاده میشود.
میل بادامک و زمانبندی سوپاپ موتور
برای راه اندازی وبازبسته کردن سوپاپ هادرموتور های مختلف بسته به نوع وساختارآن موتور هاقطعات متفاوتی وجوددارد. امابطورکلی قطعات موردنیازبرای باز وبسته شدن صحیح سوپاپ هاعبارتنداز:میل بادامک یامیل سوپاپ، تایپیت یابالابر، میله فشارنده،اسبک سوپاپ،انگشتی سوپاپ وفنر های سوپاپ است. البته محل وترتیب سوپاپ هادروجود یاعدم وجوداین قطعات موثراست.
این راهم بدانیدکه هماهنگی زمانبندی حرکت میل لنگ ومیل سوپاپ (میل بادامک) راتایمینگ سوپاپ مینامند. برای انتقال وتنظیم نیروارسال شده ازسوی میل لنگ به میل بادامک ازتسمه تایم(امروزی زنجیر تایم)استفاده می شود. دلیل قدرت بیش ترموتور هایی که روی هرسیلندر بجای دو سوپاپ چهارسوپاپ دارند،احتراق قویتر بعلت ورودبیش ترمخلوط سوخت وهوا به سیلندر وانفجار قویتر پس ازفشرده شدن مخلوط هوا وسوخت توسط پیستون وجرقه شمع است.
سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT
درحالت عادی زمان باز وبسته شدن سوپاپ هاوابسته به چرخش میل بادامک است ودقیقابه ترتیب وبافاصله زمانی مشخص برحسب دورموتور انجام میشود. چنین ساختاری سالهااست برروی ماشین ها نصب میشود وکارکرد مطلوبی هم دارد، امابمرورمهندسان به محدودیتهای این سیستم پی برده اند. بعنوان نمونه دردور موتور بالا ومرحله مکش در سیلندر پس ازرسیدن پیستون به پایینترین نقطه درکورس خود، سوپاپ هوا بسته میشود. دراینحالت نمیتوان میزان بیش تری ازمخلوط سوخت وهوا به سیلندر تزریق کرد. به این ترتیب پیش ازآن که حجم مناسبی از هوا وسوخت واردمحفظه احتراق شود. سوپاپ بسته میشود.
اینجاست که سیستم نسبتامدرن زمان بندی متغیر سوپاپ هامیتواندنقشی موثرایفاکند. بابهره ازاین سیستم سوپاپ هوا میتواندبدون توجه به موقعیت قرارگیری پیستون زمان بیش تری رابازبماند. سیستم مذکور بامدیریت هوشمندعملکرد سوپاپ هادردورهای موتورمختلف سبب افزایش توان موتور وکاهش مصرف سوخت میشود. البته برای این منظورساختار میل سوپاپ ماشین اندکی متفاوت طراحی میشودتا این امکان رابه موتورخودرو بدهدکه سوپاپ هوا ودود رابه شکل مستقل مدیریت کند.
سوپاپ دود و هوا که تنهامجراهای تنفس موتورهستند ازمهمترین بخشهای هر سیلندر محسوب میشودکه باصدمه دیدن آن هابدلیل نشت هوا درزمان تراکم سیلندر موتوردچار افت چشم گیرقدرت وافزایش بسیارزیاد مصرف سوخت میشود. موتورخودرو ، قلب تپنده ومنبع نیروی محرک آن است که ازبه هم پیوستن قطعات متعددی تشکیل شده وباهم کاری آنهاموفق به تولیدنیروی لازم برای به حرکت درآوردن چرخها میشود . هریک ازقطعات موتور ،اهمیت خاص خودرادارند . چراکه عملکرد ناصحیح هر یک میتواندمنجر به کاهش بازده موتورشود ویاآنهارا بامشکلی جدی مواجه کند.گاهی نقص یک قطعه ازموتور ممکن است ایجادآسیب واستهلاک دربرخی قطعات دیگرکند وگاهی حتی موتوربدلیل ایجادمشکل دریک قطعه بطورکامل ازکار می افتاد وحتی روشن نیزنمیشود . بنابراین شناخت وعلم کافی نسبت به وظیفه هر یک ازاین قطعات در موتور لازم استفاده بهینه ازخودرو است.
