در این مقاله نقش سوپاپ در خودرو و نحوه عملکرد، انواع آن و ویژگی های یک سوپاپ با کیفیت خوب را بررسی می کنیم.
ریشه کلمه سوپاپ از کلمه فرانسوی Soupape و به معنی دریچه و یکی از قطعات قارچی شکل موتور است که روی سیلندر و درون سرسیلندر موتور قرار می‌گیرد. به طور کلی، هر چیزی که ورود و خروج چیز دیگری را کنترل کند، سوپاپ تلقی می شود. سوپاپ در خودرو، ورود هوا یا بنزین ورودی و خروج هوا یا دود خروجی را کنترل می کند.
وظیفه سوپاپ، ورود مخلوط هوا و سوخت به سیلندر در زمان مناسب و پس از مراحل تراکم و احتراق، خروج گازهای ناشی از احتراق از سیلندر است. بنابراین، سوپاپ ها، گایدها و نشیمن ها می توانند کمپرس و کنترل روغن را حفظ کنند. بررسی سوپاپ ها هنگامی که مشکلات سوختگی سوپاپ، روغن سوزی یا کمپرس روغن بوجود می آیند، ضروری است.
سوپاپ در زمان مناسب، هوا یا بنزین را وارد سیلندر می کند، سپس، در مراحل ترکم ( احتراق ) بسته می ماند و در مرحله تخلیه، گازهای ناشی از احتراق را از سیلندر خارج می کند.
تنظیم زمان یا زمان بندی باز و بسته شدن سوپاپ ها را قطعه ای به نام میل بادامک یا بادامک انجام می دهد و تعیین می کند که بسته ماندن سوپاپ ها تا چه زمانی باید ادامه یابد. باز و بسته شدن سوپاپ ها با حرکات بالا و پایین رفتن پیستون در سیلندر باید کاملاً هماهنگ باشد که برای انجام این کار، ارتباط ثابت و دائمی میل بادامک با میل لنگ ضرورت دارد و به این هماهنگی زمانی، تایم گیری یا تایم زنی موتور گفته می شود.
انواع سوپاپ
سوپاپ ها به دو نوع کلی سوپاپ ورودی هوا یا بنزین و سوپاپ خروجی دود یا اگزوز طبقه بندی می شوند.
سوپاپ های امروزی معمولاً از نوع قارچی شکل یا پایه دار هستند که شامل ساقه ( بخش بالایی مانند ساقه قارچ ) به شکل لوله و بخش تحتانی یا کفی که پهن هستند. بخش کفی سوپاپ در محفظه احتراق قرار می گیرد و درجه حرارت و فشار بالایی را تحمل می کند.
محل قرارگرفتن سوپاپ در سیلندر یا سرسیلندر دارای لبه ای مورب با شیب یا زاویه ای خاص به نام نشیمنگاه سوپاپ که به وجه سوپاپ نیز شناخته می شود، است. در ساقه یا بخش بالایی سوپاپ نیز یک یا دو فنر قوی که به وسیله یک نگهدارنده و دو عدد خار به انتهای سوپاپ محکم شده اند، قرار می گیرند. فنر سوپاپ باعث جلوگیری از نشتی در زمان تراکم ( احتراق ) می شود و زاویه نشیمنگاه سوپاپ معمولاً 45 درجه است که گاهی برای سوپاپ های هوا زاویه 30 درجه نیز بکار برده می شود.
سوپاپ ها بر اساس نوع یا روش ورود هوا و خروج دود یا ورود و خروج سوخت به انواع زیر تقسیم می شوند ( این تقسیم بندی به انواع سیستم سوپاپ نیز معروف است ) :
سوپاپ ایستاده یا L :
در این نوع که جدیدترین روش سیستم سوپاپ است، سوپاپ ها به طور ایستاده در یک طرف سیلندر قرار می گیرند و ورود هوا و خروج دود به شکل L است. در این روش به دلیل کوچک شدن محفظه احتراق و ورود و خروج بهتر هوا و دود، راندمان حجمی موتور به 88 درصد نیز می رسد.
سوپاپ مختلط یا F :
در این روش، سوپاپ هوا به طور معلق و سوپاپ دود به طور ایستاده قرار می گیرد و و ورود هوا و خروج دود به شکل F است.
سوپاپ معلق یا I :
در این روش، هر دو سوپاپ ورود هوا و سوپاپ خروج دود در سرسیلندر و جریان ورود و خروج در یک خط مستقیم به شکل I قرار می گیرند و راندمان حجمی موتور به 95 درصد می رسد.
سوپاپ ردیفی یا T :
در این روش که در موتورهای قدیمی و در برخی موتورهای اتوموبیل های نظامی نیز بکار برده می شود، دو میل بادامک که با یکی سوپاپ هوا و با یکی سوپاپ دود باز و بسته می شود، استفاده می شود. ورود و خروج سوخت به شکل T است و راندمان حجمی موتور 75 درصد است.
در خودروهای جدید، معمولاً از سیستم 4 سوپاپ برای هر سیلندر استفاده می شود که از تمامی محفظه احتراق برای جاگذاری سوپاپ ها استفاده و 2 سوپاپ برای ورود و 2 سوپاپ برای خروج هوا و دود ( در مجموع 4 سوپاپ ) بکار برده می شود. البته در برخی از اتوموبیل ها، 3 سوپاپ که به ترتیب 2 عدد برای ورود و یک عدد برای خروج یا 5 سوپاپ که به ترتیب 3 عدد برای ورود و 2 عدد برای خروج نیز بکار برده می شود که در این نوع موتورها به جای استفاده از یک میل سوپاپ برای سرسیلندر از 2 میل سوپاپ استفاده می شود که با سیستم سوپاپ غیرخطی دارای 2 سرسیلندر یا حتی 3 سرسیلندر نیز هستند.