سوپاپ چیست و چگونه ساخته میشود؟

همه چیز در مورد سوپاپ و نحوه ی تولید آن را در سایت اسپیکال می توانید بخوانید و یاد بگیرید.

 

 

سوپاپ

(Soupape) سوپاپ کلمه ای فرانسوی است که در زبان ما به همان شکل اصلی استعمال می‌گردد. معنی دقیق آن دریچه است. لیکن معنی رایج آن عبارت است از یکی از قطعات موتور که روی سیلندر موتور قرار می‌گیرد و ورود هوا و خروج دود را کنترل می‌کند.

دید کلی
سوپاپ ها برای باز و بسته شدن از نظم خاصی پیروی می‌کنند. همانگونه که می‌دانید موتورهای احتراقی جهت تولید قدرت می‌بایست بتوانند سوخت را بسوزانند و این کار را در سیلندر موتور انجام می‌دهند. و بدیهی است که برای انجام عمل سوختن به سه چیز نیاز است. ماده سوختنی ، حرارت و اکسیژن.
بنابراین می‌بایست هر موتور (سیلندرهای موتور) با هوای بیرون در ارتباط باشند تا بتوانند اکسیژن هوا را دریافت کرده و پس از احتراق گازهای حاصل از احتراق را (که عمدتا آب و دی‌اکسید کربن است) به هوا برگردانند.

از طرفی چون تولید قدرت در موتور بدین شکل است که ابتدا می‌بایست گاز وارد شده متراکم شود و پس از تراکم و انفجار، انرژی مولکولهای گاز به حرکت جنبشی پیستون تبدیل شود لازم است که محیط انجام این فعالیت (سیلندر) کاملا بسته باشد و با محیط بیرون هیچ ارتباطی نداشته باشد. بنابراین از سوپاپ‌ها استفاده می‌شود تا در زمانهای مناسب ارتباط میان سیلندر و محیط بیرون را قطع و یا وصل نمایند.

انواع سوپاپ
سوپاپ هوا (ورودی یا تنفس): از لحاظ اندازه مقداری بزرگتر از سوپاپ دود است و در دمای پایین‌تری کار می‌کند.
سوپاپ دود(خروجی یا تخلیه) : به علت تماس مداوم با گازهای داغ ناشی از احتراق دمای بالاتری دارد. و البته از لحاظ اندازه هم کوچکتر است .

زمانبندی کار سوپاپ‌ها
تنظیم زمانهای باز شدن یا بسته ماندن سوپاپ‌ها را قطعه‌ای به نام میل بادامک انجام می‌هد. این میله با توجه به ساختار و شکل برجستگی های روی آن (بادامک‌ها) تعیین می‌کند که سوپاپ‌ها می‌بایست در چه زمانی باز شده و پس از آن بسته شوند. همچنین تعیین می‌کند که بسته ماندن سوپاپ‌ها می‌بایست تا کی ادامه پیدا کند. همانگونه که ذکر شد باز و بسته شدن سوپاپ‌ها می‌بایست کاملا با بالا و پایین رفتن پیستون در سیلندر هماهنگ باشد.

برای تأمین این هماهنگی در ساختمان موتورها میل بادامک‌ها را در ارتباط ثابت و همیشگی با میل لنگ نگه می ‌دارند.

اشکال زیر سیلندر و سوپاپ ها را در مراحل مختلف کارکرد نشان میدهد:

سیستم راه انداز سوپاپ
برای راه اندازی و باز بسته کردن سوپاپ‌ها در موتورهای مختلف بسته به نوع و ساختار آن موتورها قطعات متفاوتی وجود دارد. اما بطور کلی قطعات مورد نیاز برای باز و بسته شدن صحیح سوپاپ‌ها عبارتند از میل بادامک ، بالابر ، میله فشارنده ، اسبک سوپاپ ، انگشتی سوپاپ و فنرهای سوپاپ. البته محل و ترتیب سوپاپ‌ها در وجود یا عدم وجود این قطعات موثر است.

مواد ساختمانی و ترکیبات سوپاپ
از آنجایی که سوپاپ‌ها در معرض حرارت زیادی قرار گرفته و با سرعت زیادی کار می‌کنند تحت فشار و فرسودگی قابل ملاحظه‌ای قرار دارند. بدیهی است که سوپاپ تخلیه گازهای ناشی از احتراق ، داغتر از سوپاپ تنفس می‌شود. در حقیقت در شرایطی که موتور زیر بار قرار می‌گیرد، حرارت آن ممکن است آنقدر بالا رود که سوپاپ به رنگ قرمز کدر درآید.
به منظور ایجاد مقاومت در مقابل شکستگی ، زنگ زدگی ، تاب برداشتن و فرسودگی سریع ، سوپاپ‌های تخلیه از آلیاژ فولاد مخصوصی ساخته می‌شوند که دارای مقادیر نسبتا زیادی از کروم ، نیکل ، سیلیس و مقدار کمتری از سایر فلزات می‌‌باشد. سوپاپ‌های تنفس بسیار خنک‌تر از سوپاپ‌های دود کار می‌کنند. بنابراین کمتر در معرض سوختن ، زنگ زدگی و فرسودگی قرار دارند.