دلایل کوچکتر بودن سوپاپ دود از سوپاپ هوا چیست؟
سوپاپ دود و هوا که تنهامجراهای تنفس موتورهستند ازمهمترین بخشهای هرسیلندر محسوب میشوندکه باصدمه دیدن آن هابدلیل نشت هوادرزمان تراکم سیلندر موتوردچار افت چشم گیرقدرت وافزایش بسیارزیاد مصرف سوخت میشود.درصورتیکه سر سیلندر موتوراتومبیلی راکه کارکرده است بازنماییدخواهید دیدکه درهر سیلندر سوپاپ هواتقریباً تمیزاست و سوپاپ دود بشدت کثیف وسياه شده وجرم زيادی روی آن راپوشانده است.دلیل این امرکاملاً مشخص است ،از سوپاپ هوا هوای تمیزوارد میشود واز سوپاپ دود موادحاصل ازاحتراق خارج میشوندکه آلودگیهای زیادی راهمراه دارند،ضمناًهوای ورودی خنک و دود خروجی بشدت گرم است پس به همین دلیل سوپاپ دود بشدت تحت تأثیرتنش های مختلف قراردارد .به همین دلیل درصورتیکه سوپاپ دود بزرگ طراحی شودبدلیل ضعیف شدن بدنه حرارت وآلودگیهای مختلف بسرعت باعث تخریب این سوپاپ میشوند.
این مسئله تنهادلیل کوچکتربودن سوپاپ هادر سیلندر هانیست . دلیل دوم وقابل درک دیگراین است که هوا درهنگام ورودبه سیلندر تنهابانیروی مکش موتوروارد میشود واین مسئله باعث کندی دم موتور نسبت به بازدم میشود،زیرا درزمان خروج دود،فشارسیلندر که بصورت یک پمپ عمل میکند ودود راخارج میکندبه همراه اختلاف فشاربالای میان محفظه سیلندر وهوای بیرون باعث سرعت بالای خروج دوداز سیلندر نسبت به ورود هوا میشود.
جنس سوپاپ موتور ماشین آلات راهسازی
محل ونوع کار سوپاپ هاحاکی ازآن است که این قطعات درمقابل حرارات زیادی قرارمیگیرند وهم چنین باسرعت زیادی کارمیکنند .بنابراین درمعرض فشار وفرسودگی قابل ملاحظه ای قراردارند .دراین بین سوپاپ خروجی یا سوپاپ دود که باگازهای ناشی ازاحتراق وتقریباشعله مداوم درتماس است،حرارت بالاتری از سوپاپ ورودی یا هوا تحمل میکند. بطوریکه درمواقع کار موتور بادوربالا ،ممکن است این سوپاپ ماشین به رنگ قرمزتیره شود.
بنابراین سوپاپ ماشین بایدمقاومت لازم درمقابل شکستگی ،زنگزدگی ، تاب برداشتن وفرسودگی سریع ،داشته باشد،به خصوص سوپاپ های تخلیه که پس این نوع سوپاپ معمولاازآلیاژ های مخصوص فولاد بامقادیر نسبتازیادکروم ، نیکل وسلنیوم ساخته میشود .شرایط سوپاپ های هوابسیار خنکتراز سوپاپ های دود است بنابراین کم تردرمعرض سوختن ،زنگ زدن وفرسودگی قراردارند .آنهارا عموما ازآلیاژ فولادکبالت میسازند.
تنظیم زمان بندی عملکرد سوپاپ های موتور ماشین آلات راهسازی
درروند عملکرد سوپاپ هازمانبندی باز وبسته شدن شان بسیارمهم است .به این ترتیب که سوپاپ های ورودی درزمانهای مناسب باید هوا راوارد سیلندر سازند.سپس درمراحل ایجادتراکم واحتراق سوخت کاملامحکم وبسته بمانند.درپایان هنگام تخلیه ،گاز های ناشی ازاحتراق رااز سیلندر درزمان مناسب خارج کنند.بنابراین تنظیم زمانی سوپاپ هابایدبسیار دقیق وکامل انجام شود.بیش ترگفتیم که تنظیم زمانبندی عملکرد سوپاپ هابرعهده میل بادامک است .امااز آن جاکه تنظیم بالا وپایین رفتن سوپاپ هابایدهماهنگ بابالا وپایین رفتن پیستون هاانجام شودمیل بادامک به کمک میل لنگ ودرارتباط ثابت و همیشگی باآن اینکار راانجام میدهد .چراکه میل لنگ همواره تحت تاثیرحرکت بالا وپایین پیستون هامیچرخد وباارتباط میل بادامک ومیل لنگ حرکت میل بادامک راباپیستون هاهماهنگ میکند .این هماهنگی نیز زمانبندی دقیق سوپاپ هاراهمگام باپیستون بدنبال دارد.
