درجه حرارت بالای موتور و رابطه ان با کاهش مصرف سوخت

ذهنیتی از موتور پیکان و موتورهای قدیمی وجود دارد که اگر دمای موتور از 80 درجه سانتیگراد بالاتر رود برای موتور خطر جدی دارد و باید این دما کاهش یابد. این ذهنیت باعث شده رانندگان نیز برای خودروهای خود (از سمند و پژو به بالا) در فصل گرما و استفاده از کولر و به تبع بالا رفتن سریع دمای موتور به بالای 90 درجه متوسل به انجام راههائی برای کاهش این دما گردند.
متاسفانه تعمیرکاران نیز به مضرات ان توجه نمی نمایند وبا انجام روشهائی نظیر حذف ترموسات از مدار سیستم خنک کاری؛ اضافه کردن یک سنسور به رادیاتور جهت فعال نمودن فن های خنک کننده در دماهای 75 درجه و یا یکسره کردن دور فن ها جهت دور بالا؛ سری کردن یک مقاومت نزدیک به 100 اهم با سنسور سیستم خنک کننده تا فن ها در حدود 10 درجه پایین تر فعال گردند باعث می گردنند موتور در دمای پایین مشغول بکار گردد و غافل از اینکه این روشها نه تنها هیچگونه سودی برای موتور ندارد بلکه باعث صدمه جدی به موتور در درازمدت و مصرف سوخت با لا می گردد.
خودروهای امروزی اصطلاحا به خودروهای گرما دوست معروف هستند.موتور انها با توجه به طراحی و الیاژ خاص بکار رفته به راحتی توانائی تحمل دماهای بالای 100 درجه رادارند.
هدف از این طراحی علاوه بر جلوگیری از سائیدگی سیلندر و بالا بردن توان موتور باعث کم شده مصرف سوخت بطور قابل ملاحضه می گردد. در دمای یالا خام سوزی سوخت به حداقل ممکن خود می رسد.
ECUهای نصب شده دراین خودروها در دمای بالا به دلیل احتراق کامل سوخت به انژکتورها فرمان پاشش سوخت کمتر را می دهد.

1. دمای موتور: 4C، سائیدگی موتور: 0.2 (MM)، مصرف سوخت: 14.3 (L/H)، توان: 19.4 (KW)
2. دمای موتور: 38C، سائیدگی موتور: 0.051 (MM)، مصرف سوخت: 13.2 (L/H)، توان: 20.3 (KW)
3. دمای موتور: 60C، سائیدگی موتور: 0.025 (MM)، مصرف سوخت: 12.1 (L/H)، توان: 21.3 (KW)
4. دمای موتور: 70C، سائیدگی موتور: 0.013 (MM)، مصرف سوخت: 11 (L/H)، توان: 21.6 (KW)
5. دمای موتور: 82C، سائیدگی موتور: 0.008 (MM)، مصرف سوخت: 10.6 (L/H)، توان: 22 (KW)

لذا توصیه می شود برای این خودروها بر اساس درجه نشان دهنده درجه حرارت آب توجه نماید که تا دمای 110 درجه موتور در دمای عادی خود فعال است.
جالب اینجاست در این خودروها تا دمای 85 درجه ترموسات هنوز بسته مانده و بعد از این دماست که ترموسات شروع به باز شدن می کند.
تا دمای حدود 90 فن ها خاموش هستند و بعد از این دماست که فن ها با دور پایین شروع بکار می کنند. و تا دمای نزدیک 105 درجه موتور با دور فن پایین خنک می گردد. از دمای مابین 100 تا 120 درجه موتور یا دور فن بالا خنک می گردد و بعد از این دماست که کلیه هشدار های سیستم ایمنی فعال می گردنند و لامپ STOP روشن می گردد.
در زمانهائی که از کولر استفاده می کنید دور فن بالا زودتر فعال می گردد. در این حالت فشار گاز کولر تعیین کننده دور فن بالاست.

