میل سوپاپ چیست و چه وظایفی دارد؟

عملکرد میل بادامک : میل سوپاپ در موتورهای احتراق داخلی (برای کارکردن دریچه‌های ورودی و خروجی) و سیستم‌های احتراق با کنترل مکانیکی و کنترل کننده‌های اولیه سرعت موتور الکتریکی استفاده می‌شود. میل بادامک در اتومبیل از فولاد یا چدن ساخته شده، ویک عامل کلیدی در تعیین دور موتور است.

در موتورهای پیستونی نحوه عملکرد میل سوپاپ اینگونه است، از میل سوپاپ برای کارکردن دریچه‌های ورودی و خروجی استفاده می‌شود که متشکل از یک میله استوانه با تعدادی بادامک (گوه های مخروطی) بوده که عمل بازو بست سوپاپ ها را انجام میدهد. میل سوپاپ با فشار دادن سوپاپ یا مکانیسم میانی (هنگامی که می‌چرخد) دریچه‌ای را باز می‌کند. در همین جا یک فنر کششی را وارد می‌کند که شیر را به سمت موقعیت بسته خود می‌کشد. هنگامی که لوب به بالاترین میزان جابجایی خود در میله فشار برسد، شیر کاملاً باز می‌شود. هنگامی که فنر آن را به عقب می‌کشد و میل بادامک روی دایره پایه خود قرار می‌گیرد، شیر بسته می‌شود.

جنس میل سوپاپ :

میل سوپاپ از فلز ساخته می‌شود و معمولاً جامد است، اگرچه گاهی از میل سوپاپ توخالی استفاده می‌شود. موادی که برای آن استفاده می‌شوند معمولاً عبارتند از:

چدن: میل سوپاپ‌های سرد شده معمولاً در تولید حجم بالا استفاده می‌شود، زیرا فرایند سرما آن‌ها را سخت می‌کند. عناصر دیگر قبل از ریخته گری به آهن اضافه می‌شوند تا مواد برای کاربرد آن مناسب تر شود.

فولاد بیلت: هنگامی که نیاز به یک میل سوپاپ با کیفیت بالا یا تولید حجم کم است، سازندگان موتور و تولید کنندگان (میل بادامک) شمش فولادی را انتخاب می‌کنند. این یک فرآیند بسیار زمان بر است و به طور کلی گران‌تر از روش‌های دیگر است. روش ساخت معمولاً به صورت آهنگری، ماشینکاری (با استفاده از تراش فلزی یا دستگاه فرز) ، ریخته‌گری یا هیدروفرمینگ است. انواع مختلف میله فولادی را می‌توان استفاده کرد. طرح آن با توجه به تعداد میل بادامک در هر سیلندر تعریف می‌شود. بنابراین یک موتور V6 با مجموع چهار میل سوپاپ (دو عدد در هر سیلندر) معمولاً به عنوان موتور میل بادامک دو سر بالا نامیده می‌شود. برای موتورهای OHC و DOHC ، میل بادامک را مستقیم یا از طریق بازوی کوتاه تکان می‌دهد.

تسمه تایم (میل بادامک) :

کنترل دقیق موقعیت و سرعت میل سوپاپ در عملکرد صحیح موتور بسیار مهم است. میل بادامک به طور جهانی، دقیقاً با نصف سرعت میل لنگ یا مستقیماً، معمولاً از طریق تسمه تایم لاستیکی دندانه دار یا زنجیر فولادی (به نام زنجیره زمان بندی ) حرکت می‌کند. همچنین گاهی از چرخ دنده‌ها برای حرکت آن استفاده می‌شود. در برخی از طرح‌ها میل بادامک توزیع کننده، پمپ روغن, پمپ سوخت و گاهی نیز پمپ فرمان قدرت را را نیز به حرکت در می‌آورد. برنامه‌های کاربردی شدید مانند تراکتورهای مزرعه، موتورهای صنعتی، موتورهای هواپیمای پیستونی، کامیون‌های سنگین و موتورهای مسابقه‌ای، میل سوپاپ چرخ دنده‌ای با توجه به سادگی مکانیکی و عمر طولانی آن‌ها متداول است.

در موتور دو زمانه که از میل لنگ استفاده می‌کند، هر دریچه به ازای هر دور میل لنگ یکبار باز می‌شود. این موتورها‌ میل لنگ با همان سرعت میل لنگ می‌چرخد. در موتورهای چهار زمانه ، دریچه ها فقط نصف بیشتر باز می‌شوند. بنابراین دو دور کامل میل لنگ برای هر چرخش میل سوپاپ اتفاق می‌افتد.

ویژگی‌های عملکرد زمانبندی میل بادامک :

مدت زمان میل سوپاپ تعیین می‌کند که دریچه ورودی, خروجی برای چه مدت باز است، بنابراین یک عامل کلیدی در میزان قدرت تولیدی موتور است. مدت زمان طولانی‌تر می‌تواند قدرت را در دور موتور بالا (RPM) افزایش دهد، با این حال این امر می‌تواند با جبران گشتاور کمتری در دورهای پایین (RPM) ایجاد شود.

اندازه گیری طول مدت میل سوپاپ تحت تأثیر میزان بالابر قرار گرفته و به عنوان نقطه شروع و پایان اندازه گیری است. مقدار بالابر 1.3 میلی متر اغلب به عنوان یک روش اندازه گیری استاندارد استفاده می‌شود، زیرا این بیشترین نماینده محدوده بالابر است که محدوده RPM را که موتور در آن حداکثر قدرت تولید می‌کند مشخص می‌شود.

علائم خرابی میل سوپاپ:

اصطکاک کشویی بین سطح سوپاپ و دنبال کننده سوپاپ که بر روی آن سوار می‌شود، می‌تواند قابل توجه باشد. به منظور کاهش سایش در این مرحله، سوپاپ و دنبال کننده هر دو سطح سخت شده و روغن‌های موتور مدرن دارای مواد افزودنی برای کاهش اصطکاک کشویی هستند. لوب‌های میل بادامک معمولاً کمی مخروط شده و صورت کمی گنبدی شکل است و باعث چرخاندن بالابرها می‌شود تا سایش قطعات را تقسیم کنند.

سطوح سوپاپ و دنبال کننده به گونه‌ای طراحی شده‌اند که “با هم ساییده شوند” و بنابراین هر دنبال کننده باید با لوب سوپاپ اصلی خود بماند و هرگز به لوب دیگری منتقل نشود. برخی از موتورها (به ویژه موتورهای دارای لوب‌های میل بادامک تند) برای کاهش اصطکاک کشویی روی میل بادامک از نوارهای رول استفاده می‌کنند. اگر دور آن افزایش یابد یا دورهای عملیاتی در دقیقه موتور افزایش یابد، برای حفظ تماس فیزیکی بالابر با میل بادامک، ممکن است فشار فنر نیز افزایش یابد.

جلوگیری از خرابی میل سوپاپ:

یاتاقان‌های میل سوپاپ، شبیه به میل لنگ، یاتاقان های ساده ای هستند که با روغن تغذیه می‌شوند. با این حال یاتاقان‌های میل بادامک سربار همیشه پوسته‌های قابل تعویض ندارند، تحت این شرایط در صورت خرابی یاتاقان‌ها باید کل سر سیلندر را تعویض کرد.