انواع سیستم سوپاپ ماشین و تفاوت عملکرد آنها
سیستمهای سوپاپ ماشینبر اساس موقعیت و مکانیزم عمل به انواع مختلفی تقسیم میشوند که هر کدام عملکرد، راندمان و کاربرد متفاوتی دارند.تفاوت اصلی آنها در زمانبندی باز و بسته شدن سوپاپهای هوا (ورودی) و دود (خروجی)، حجم هوای ورودی و راندمان حرارتی موتور است.
سیستم سوپاپ ایستاده (L-Head یا OHV)
در این سیستم قدیمی، سوپاپها در بلوک سیلندر (پایین سرسیلندر) قرار دارند و میلبادامک از طریق میلههای فشاردهنده و راکرآرم آنها را باز میکند.مسیر ورود هوا و خروج دود به شکل L است و محفظه احتراق بزرگتر میشود که راندمان حجمی را به ۷۰-۷۵ درصد محدود میکند.این سیستم در خودروهای اقتصادی مانند پراید و پیکان استفاده میشد؛ صدای موتور زیاد، تعمیر آسان و هزینه پایین مزایایش است، اما قدرت کم و مصرف سوخت بالا دارد.
سیستم سوپاپ ردیفه (T-Head)
سوپاپهای هوا و دود در طرفین مخالف سرسیلندر قرار دارند و هر کدام میلبادامک جداگانهای نیاز دارند که پیچیده و گران است.مسیر ورود و خروج به شکل T است و پر شدن سیلندر ضعیفتر (راندمان ۷۰ درصد) انجام میشود.این سیستم در موتورهای خیلی قدیمی رایج بود و امروزه منسوخ شده؛ وزن بالا و لرزش زیاد معایب اصلی آن است.
سیستم سوپاپ ترکیبی (F-Head)
سوپاپ هوا در سرسیلندر (معلق) و سوپاپ دود در بلوک سیلندر (ایستاده) قرار میگیرد تا جریان هوا بهتر کنترل شود.مسیر خروج دود به شکل F است و راندمان حجمی به ۸۰ درصد میرسد؛ مناسب موتورهای ۴ زمانه قدیمی.این سیستم شمع را در موقعیت بهتری قرار میدهد، اما تنظیم سوپاپ زمانبر و پیچیده است و کمتر استفاده میشود.
سیستم سوپاپ بالای سرسیلندر (OHC)
میلبادامک مستقیماً در سرسیلندر بالای سوپاپها قرار دارد و با راکرآرم یا مستقیماً عمل میکند.محفظه احتراق کوچکتر شده و راندمان به ۸۵ درصد میرسد؛ زمانبندی دقیقتر قدرت بیشتری میدهد.خودروهایی مانند پژو ۲۰۶، سمند و ال۹۰ از این سیستم بهره میبرند؛ صدای کمتر و مصرف سوخت مناسب مزایایش است، اما هزینه تولید بالاتر.
سیستم دو میلبادامک بالا (DOHC)
دو میلبادامک جداگانه وجود دارد: یکی برای سوپاپهای هوا و یکی برای دود که اجازه زمانبندی مستقل میدهد.راندمان حجمی ۹۰-۹۵ درصد و مناسب دورهای بالا؛ موتورهای TU۵ پژو، EF۷ و بسیاری خودروهای خارجی از DOHC استفاده میکنند.قدرت بالا، آلایندگی کم و صدای نرم، اما تعمیر گرانتر و پیچیدگی بیشتر.
سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ (VVT/VTEC)
سوپاپها زمان باز ماندن متغیر دارند؛ در دور پایین سوپاپ هوا بیشتر باز میماند (گشتاور بالا) و در دور بالا زودتر بسته میشود (قدرت بیشتر).این سیستم الکترونیکی ECU کنترل میکند و مصرف سوخت را ۱۵ درصد کاهش میدهد؛ تویوتا (VVT-i)، هوندا (VTEC) و هیوندای از آن استفاده میکنند.انعطافپذیری بالا، اما نیاز به سنسورهای دقیق.