کولر خودرو

در عصر حاضر دیگر وجود کولر در اتومبیل به عنوان یک وسیله لوکس تلقی نمی‌شود بلکه کولر اتومبیل به عنوان ضرورتی مطرح می‌گردد که ضامن استفاده از اتومبیل توام با امنیت و آرامش خاطر است.
احتیاجی به توضیح نیست که هنگامی که اتومبیل شما مجهز به کولر باشد، می‌توانید با اعصاب آرامتر و راحت‌تر به رانندگی بپردازید. زیرا هرگز گرمای طاقت فرسا، گازهای خطرناک، گرد و غبار و سر و صدا به داخل اتومبیل شما راه نخواهد یافت.
سیستم کولر اتومبیل در واقع از مجموعه قطعاتی تشکیل شده است که پس از نصب برروی اتومبیل، برای فضای داخل کابین تولید برودت دلخواه را می‌نمایند.
کولر اتومبیل با کاهش حرارت و رطوبت داخل کابین به ما کمک می‌نماید تا رانندگی راحت تری داشته و در طول مسیر از آرامش کافی برخوردار باشیم.

کمپرسور
کمپرسور دستگاه حرکت دهنده گاز مبرد در کولر اتومبیل می‌باشد. کمپرسور با گرداندن گاز در اجزاء سیستم در واقع شبیه به قلب مجموعه عمل می‌نماید. همچنین کمپرسور فشار و در نتیجه دمای گاز کم فشار خارج شده از اواپراتور را نیز افزایش می‌دهد.
کمپرسور گاز مبرد را از اواپراتور به داخل کندانسور و سپس به کپسول خشک کننده و مجدداً به داخل اواپراتور سوق می‌دهد.
کمپرسورهایی که در سیستمهای کولر اتومبیل به کار برده می‌شوند، می‌بایست دارای خواصی از قبیل وزن و حجم متناسب با قدرت موتور باشند تا هنگام نصب به راحتی در محل مورد نظر قابل جایگذاری بوده و بار اضافی بر موتور اتومبیل تحمیل ننمایند.

کندانسور
کندانسور یکی از اجزائی است که وظیفه تبادل حرارت را بر عهده دارد.
کندانسور گرمای جذب شده توسط اواپراتور از گاز مبرد داخل سیستم را به هوای محیط خارج از کابین اتومبیل انتقال می‌دهد

کپسول خشک کننده
کپسول خشک کننده به عنوان منبع ذخیره گاز مبرد و جاذب رطوبت گاز عمل می‌نماید. معمولاً این کپسول دارای یک سوئیچ ایمنی می‌باشد تا در مواقعی که فشار گاز از حد تعریف شده کمتر یا بیشتر شود، به طور خودکار جریان برق کمپرسور را قطع ‌نماید.
همچنین بر روی این کپسول شیشه‌ای جهت رؤیت گاز وجود دارد. شیشه رؤیت به ما این امکان را می‌دهد تا بتوانیم گردش و میزان گاز موجود در سیستم را کنترل نماییم.

شیر انبساط
شیر انبساط تعیین کننده میزان صحیح گاز وارد شونده از کندانسور به داخل اواپراتور از طریق یک فیلتر است. همچنین این قطعه فشار مبرد را بطور ناگهانی کاهش می‌دهد. هنگامی ‌که کمپرسور شروع به کار می‌نماید، شیر انبساط باز شده و مبرد مایع با عبور از صافی مربوط به ورودی مایع پرفشار به گاز پر فشار تبدیل می‌گردد.
زمانی که اواپراتور میزان بیشتری مبرد را طلب می‌نماید، شیر انبساط اجازه می‌دهد تا مبرد کم فشار مورد نیاز به داخل کویل اواپراتور وارد گردد. شیر انبساط برقرار کننده تعادل میان بار گرما و خنک کنندگی بهینه اواپراتور می‌باشد.

اواپراتور
یکی دیگر از قطعات اصلی سیستم کولر اتومبیل اواپراتور است.
اواپراتور مجموعه‌ای از قطعات است که وظیفه کاهش گرمای هوای کابین اتومبیل را بر عهده دارد. یکی دیگر از وظایف مهم این قطعه، جب رطوبت از هوای داخل کابین می‌باشد.
جریان سریع هوای ایجا شده توسط فن الکتریکی با عبور از سطح کویل اواپراتور، برودت ایجاد شده توسط کویل را از طریق کانال‌ها و دریچه‌های هدایت هوا به داخل کابین اتومبیل انتقال می‌دهد. عمل ایجاد برودت توسط کویل اواپراتور باعث تقطیر رطوبت وای دال کابین گشته و قطرات آب ایجاد شده از طریق لوله مخصوصی به خارج از کابین اتومبیل منتقل می‌گردد.
سیستم کولر اتومبیل دارای دو سوئیچ کنترلی است که یکی از آنها زمانی که فشار گاز کم یا زیاد باشد، کمپرسور را از مدار خارج نموده و دیگری از ایجاد یخ در داخل محفظه اواپراتور جلوگیری می‌نماید. عدم کارکرد مناسب هریک از این دو سوئیچ می‌تواند باعث از کار افتادن کل سیستم گردد.