به این ترتیب درلحظه پایین آمدن پیستون ،میل بادامک سوپاپ ورودی رابمنظورمکش هوا بداخل سیلندر بازمیکند . همزمان باشروع تراکم هوای ورودی توسط سیلندر سوپاپ هوا و دود هردوبسته میمانندو این حالت تاپایان احتراق ادامه پیدامیکند .دراین لحظه حرکت روبه بالای پیستون ،سوپاپ دود رابازکرده وتارسیدن پیستون به نقطه مرگِ بالا،باز میماند. انتقال وتنظیم نیرو دراین فرآیندتوسط تسمه تایم یازنجیر تایم صورت میگیرد.
این فرآیند زمانبندی راتایمینگ سوپاپ هامینامند .قطعاتی مانندمیل بادامک ،تایپت یابالابر ، میله فشارنده،اسبک سوپاپ ،انگشتی سوپاپ وفنر های سوپاپ درتایمینگ سوپاپ ها وتنظیم دقیق آن نقش موثر دارند. البته نوع ومحل وترتیب قرارگیری سوپاپ هاممکن است برخی ازاین قطعات راحذف کند .مجموعه این قطعات راسیستم راه‌اندازی سوپاپ هامینامند.
انواع سیستم سوپاپ موتور ماشین آلات سنگین راهسازی و معدنی
* سیستم سوپاپ ایستاده دو ردیفه یا T HEAD
این روش که در ماشین های قدیمی کاربردداشته دارای دومیل بادامک است .یکی کنترل سوپاپ های دود رادردست دارد ودیگری کنترل سوپاپ های گاز میباشد. مزایای این سیستم شامل سادگی طرح و راههای ورود وخروج هوا ودود ، شستشوی بهترگازهای سوخته ازاتاقک احتراق وتعدادکم ترقطعات متحرک سیستم میشود .امامعایب آن نیزمواردی هم چون بزرگ بودن وزیادبودن طول محفظه احتراق،حرکت سوپاپ به طرفین محفظه ودرنتیجه پایین آمدن کارایی موتور ،طولانی شدن مسیرشعله ،بیش ترشدن عرض بلوک موتور والزام استفاده ازدو میل بادامک رادربرمیگیرد .درکنارمعایب گفته شده بایدبه هزینه بیش ترتولید این سیستم نیزاشاره کرد.
* سیستم سوپاپ ایستاده یا L HEAD
این روش جدید ترازسیستم T است ودرآن همه سوپاپ های دود وگاز که بطورایستاده دریکطرف بلوک سیلندر قرارمیگیرند ازیک میل سوپاپ فرمان میبرند .دراین سیستم مسیر ورود وخروج گازهابشکل L است . دراین سیستم محفظه احتراق کوچکترشده وفرم پرشدن آن نیزمتفاوت است . این دودرکنار هم باعث میشوند تااحتراق بهترصورت گیرد وراندمان حجمی موتوربه ۸۸درصدبرسد . دراین سیستم سوپاپ هابه کمک تایپت حرکت میکنند .مزایای آنهادر درجه اول استفاده ازیک میل بادامک است که کاهش هزینه هارادر پی دارد .تعمیرات راحتتر وبازشدن ساده ترسر سیلندر وبهترسوختن سوخت ازدیگرمزایای این سیستم هستند .معایب آن نیزشامل طرح پیچیده مانیفولدها ووجود قطعه اضافی تایپت میشود.
* سیستم سوپاپ ترکیبی یا F HEAD
دراین سیستم سوپاپ گاز بحالت معلق درسر سیلندر قراردارد وسوپاپ دود بصورت ایستاده قرارمیگیرد .این حالت کمک میکند تاعمل پرشدن سیلندر توسط سوخت بعلت نزولی بودن جریان آن کنترل شود. مسیرخروج دود وگاز دراین سیستم به شکل Fاست .معمولادر موتورهای ۴زمانه شاهداین سیستم هستیم .این سیستمهاگاهی مشکل نامناسب شدن محل جرقه شمع وطولانی گشتن محل انفجارتا مرکز سیلندر رادرپی‌دارند.
