مکانیسم سوپاپ موتور، دستگاه و اصل عملکرد آن

مکانیزم سوپاپ یک محرک زمان‌بندی مستقیم است که تامین به موقع مخلوط هوا و سوخت به سیلندرهای موتور و انتشار بعدی گازهای خروجی را تضمین می‌کند. عناصر کلیدی سیستم سوپاپ ها هستند که از جمله موارد دیگر، باید از محکم بودن محفظه احتراق اطمینان حاصل کنند. آنها تحت بارهای سنگین هستند، بنابراین کار آنها مشروط به الزامات خاصی است.

عناصر اصلی مکانیزم شیر

موتور برای عملکرد صحیح به حداقل دو سوپاپ در هر سیلندر، یک ورودی و یک اگزوز نیاز دارد. خود شیر از یک ساقه و یک سر به شکل صفحه تشکیل شده است. محل نشستن سر سوپاپ با سر سیلندر است. دریچه های ورودی قطر سر بزرگتری نسبت به دریچه های اگزوز دارند. این امر پر شدن بهتر محفظه احتراق با مخلوط هوا و سوخت را تضمین می کند.

عناصر اصلی مکانیسم:

• دریچه های ورودی و خروجی - طراحی شده برای ورود به مخلوط سوخت هوا و گازهای خروجی از محفظه احتراق.
• بوش های راهنمای - از جهت دقیق حرکت دریچه ها اطمینان حاصل کنید.
• فنر - شیر را به موقعیت اصلی خود باز می گرداند.
• صندلی سوپاپ - محل تماس صفحه با سر سیلندر؛
• کراکر - به عنوان تکیه گاه برای فنر عمل می کند و کل ساختار را تعمیر می کند.
• مهر و موم ساقه سوپاپ یا حلقه های اسلینگر روغن - از ورود روغن به سیلندر جلوگیری می کند.
• فشار دهنده - فشار را از بادامک میل بادامک منتقل می کند.

بادامک‌های روی میل بادامک روی سوپاپ‌ها فشار می‌آورند که برای بازگشت به موقعیت اولیه خود به صورت فنری قرار می‌گیرند. فنر با کراکر و صفحه فنری به میله متصل می شود. برای خنثی کردن ارتعاشات تشدید، می توان نه یک، بلکه دو فنر با سیم پیچی همه کاره روی میله نصب کرد.

آستین راهنما یک قطعه استوانه ای است. اصطکاک را کاهش می دهد و عملکرد صاف و صحیح میله را تضمین می کند. در حین کار، این قطعات نیز تحت فشار و دما قرار می گیرند. بنابراین برای ساخت آنها از آلیاژهای مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. بوش های اگزوز و سوپاپ ورودی به دلیل تفاوت بار کمی با یکدیگر متفاوت هستند.

نحوه عملکرد مکانیسم سوپاپ

شیرها دائماً در معرض دما و فشار بالا هستند. این امر مستلزم توجه ویژه به طراحی و مواد این قطعات است. این امر به ویژه در مورد گروه اگزوز صادق است، زیرا گازهای داغ از آن خارج می شوند. صفحه سوپاپ اگزوز در موتورهای بنزینی را می توان تا دمای 800 درجه سانتیگراد - 900 درجه سانتیگراد و در موتورهای دیزلی 500 - 700 درجه سانتیگراد گرم کرد. بار روی صفحه شیر ورودی چندین برابر کمتر است، اما به 300 درجه سانتیگراد می رسد که این نیز بسیار زیاد است.

بنابراین در تولید آنها از آلیاژهای فلزی مقاوم در برابر حرارت با افزودنی های آلیاژی استفاده می شود. علاوه بر این، دریچه های خروجی معمولا دارای یک ساقه توخالی پر از سدیم هستند. این برای تنظیم حرارت و خنک شدن بهتر صفحه ضروری است. سدیم داخل میله ذوب می شود، جریان می یابد و مقداری از حرارت صفحه را می گیرد و به میله منتقل می کند. به این ترتیب می توان از گرم شدن بیش از حد قطعه جلوگیری کرد.

در حین کار ممکن است رسوبات کربن روی زین ایجاد شود. برای جلوگیری از این اتفاق، از طرح هایی برای چرخاندن شیر استفاده می شود. نشیمنگاه یک حلقه آلیاژ فولادی با استحکام بالا است که برای تماس محکم‌تر مستقیماً به سر سیلندر فشار داده می‌شود.