چرا در سیستم تعویض دنده دستی دنده عقب صدای متفاوتی ایجاد مى کند؟

سیستم های انتقال قدرت دستی بیشتر از دنده های مارپیچ استفاده مى کنند. اما دنده عقب به دلیل موقعیت خاص خود نیاز به نوع دیگری از چرخ دنده ها دارد که به چرخ دنده ساده معروف است.
دنده هایی که نسبت دنده های جلو (مثبت) را ایجاد مى کنند همه مارپیچ هستند (دنده 1و2و3). دندانه های چرخ دنده های مارپیچ به صورت مورب برش خورده اند. زمانی که 2 دنده در سیستم چرخ دنده مارپیچ با هم درگیر مى شوند. تماس دندانه ها در پایان یک دندانه شروع مى شود و این تماس به صورت تدریجی باعث چرخاندن 2 چرخدنده مى شود تا زمانی که دو دندانه به صورت کامل در حال درگیری هستند. این درگیری تدریجی باعث می شود که چرخ دنده هاى مارپیچ ملایمتر و آرامتر از چرخ دنده هاى ساده عمل کنند.
به دلیل وجود زاویه در دندانه های دنده های مارپیچ, بیش از یک دندانه در یک زمان در این نوع چرخ دنده با هم درگیر هستند که این نوع درگیری باعث مى شود که این نوع چرخ دنده ها قدرت بیشتری و تنش کمتری داشته باشند.
تنها مشکل در مورد چرخ دنده های مارپیچ این است که آنها به سختى در کنار هم و در خارج از درگیری به هم مى لغزند. در یک سیستم تعویض دنده دستی دنده ای جلو در حالت در گیری قرار دارند (در تمام زمانها) و حلقه ها توسط دکمه تعویض دنده کنترل شده و سرعت های متفاوتی را به محور خروجی منتقل مى کنند. دنده عقب در سیستم تعویض دنده دستی به عنوان دنده هرزگرد مى چرخد که مى لغزد با دو چرخ دنده ساده دیگر در زمانی که نیاز به تغییر جهت چرخش داشته باشیم.
بیشتر چرخ دنده های به کار رفته در سیستم های انتقال قدرت دستی از نوع مارپیچ هستند. 3 چرخ دده که برای دنده عقب هستند از نوع دندانه های ساده هستند. چرخ دنده ساده بزرگ سمت راست در شکل فوق برای دنده عقب است.
دنده های ساده با دندانه های مستقیم لغزش بیشتری نسبت به هم در مقایسه با چرخ دنده های مارپیچ دارند. هر زمانی که دندانه های چرخ دنده درگیر با یک چرخ دنده ساده است دندانه ها با هم تصادم می کنند به جای اینکه به آرامی لغزش داشته باشند. این حقیقت باعث ایجاد مقداری سر و صدا و نیز افزایش تنش بر روی دندانه ها مى شود. وقتی شما صدای بلندتری نسبت به درگیری سایر دنده هایتان می شنوید. آن صدای دنده عقبتان است. صدایی که می شنوید صدای برخورد و درگیری دنده های ساده عقب با یکدیگر است.

احتراق در موتورهای اشتعال جرقه ای با مخلوط پیش آمیخته

فرایند احتراق در موتورهای احتراق داخلی پدیده ای است که سایر مشخصه های موتور از قبیل کارایی، بازده و انتشار آلایندها را تحت تاثیر قرار می دهد با کنترل بهینه فرایند احتراق در موتور می توان سایر مشخصه های موتور را نیز به خوبی کنترل نمود.

