سوپاپ چیست؟
طبق گزارش اتو حیدری سوپاپ در اصطلاح فرانسوی Soupape و در لغت به معنی دریچه و یکی از قطعات قارچی شکل موتور بوده که روی سیلندر و درون سر سیلندر موتور قرار می‌گیرد و ورود هوا و خروج به ترتیب هوای ورودی و دود خروجی را کنترل می‌کند . بطور کلی هر چیزی که ورود و خروج چیز دیگری را کنترل کند می‌تواند یک سوپاپ تلقی شود . به عنوان مثال دربهای ورودی و خروجی در فروشگاه های بزرگ که هر کدام محل خاص دارند را می توان به این مورد نسبت داد.
انواع سوپاپ در موتور اتومبیل‌ها
به طور کلی سوپاپ در موتور خودرو‌ها به دو شکل سوپاپ گاز و سوپاپ دود یافت می‌شود. سوپاپ گاز، سوپاپی است که انرژی یا سوخت مصرفی موتور اتومبیل با استفاده از آن وارد سیلندر‌های موتور خودرو می‌شود. سوپاپ دود هم سوپاپی است که موتور اتومبیل‌ها با بهره‌گیری از آن دود بوجود آمده در فرایند مصرف سوخت را از موتور خارج می‌کنند. به طور کلی سوپاپ گاز در موتور اتومبیل‌ها از قطر بیشتری برخوردار است و یه دلیل جریان آب کنار این سوپاپها، همیشه از سوپاپ‌های دود دمای پایین‌تری دارند. همچنین سوپاپ گاز در موتور خودرو‌ها، با فرایند مصرف سوخت و احتراق تماس مستقیم ندارند و همین امر باعث شده است این سوپاپها از فرسایش کمتری برخوردار باشند. در خودرو‌های امروزی سوپاپ‌های گاز از دهانه‌ای با زاویه 45 درجه بهره می‌برند که باعث می‌شود جریان هوا سریع‌تر به داخل سیلندر‌ها وارد شود و فرایند احتراق با سرعت بیشتری انجام شود. سوپاپها در موتور اتومبیل‌ها، سه قسمت بشقابک یا همان سر سوپاپ، ساق و انتهای ساق است و معمولا در سوپاپ‌های گاز به کار رفته در موتور خودرو‌های امروزی، انتهای ساق تیز‌تر است و باعث می‌شود ساق سوپاپ گاز بلند‌تر مشاهده شود؛ این تغییر شکل به دلیل آسان‌تر کردن انتقال جریان هوا در یک راستا است.
سوپاپ‌های متداول امروزی معمولاً از نوع سوپاپ قارچی شکل یا پایه‌دار می‌باشند . این سوپاپها شامل یک ساقه (که به مشابه ساقه قارچ است) و بخش کفی سوپاپ که مانند قسمت بالایی قارچ بوده و این بخش در محفظه احتراق قرار گرفته و بیشترین فشار و درجه حرارت را تحمل می‌نماید. همچنین محل قرارگیری سوپاپ که در سرسیلندر و یا خود سیلندر قرار دارد نیز دارای یک لبه به نام نشیمنگاه است، نشیمنگاه سوپاپ دارای یک لبه مورب است . این لبه که با نام وجه سوپاپ نیز شناخته می شود، در انتهای دیگر سوپاپ یعنی بر روی ساقه آن یک یا گاهی دو فنر قوی قرار دارد که بوسیله یک نگهدارنده و دو عدد خار به انتهای سوپاپ محکم شده‌اند (به یاد داشته باشید این 2 خار بوسیله هیچ موردی نگهداری نمی‌شوند و تنها در قسمت انتهای سوپاپ قرار دارند) فنر سوپاپ موجب می‌گردد تا وجه سوپاپ بر روی نشیمنگاه سوپاپ محکم نگهداشته شده و بدین ترتیب از هر گونه نشتی در زمانهای تراکم و قدرت جلوگیری شود. زاویه رایج برای وجه و نشیمنگاه سوپاپ 45 درجه است. اما برای سوپاپ‌های هوا گاهی از زاویه 30 درجه نیز استفاده می‌شود.