معرفی اجزای سوپاپ
شکل زیر نمای کلی سوپاپ به همراه اسامی اجزای مختلف آن را نشان میدهد:

شماره پارامتر نام پارامتر  
۱ قطر کلگی
۲ قطر گیج لاین
۳ لنگی دور کلگی
۴ لنگی کف
۵ بار کامل
۶ ارتفاع کمربند
۷ ارتفاع پخ انتهای سوپاپ
۸ زبری ساق
۹ ارتفاع کلی
۱۰ ارتفاع آبکاری ساق
۱۱ قطر ساق
۱۲ ارتفاع سختکاری
۱۳ سختی انتهای ساق
۱۴ لنگی انتهای ساق

 مراحل تولید سوپاپ

  • مراحل تولید سوپاپ برش مفتول ساق ( Cutting of bar Material )
    در این فرآیند مواد اولیه فولادی به اندازه مورد نظر برش داده می شوند

  •  آبست و فورج  ( Forging & Upsetting ) 

در این فرآیند مواد اولیه برش داده شده توسط عملیات آبستینگ و سپس فورجینگ به کلگی سوپاپ خام تبدیل می شود .

  • برش کلگی  ( Cutting of Head Bar )
    در این مرحله مقدار اضافی ارتفاع کلگی سوپاپ که در مرحله فورجینگ ایجاد شده است ، برش داده می شود .

  • عملیات حرارتی  ( Heat treatment)
    در این مرحله برای حذف اثرات مضر ناشی از عملیات فورجینگ ، کلگی سوپاپ تحت عملیات حرارتی  ( Solution Annealing ) در زمان و دمای مشخص قرار می گیرد.
  • ته زنی کلگی   ( Grinding end of Bar Material ) 
    در این مرحله انتهای ساق کلگی سوپاپ جهت فرآیند بعدی توسط سنگ صاف می شود.
  • شستشوی کلگی    ( Washing of Head bar ) 
    در این مرحله از فرآیند ، کلگی سوپاپها جهت فرآیند جوش اصطکاکی شستشو داده می شود.
  • جوش اصطکاکی    ( Friction Welding ) 
    در این مرحله از فرآیند کلگی و ساق سوپاپ توسط جوش اصطکاکی بهم جوش داده می شوند

  • عملیات حرارتی    (Heat Treatment )
    در این مرحله برای حذف اثرات مضر ناشی از عملیات جوش اصطکاکی ، سوپاپ تحت عملیات حرارتی  ( Normalizing )  در زمان و دمای مشخص قرار می گیرد .
  • استریت    (Straight )
    در این فرآیند کلگی و ساق سوپاپ با یکدیگر هم محور می شوند
  • ته زنی ماشینی     ( Machine Grinding )
    در این فرآیند با سنگ زنی انتهای ساق ، انتهای ساق سوپاپ یکنواخت و تخت می شود  .
  • سنگ زنی ساق مرحله اول   (Stem Grinding first Stage)
    در این مرحله از فرآیند ، سنگ زنی بار اول ساق (پولیش ساق) انجام می شود .
  • سختکاری القایی انتهای ساق    ( End Stem Hardening )
    در این فرآیند ، انتهای سوپاپها با القاء جریان الکتریکی گرم و سپس در روغن کوئنچ می شوند .
  • پلیسه گیری کلگی    ( Removing Plisse )
    در این مرحله دور کلگی سوپاپها توسط تیغچه براده برداری می شوند.
  • تخلیه سیت    ( Removing of Stellite Welding Area
    در این مرحله از فرآیند ، محل جوش استلایت توسط سنگ با ابعاد معین تخلیه می شود
  • شستشوی سوپاپ تخلیه سیت شده    ( Washing Valves )
    در این مرحله از فرآیند ، جهت زدودن چربی ها و سایر مواد زاید از محل تخلیه شده ، سوپاپها شستشو داده می شوند .
  • جوش استلایت    ( Stellite Welding )
    در این مرحله مواد پودر استلایت بر روی سیت سوپاپ جوش داده می شوند .
  • سروته زنی    ( Double Face Grinding )
    در این مرحله از فرآیند ، با برداشت از کف و انتهای ساق سوپاپ توسط سنگ قد و ارتفاع کلی سوپاپ نهایی می شود .
  • سنگ زنی ساق مرحله دوم  ( Stem Grinding Second Stage)
    در این مرحله از فرآیند ، سنگ زنی بار دوم ساق سوپاپ انجام می شود .
  • دورتراش شیارتراش CNC  ( Head Grinding & Groove Grinding )
    در این مرحله از فرآیند ، دور و سیت و شیار سوپاپ با سنگ براده برداری می شود و به میزان نهایی می رسد .
  • سنگ زنی ساق مرحله سوم   ( Stem Grinding Third Stage)
    در این مرحله از فرآیند ، سنگ زنی بار سوم ساق سوپاپ انجام می شود .
  • آبکاری کروم سخت ساق    ( hard Chromium Plating )
    در این مرحله ، ساق سوپاپ توسط کروم پوشش دهی می شود .
  • سنگ زنی ساق مرحله چهارم   ( Stem Grinding Forth Stage)
    این مرحله ، آخرین مرحله از فرآیند تولید سوپاپ می باشد که درآن ساق سوپاپ به اندازه نهایی خود می رسد .
  • کنترل ابعادی    ( Checking )
    در این مرحله کلیه سوپاپها از نظر ابعادی بطور کامل کنترل می شوند .
  • تست آلتراسونیک    ( Ultrasonic Testing )
    در این مرحله ، سوپاپها برای پیدا کردن ترک احتمالی در قسمت جوش ، قبل از بسته بندی تحت تست آلتراسونیک قرار می­گیرند .

  • روغن زنی و بسته بندی    ( Packing )
    در این مرحله سوپاپها روغن زنی شده و برای ارسال به مشتری بسته بندی می شوند .