مشخصات و طبقه بندی شعله
الف: شعله پیش امیخته (premixed flame)
اگر سوخت و اکسید کننده قبل از احتراق و در خارج از محفظه به صورت یکنواخت با یکدیگر مخلوط شوند و سپس مشتعل گردند شعله پیش امیخته حاصل می شود.
ب: شعله انتشاری یا نفوذی (diffusion flame)
اگر واکنش دهندگان (سوخت و اکسید کننده) از پیش با هم مخلوط نشده و در همان ناحیه که واکنش انجام می گیرد مخلوط شوند گویند.
در موتورهای اشتعال جرقه ای شعله از نوع پیش آمیخته بوده، مخلوط سوخت و هوا در تمامی مدتی که شعله پیش می رود در حالت گازی قرار دارد. شعله در فرایند احتراق بسیار پیچیده است زیرا همراه با مکانیزم های پیچیده شیمیایی و انتقال گرما به صورت توربولنت است. پدیده احتراق یک فرایند سریع گرما زا در فاز گازی است که در ان اکسیژن یک واکنشگر اصلی است.
ناحیه واکنش جبهه شعله نامیده می شود پیشرفت شعله نتیجه ارتباط قوی بین واکنشها شیمیایی ،فرایندهای انتقالی انتشار جرم و هدایت گرمایی و جریان سیال است وجود گرما واکنشهای شیمیایی را شتاب می بخشد.

فرایند احتراق
در موتورهای اشتعال جرقه ای کاربراتوری سوخت از طریق ژیگلور کاربراتور وارد هوائی می گردد که با سرعت زیاد و فشار کم از ونتوری عبور می نماید سوخت وهوا با نسبت معینی در داخل مانی فولد به طور تقریبا همگون و یکنواختی مخلوط شده از طریق سوپاپ ورودی وارد سیلندر موتور می گردد و با گازهای سوخته باقی مانده از سیکل قبل مخلوط شده و سپس متراکم می گردد تحت شرایط طبیعی کار موتور چند درجه قبل از نقطه مرگ بالا احتراق توسط جرقه الکتریکی شمع شروع می گردد به دنبال این اشتعال شعله متلاطمی (turbulent) در درون محفظه احتراق شروع به پیشروی نموده و مخلوط پیش امیخته سوخت و هوا و گازهای باقی مانده را می سوزاند این پیشروی تا رسیدن شعله به دیوارهای محفظه احتراق و خاموش شدن ان ادامه پیدا می کند.
در بررسی عکس های متوالی از فراینداحتراق در یک موتور اشتعال جرقه ای مشاهده شده است که شمع 30 درجه قبل از نقطه مرگ بالا جرقه می زند ولی اولین شعله در 24 درجه قبل از نقطه مرگ بالا قابل رویت است جبهه شعله (flame front) به صورت شعله های متلاطم و ابی رنگ مشاهده می شود در نقطه مرگ بالا قطر شعله حدود دو سوم قطر سیلندر است و در 15 درجه بعد از نقطه مرگ بالا شعله به دیورهای محفظه احتراق می رسد در حدود 10 درجه بعد از نقطه مرگ بالا توده سفید رنگ که رفته رفته تمایل به صورتی شدن دارد اشکار می گردد این بیانگر مخلوطی است که در مراحل اولیه احتراق در نزدیکی شمع سوخته است و اکنون در پشت جبهه شعله در اثر سوختن سایر قسمت های مخلوطی به بالاترین دماهای موجود در محفظه احتراق متراکم می گردد در حالی که مخلوط هم چنان در حال سوختن است.