علاوه بر این، برای عملکرد صحیح مکانیسم، رعایت شکاف حرارتی تنظیم شده ضروری است. دمای بالا باعث انبساط قطعات می شود که می تواند باعث اختلال در عملکرد شیر شود. شکاف بین بادامک های میل بادامک و هل با انتخاب واشرهای فلزی ویژه با ضخامت معین یا خود هل دهنده ها (شیشه) تنظیم می شود. اگر موتور از بالابرهای هیدرولیک استفاده می کند، شکاف به طور خودکار تنظیم می شود.

فاصله بسیار زیاد از باز شدن کامل سوپاپ جلوگیری می کند و بنابراین سیلندرها با مخلوط تازه با کارایی کمتری پر می شوند. شکاف کوچک (یا فقدان آن) اجازه نمی دهد که سوپاپ ها به طور کامل بسته شوند، که منجر به فرسودگی سوپاپ و کاهش تراکم موتور می شود.

طبقه بندی بر اساس تعداد دریچه ها

نسخه کلاسیک موتور چهار زمانه برای کار کردن تنها به دو سوپاپ در هر سیلندر نیاز دارد. اما موتورهای مدرن با تقاضاهای بیشتری از نظر قدرت، مصرف سوخت و احترام به محیط زیست مواجه هستند، بنابراین این دیگر برای آنها کافی نیست. از آنجایی که هر چه تعداد سوپاپ ها بیشتر باشد، پر کردن سیلندر با شارژ جدید کارآمدتر خواهد بود. در زمان‌های مختلف، طرح‌های زیر بر روی موتورها آزمایش شدند:

• سه سوپاپ (ورودی - 2، خروجی - 1)؛
• چهار سوپاپ (ورودی - 2، اگزوز - 2)؛
• پنج سوپاپ (ورودی - 3، اگزوز - 2).

پر کردن و تمیز کردن بهتر سیلندرها با تعداد سوپاپ در هر سیلندر حاصل می شود. اما این طراحی موتور را پیچیده می کند.

امروزه محبوب ترین موتورها با 4 سوپاپ در هر سیلندر. اولین مورد از این موتورها در سال 1912 در گرن پری پژو ظاهر شد. در آن زمان، این راه حل به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گرفت، اما از سال 1970، خودروهای تولید انبوه با چنین تعداد سوپاپ به طور فعال شروع به تولید کردند.

طراحی درایو

میل بادامک و درایو زمان بندی وظیفه عملکرد صحیح و به موقع مکانیزم سوپاپ را بر عهده دارند. طراحی و تعداد میل بادامک برای هر نوع موتور به صورت جداگانه انتخاب می شود. قطعه شافتی است که بادامک هایی با شکل خاصی روی آن قرار دارند. هنگامی که می چرخند، به میله های فشار، بالابرهای هیدرولیک یا بازوهای راک فشار می آورند و دریچه ها را باز می کنند. نوع مدار بستگی به موتور خاص دارد.

میل بادامک مستقیماً در سر سیلندر قرار دارد. درایو به آن از میل لنگ می آید. این می تواند یک زنجیر، کمربند یا چرخ دنده باشد. قابل اعتمادترین زنجیره است، اما به دستگاه های کمکی نیاز دارد. به عنوان مثال، یک لرزش زنجیری (دمپر) و یک کشنده. سرعت چرخش میل بادامک نصف سرعت چرخش میل لنگ است. این کار هماهنگ آنها را تضمین می کند.

تعداد میل بادامک ها به تعداد سوپاپ ها بستگی دارد. دو طرح اصلی وجود دارد:

• SOHC - با یک شفت؛
• DOHC - دو شفت.

فقط دو سوپاپ برای یک میل بادامک کافی است. می چرخد ​​و به طور متناوب دریچه های ورودی و خروجی را باز می کند. رایج ترین موتورهای چهار سوپاپ دارای دو میل بادامک هستند. یکی عملکرد سوپاپ های ورودی را تضمین می کند و دیگری سوپاپ های خروجی را تضمین می کند. موتورهای نوع V مجهز به چهار میل بادامک هستند. دوتا در هر طرف

بادامک های میل بادامک به طور مستقیم میل سوپاپ را فشار نمی دهند. انواع مختلفی از "واسطه" وجود دارد:

• اهرم غلتکی (بازوی راکر)؛
• فشار دهنده های مکانیکی (عینک)؛
• فشار دهنده های هیدرولیک

اهرم های غلتکی چیدمان ارجح هستند. به اصطلاح بازوهای راکر روی محورهای پلاگین می چرخند و بر فشار دهنده هیدرولیک فشار وارد می کنند. برای کاهش اصطکاک، یک غلتک روی اهرم تعبیه شده است که مستقیماً با بادامک تماس می گیرد.