* سیستم سوپاپ معلق یا I HEAD
دراین روش هردو سوپاپ گاز ودود درسیلندر ومعلق هستند ومسیرخروج گاز وورود دودیک خط مستقیم به شکل I است .این سیستم راندمان حجمی موتور رابه ۹۰درصد ارتقاء میدهد .این سیستم نیزدر موتورهای ۴زمانه کاربردبیش تری دارد .تعمیرات این سیستم هاسختتر ازدیگر سیستم هااست امافضای احتراق راکوچکترکرده وفاصله انفجار تامرکز سیلندر راتاحدامکان کاهش میدهند.
دلایل خرابی های سوپاپ موتور ماشین آلات راهسازی و معدنی
معمولاخرابی سوپاپ هاازمشکلاتی نظیرشکستن ساقه یاخرابی سیت ناشی میشود .گاهی نیزدرگاید نقصی ایجادمی شود .این علایم معمولا بصورت صدای چلق چلق یاصدای خشک کارکردن موتور شنیده میشوند وگاهی نیزبازده موتورکاهش مییابد .علل خرابی سوپاپ میتواندیکی ازموارد زیرباشد:
- سوختن سوپاپ دراثرتنظیم نبودن نسبت هوا وسوخت .
- درموتورهای دارای تسمه تایم پاره شدن تسمه تایم میتواندکج شدن سوپاپ هارا بدنبال داشته باشد.
- گاهی دراثرخرابی سیستم خنک کننده سیلندربیش ازحد داغ میشود. دراین مواقع ممکن است سیت سوپاپ دراثرحرارت بیش ازحد ازجای خودبیرون آمده وخراب شود.
- گاهی نیزخرابی گایدسوپاپ ،ایجادصدایی شبیه به خشک کارکردن موتور میکند.
- خرابی گایدسوپاپ بندرت اتفاق می افتد وازدلایل آن میتوان به نامرغوب بودن جنسش،کارکردزیاد موتور ویاخراب شدن سوپاپ اشاره کرد.
فروشگاه راهساز کوماتسو، با داشتن بزرگترین بانک قطعات و لوازم یدکی ماشین آلات سنگین راهسازی، معدنی و ساختمانی برند های کوماتسو، کاترپیلار، ولوو، هیوندای، هیتاچی، کامینز، ایسوزو، میتسوبیشی، دوسان، دوو، نیوهلند، کبلکو، ترکس، لیبهر در کشور عزیزمان ایران، با مدیریت حاج آقا محمدعلی روحی، یکی از سرشاس ترین، با سابقه ترین و قدیمی ترین فروشنده های قطعات و لوازم یدکی ماشین آلات راهسازی و معدنی می باشد، این فروشگاه با مدیریت حاج آقا محمد علی روحی به دلیل شناخته بودن در بازار قطعات راهسازی ، و داشتن مشتری های با کیفیت و وفادار تمرکز خود را در ارائه بهترین خدمات و محصولات به مشتریان قرار داده بود و سعی و تلاش بر این بود که با مشتری مداری به کیفیت تکریم از مشتری تمرکز کند،
حال با تصمیم گرفتن بر ارتقاء سیاست های مدیریت این فروشگاه جناب حاج آقا محمد علی روحی و افزایش نیروهای تخصصی و حرفه ای در زمینه های مختلف این نیاز به شدت احساس میشد که این مجموعه قادر است با حفظ مشتری مداری و ارائه خدمات و محصولات عالی به مشتریان فعلی ، بتواند مشتریان جدید و همکاران جدید را در تهران و تمامی شهر های ایران ساپورت کند و در تامین قطعات و لوازم یدکی ماشین آلات سنگین راهسازی و معدنی به آنها کمک کند، پس تصمیم بر آن شده است که تا با بزرگ کردن حیطه فعالیت و بازار، دنیای دیجیتالی و اینترنت را به فعالیت خود اضافه کند، و از این طریق بتواند خود را به مشتریان، شرکت ها و همکاران جدید معرفی نماید.
سوپاپ دود، سوپاپ هوا، سوپاپ موتور، سوپاپ ماشین آلات راهسازی و معدنی، لوازم موتوری ماشین آلات راهسازی و معدنی، قطعات ماشین آلات کوماتسو، قطعات ماشین آلات کاترپیلار
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.