سیماهای دیگری از فرایند احتراق در یک موتور اشتعال جرقه ای مشاهده می شود این نمودارها از چندین چرخه متوالی در یک موتور اشتعال جرقه ای گرفته شده است فشار درون سیلندر کسری از جرم ورودی که سوخته است و همچنین کسری از حجم سیلندر که توسط جبهه شعله سوخته همگی به عنوان تابعی از زوایه چرخش میل لنگ نشان داده شده است به دنبال جرقه شمع مدت زمان ازاد شدن انرژی ناشی از توسعه شعله برای افزایش ناشی از احتراق که قابل تشخیص باشد خیلی کوچک است هم چنان که شعله برای پیشرفت در امتداد محفظه احتراق ادامه می یابد فشار بطور یکنواخت به مقادیر بالاتری نسبت به نبود احتراق (حالت موتور گردانی) افزایش می یابد فشار بعد از نقطه مرگ بالا قبل از این که تمام گازهای درون سیلندر بسوزد به مقدار ماکزیمم خود می رسد و سپس هم چنان که حجم سیلندر در طی ادامه انبساط افزایش می یابد کاهش می یابد.
فرایند توسعه و پیشرفت شعله از چرخه ای به چرخه ای دیگر متفاوت است به همین خاطر کسر حجم سوخته شده و کسر جرم سوخته شده برای چرخه ای با چرخه های دیگر اختلاف معنی داری دارد علت این امر این است که توسعه شعله بستگی به ترکیب و حرکت مخلوط های موضعی درون محفظه دارد این مقادیر در چرخه های مختلف یک سیلندر با هم متفاوت هستند حتی ممکن است تغییرات سیلندر به سیلندر نیز وجود داشته باشد مخصوصا ترکیب و حرکت مخلوطی که در نزدیکی های الکترودهای شمع در زمان جرقه زنی قرار گرفته است چون حرکت اولیه توسعه شعله را هدایت و تعیین می کند اهمیت خاصی دارد.
چگالی مخلوط های نسوخته ای که در سر جبهه شعله قرار دارند حدود چهار برابر چگالی گازهای سوخته شده پشت جبهه شعله است.
حتی هنگامی که شعله تمام محفظه احتراق را فرا گرفته است مقدار 0.25از جرم گازهای موجود در محفظه احتراق نسوخته باقی مانده است از این توضیح می توان به این نتیجه رسید که فرایند احتراق به چهار فاز قابل تشخیص تقسیم می شود .
1- اشتعال جرقه spark ignition
2- توسعه شعله ابتدایی early flame development
3- پیشرفت شعله flame termination
منجنی های فشار در مقابل درجات چرخش میل لنگ نشان داده شده است که چرا گشتاور موتور هنگامی که زمان جرقه زنی نسبت به TDC موقعیت های مختلفی دارد فرق می کند هنگامی که شروع فرایند احتراق قبل از TDC خیلی اوانس می شود نیروی مقاومی را در برابر بالا رفتن پیستون و تراکم گاز ایجاد می نماید و باعث می گردد که انتقال کار کورس تراکم که از پیستون به گازهای سیلندر است افزایش یابد اگر احتراق توسط ریتارد کردن زمان جرقه زنی به تاخیر بیفتد اوج فشار سیلندر در کورس انبساط دیرتر اتفاق افتاده و مقدار ان کمتر خواهد بود و این تغییرات انتقال کار کورس انبساط را که از گازهای سیلندر به پیستون کاهش می دهند. بهینه ترین زمان جرقه زنی هنگامی است که حداکثر گشتاور ترمزی
(maximum brake torque) یا MBT به دست آید تاثیر زمان های مختلف را بر روی گشتاور ترمزی در موتورهای اشتعال جرقهای معمولی نشان می دهد. هر مقدار اوانس و یا ریتارد نسبت به زمان MBT باعث کاهش گشتاور تولیدی موتور می گردد.
اغلب از قوانین تجربی برای نسبت دادن جرم سوخته و ماکزیمم فشار سیلندر در زوایای مختلف چرخش میل لنگ در نقطه MBT استفاده می شود برای مثال در حالت بهینه جرقه زنی:
1- ماکزیمم فشار سیلندر در حدود 16 درجه بعد از نقطه مرگ بالا اتفاق می افتد
نصف جرم گاز های وارد شده به سیلندر در حدود 10 درجه بعد از نقطه مرگ بالا می سوزد.