در طرحی دیگر از هل کننده های هیدرولیک ( جبران کننده های شکاف ) استفاده می شود که مستقیماً روی میله قرار دارند. جبران کننده های هیدرولیک به طور خودکار شکاف حرارتی را تنظیم می کنند و عملکرد نرم تر و بی صداتر مکانیزم را ارائه می دهند. این قسمت کوچک شامل یک سیلندر با پیستون و فنر، گذرگاه روغن و یک سوپاپ است. فشار دهنده هیدرولیک توسط روغن تامین شده از سیستم روغن کاری موتور تغذیه می شود.

فشار دهنده های مکانیکی (شیشه ها) بوش های بسته از یک طرف هستند. آنها در محفظه سرسیلندر نصب می شوند و نیرو را مستقیماً به میل سوپاپ منتقل می کنند. معایب اصلی آن نیاز به تنظیم دوره ای شکاف ها و ضربه ها هنگام کار با موتور سرد است.

سر و صدا در حین کار

نقص اصلی سوپاپ ضربه زدن به موتور سرد یا داغ است. ضربه زدن به موتور سرد پس از افزایش دما از بین می رود. وقتی گرم می شوند و منبسط می شوند، شکاف حرارتی بسته می شود. علاوه بر این، ویسکوزیته روغن که با حجم مناسب در بالابرهای هیدرولیک جریان نمی یابد، ممکن است علت آن باشد. آلودگی کانال های روغن جبران کننده نیز می تواند علت ضربه زدن مشخصه باشد.

سوپاپ ها می توانند به دلیل فشار کم روغن در سیستم روغن کاری، کثیف بودن فیلتر روغن، یا فاصله حرارتی نادرست به موتور داغ ضربه بزنند. همچنین لازم است به سایش طبیعی قطعات نیز توجه شود. عیوب ممکن است در خود مکانیزم سوپاپ باشد (ساییدگی فنر، آستین راهنما، شیرهای هیدرولیک و غیره).

تنظیم ترخیص کالا از گمرک

تنظیمات فقط روی موتور سرد انجام می شود. شکاف حرارتی فعلی توسط پروب های فلزی تخت ویژه با ضخامت های مختلف تعیین می شود. برای تغییر شکاف روی بازوهای راکر یک پیچ تنظیم مخصوص وجود دارد که می چرخد. در سیستم های دارای فشار دهنده یا شیم، تنظیم با انتخاب قطعاتی با ضخامت مورد نیاز انجام می شود.

روند گام به گام تنظیم سوپاپ ها را برای موتورهای دارای فشار (شیشه) یا واشر در نظر بگیرید:

1. پوشش سوپاپ موتور را بردارید.
2. میل لنگ را بچرخانید تا پیستون سیلندر اول در نقطه مرگ بالا قرار گیرد. اگر انجام این کار با علائم دشوار است، می توانید شمع را باز کنید و یک پیچ گوشتی را در چاه قرار دهید. حداکثر حرکت رو به بالا آن مرکز مرده خواهد بود.
3. با استفاده از مجموعه‌ای از سنج‌های حسگر، فاصله سوپاپ زیر بادامک‌هایی را که بر روی شیر فشار نمی‌دهند، اندازه‌گیری کنید. کاوشگر باید بازی محکم، اما نه خیلی آزاد داشته باشد. شماره سوپاپ و مقدار فاصله را یادداشت کنید.
4. میل لنگ را یک دور (360 درجه) بچرخانید تا پیستون سیلندر 4 را به TDC برساند. فاصله زیر بقیه شیرها را اندازه گیری کنید. داده ها را یادداشت کنید.
5. بررسی کنید که کدام دریچه ها خارج از تحمل هستند. در صورت وجود، فشار دهنده های ضخامت مورد نظر را انتخاب کنید، میل بادامک ها را بردارید و شیشه های جدید نصب کنید. این روند را کامل می کند.

توصیه می شود که شکاف ها را هر 50-80 هزار کیلومتر بررسی کنید. مقادیر استاندارد ترخیص کالا را می توان در دفترچه راهنمای تعمیر خودرو یافت.

لطفاً توجه داشته باشید که فاصله دریچه های ورودی و خروجی ممکن است گاهی اوقات متفاوت باشد.

یک مکانیسم توزیع گاز به درستی تنظیم و تنظیم شده، عملکرد صاف و یکنواخت موتور احتراق داخلی را تضمین می کند. این موضوع بر منابع موتور و راحتی راننده نیز تاثیر مثبت خواهد داشت.