از آنجا که میل لنگ تحت تاثیر حرکات بالا و پایین پیستون می‌چرخد از اینرو حرکت میل بادامک به خودی خود با حرکت پیستون هماهنگ می‌شود. این هماهنگی باعث می‌شود تا در لحظه پایین آمدن در ابتدای کورس خود (همان اولین مرحله در موتورهای چهار زمانه)، به منظور مکش هوا به داخل سیلندر میل بادامک سوپاپ هوا را باز کند. اینکار تا زمانی ادامه می‌یابد که پیستون شروع به متراکم ساختن هوای ورودی سازد در این زمان سوپاپ هوا و سوپاپ دود هر دو بسته می شوند. بسته بودن سوپاپ تا پایان مرحله قدرت ادامه پیدا می‌کند در این لحظه با شروع حرکت پیستون به سمت بالا سوپاپ دود هم باز شده و تا رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا باز می‌ماند. پس از آن سیکل جدیدی آغاز می‌شود. البته این سیستم کامل نبوده و در تمام موتورها زمان‌هایی با نام آوانس و ریتارد زمان بندی سوپاپها داریم و زمانی که به آن قیچی سوپاپ (زمانی که هر دو سوپاپ دود و هوا باز باشند) گویند که در مقالات بعدی به شرح کامل این موارد خواهیم پرداخت.
نکته: تنها به این نکته بسنده کنیم که باز بودن سوپاپ ها به زمانی که در بالا گفته شده است خلاصه نمی‌گردد و مطلب فوق تنها برای آموزش و آشنایی کلی و نه دقیق و جزئی با این سیستم بوده است .
زمانبندی و عملکرد سوپاپ ها به چه صورت است؟
میل بادامک قطعه‌ای است که دارای یک زمان بندی بسیار منظم و دقیقی بوده که به باز و بسته شدن سوپاپ ها کمک می‌کند، در واقع میل بادامک با توجه به شکل بادامک‌های روی آن زمان باز و بسته شدن سوپاپ را تنظیم خواهد کرد و در حالت کلی می‌توان این موضوع را دریافت نمود که باز و بسته شدن سوپاپ ها با حرکت پیستون‌ها هماهنگ است. میل بادامک‌ها همیشه و به شکل ثابت با میل لنگ در ارتباط هستند تا این هماهنگی بین پیستون‌ها و سوپاپها برقرار باشد. در موتورهای مختلف راه اندازی و باز و بسته شدن سوپاپها قطعه‌های مختلفی وجود دارند. اما معمولا قطعات مورد نیاز برای این کار عبارتند از: بالابر، میل بادامک، میله فشارنده، انگشتی، اسبک سوپاپ و فنرهای سوپاپها. مکان و ترتیب سوپاپها در استفاده از این قطعات تاثیر دارند.
تفاوت موتورهای 16 سوپاپ و 24 سوپاپ در خودرو‌ها
طبق یک قائده کلی، برای هر سیلندر حداقل دو سوپاپ نیاز است، یکی سوپاپ گاز و دیگری سوپاپ دود؛ حال بسیاری از خودروسازان برای تقویت قوای موتور و تولید نیروی بیشتر برای هر سیلندر 4 سوپاپ در نطر می‌گیرند، دو سوپاپ گاز و دو سوپاپ دود، در این حالت جریان تزریق سوخت و خروج دود از موتور سریع‌تر و با حجم بیشتری انجام می‌پذیرد که در نهایت باعث افزایش قدرت موتور اتومبیل می‌شود. اغلب موتورهای 16 سوپاپ، در واقع موتورهای 4 سیلندری هستند که به ازای هر سیلندر 2 سوپاپ گاز و 2 سوپاپ دود دارند اما موتور‌هایی که به موتورهای 24 سوپاپ معروف هستند امروزه به دو شکل یافت میشوند؛ نوع اول این موتورها، در واقع موتورهای 8 سیلندری هستند که هر یک 2 سوپاپ گاز و 2 سوپاپ دود دارند و نوع دوم این موتورها، موتور‌هایی هستند که اغلب در خودرو‌های پر قدرت به کار می‌روند و دارای یک موتور 12 سیلندر هستند و هر موتور به صورت استاندارد 1 سیلندر گاز و 1 سیلندر دود دارد.
منبع : اتو حیدری
reference : https://autoheydari.ir/blog/