مقایسه عملکرد و کاربردها
OHV ارزان و بادوام اما کمقدرت مناسب خودروهای شهری؛ OHC تعادل قدرت و مصرف برای خانوادهها؛ DOHC برای اسپرت و VVT برای مدرنها.راندمان حجمی از ۷۰ درصد (T-Head) تا ۹۵ درصد (DOHC+VVT) متفاوت است و هر ۱۰۰ درصد راندمان، ۱۰ اسب بخار قدرت بیشتر میدهد.
مزایای سوپاپ هیدرولیکی نسبت به سوپاپ مکانیکی چیست؟
سوپاپ هیدرولیکی (تایپیت هیدرولیک) نسبت به سوپاپ مکانیکی مزایای چشمگیری دارد که عمدتاً به راحتی استفاده، عملکرد بهتر و طول عمر بیشتر مربوط میشود و در خودروهای مدرن بسیار رایج است.
تنظیم خودکار و عدم نیاز به سرویس
مهمترین مزیت سوپاپ هیدرولیکی، تنظیم خودکار لقی سوپاپ است؛ با فشار روغن موتور، پیستون داخلی هیدرولیک خلاصی را پر میکند و سوپاپ همیشه در حالت بهینه کار میکند.در سوپاپ مکانیکی، هر ۲۰-۳۰ هزار کیلومتر باید مکانیک لقی را با آچار دقیق تنظیم کند که وقتگیر، پرهزینه و گاهی نادقیق است؛ هیدرولیکی این مشکل را کامل حل میکند.
صدای کمتر و راحتی رانندگی
سوپاپ هیدرولیکی صدای تیکتیک معروف موتور را حذف میکند؛ روغن به عنوان ضربهگیر عمل میکند و لرزش را جذب مینماید.موتورهای مکانیکی به خصوص در دورهای پایین صدای بادامک واضح دارند، اما هیدرولیکی مانند موتورهای لوکس نرم کار میکند و برای رانندگی طولانی راحتتر است.
عملکرد بهتر در دماهای مختلف
در سرما، روغن غلیظ پیستون هیدرولیک را قفل میکند تا سوپاپ فشرده نشود؛ در گرما، روغن رقیقتر انعطاف میدهد.سوپاپ مکانیکی در دماهای متغیر لقیاش تغییر میکند (گرما منقبض، سرما منبسط) و نیاز به تنظیم مکرر دارد؛ هیدرولیکی در هر شرایط آبوهوایی ثابت میماند.
عمر طولانیتر موتور و قطعات
بدون لقی نادرست، سوپاپها، نشیمنگاه و میلبادامک کمتر ساییده میشوند؛ عمر موتور ۵۰ هزار کیلومتر بیشتر تخمین زده میشود.در سیستم مکانیکی، لقی زیاد باعث کوبش و ساییدگی سریع، لقی کم باعث خم شدن سوپاپ میگردد؛ هیدرولیکی هر دو مشکل را رفع میکند.
هزینه نگهداری کمتر در بلندمدت
اگرچه هیدرولیک در ابتدا ۲۰-۳۰ درصد گرانتر است، اما صرفهجویی در تنظیم دورهای (هر ۱۰۰ هزار کیلومتر صفر تومان) هزینه را جبران میکند.روغن باکیفیت (۱۰W-40 به بالا) عمر هیدرولیک را تضمین میکند؛ مکانیکی نیاز به سرویس ماهانه دارد.
حساسیت کمتر به کیفیت روغن
سوپاپ هیدرولیکی به روغن نامناسب حساس است و هر ۵ هزار کیلومتر تعویض روغن ضروری است، اما مکانیکی با روغن ضعیف هم کار میکند.با روغن مناسب، هیدرولیک راندمان ۵-۱۰ درصد بالاتری میدهد و مصرف سوخت را کم میکند.
خودروهای ایرانی مانند پژو ۲۰۶ TU5 و سمند EF7 از هیدرولیک استفاده میکنند و راحتی بیشتری دارند؛ مکانیکی در پراید و خودروهای قدیمی مناسب بودجه محدود است.