خرابی های سوپاپ

هیچ‌کس دوست ندارد مشکلات موتوری مانند: روغن‌سوزی، نشتی حاصل از فشار، سر و صدای اجزای وابسته به سوپاپ یا خرابی آشکار سوپاپ داشته باشد. بنابراین تلاش زیادی انجام می‌شود تا قطعات فرسوده و یا آسیب دیده، هنگام تعویض یا بازسازی سرسیلندر به حالت ابتدایی خود برگردند و درست کار کنند، اما گاهی مشکلاتی از سوپاپ به‌ وجود می‌آیند و هزینه‌های سنگینی به بار می‌آورند.
چگونه می‌توان مانع این خسارات شد؟ با تشخیص علل خرابی سوپاپ و حصول اطمینان از اینکه هنگام تعویض و یا تعمیر سوپاپ‌ها، سیت‌ها، گایدها و دیگر اجزای وابسته به سوپاپ، هیچ چیز از قلم نیفتاده است.
عملکرد سوپاپ به چند دلیل از مهم‌ترین بخش‌های بازسازی موتور است: اول اینکه نیاز به دقت زیادی دارد. اگر تلرانس‌ها و شکل هندسی سوپاپ صحیح نباشد، یقیناً با مشکل مواجه خواهید شد. دوم اینکه در عملکرد سوپاپ باید به جزئیات توجه شود. منظور از جزئیات، قطعات فرسوده‌ای است که به نظر سالم می‌رسند، اما در حقیقت سالم نیستند و نیاز به بازسازی یا تعویض دارند. بهترین توصیه این است که اگر به سالم بودن قطعه شک دارید، آن را دور بیندازید. اگر به شرایط ساق سوپاپ‌ها، گایدها، نگهدارند‌ه‌ها، خارها، فنرها، انگشتی‌ها (اسبک‌ها) و میل تایپیت‌ها دقت نکنید، با مشکل مواجه می‌شوید. عدم توجه به جزئیاتی مانند ارتفاع سوپاپ، ارتفاع فنر سوپاپ، فاصله مجاز بین ساق سوپاپ و گاید، تنظیم انگشتی، پهنای سیت و موقعیت تماس آن شما را به دردسر می‌اندازد. همچنین عملکرد سوپاپ نیاز به مقدار زیادی تجربه کارگاهی دارد. برای حل مشکل برای مثال، سوپاپ، ابتدا باید علت پدید آمدن آن مشکل را پیدا کنید.
اگر علت شکستن سوپاپ، عدم تنظیم فاصله بین گاید سوپاپ و سیت آن باشد، تعویض سوپاپ مشکلی را حل نمی‌کند. سوپاپ جدید صرفاً زمانی به درستی کار می‌کند که این فاصله تنظیم شده باشد در غیر این صورت، عدم تنظیم باعث خستگی و شکست مجدد سوپاپ می‌شود. اگر علت سوختن سوپاپ، داغ کردن سرسیلندر باشد، تعویض سوپاپ سوخته مشکل تراکم را حل نمی‌کند زیرا اگر نقص قسمتی که داغ می‌شود برطرف نشود، سوپاپ جدید نیز داغ شده و مجدداً می‌سوزد.
اگر سایش گاید به علت عدم تنظیم انگشتی با ارتفاع ساق سوپاپ باشد، تعویض گاید فرسوده با گایدی جدید و تعویض بوش سیلندر یا یک سوپاپ با سوپاپی اورسایز1 مشکل روغن‌سوزی را حل نمی‌کند. اگر ارتفاع ساق سوپاپ به درستی تنظیم نشود، تعمیر گاید نیز فایده‌ای ندارد.
بنابراین آنالیز علل خرابی پیش از تعمیر، حائز اهیمت است. سوپاپ‌های شکسته یا سوخته همانند گایدهای فرسوده، سیت‌های ترک خورده و دیگر قطعات مشابه آسیب‌دیده، نتیجه واکنش‌های زنجیرهای هستند. به این ترتیب، یک مشکل، مشکل دیگری را به‌وجود می‌آورد و در نهایت منجر به خرابی سوپاپ می‌شود. بنابراین، تعویض قطعات بدون تشخیص علل خرابی، کاری بیهوده است.

تعمیرکاران برای پیشگیری از خسارات باید 4 مرحله ذیل را انجام دهند:

1. آنالیز مقدار سایش در کلگی سوپاپ با توجه به الگوهای موجود و اجزای وابسته به سوپاپ‌ها، هنگامی که کلگی سوپاپ به درستی مونتاژ نشده باشد. بازرسی دقیق، هر نوع شرایط غیرعادی که مشکلات اضافی را به وجود می‌آورند، آشکار می‌کند.

2. بازرسی تمامی اجزای وابسته به سوپاپ و کلگی آن به‌گونه‌ای که تمامی قطعات فرسوده یا آسیب دیده تشخیص داده شده و آنها را تعویض یا تعمیر کنند.

3. دقت زیاد به کیفیت محصول به‌گونه‌ای که قسمت‌های تعمیر شده به درستی تعمیر شده باشند.

4. توجه به جزئیات، ابعاد بحرانی و شکل هندسی اسبک‌ها به طوری که از مونتاژ قطعات مطمئن شوند.

اجتناب از عیوب
عوامل متعددی می‌توانند باعث خرابی سوپاپ شوند. سوپاپ‌های معیوب، مهم‌ترین چیزی هستند که هیچ‌کس در مورد خود آنها صحبت نمی‌کند. در حالی که دلیل دوم خرابی عملکرد سوپاپ‌ها همین است. تنش‌های حرارتی و مکانیکی زیاد، اولین دلیل است.
براساس تحقیق یکی از تولیدکنندگان سوپاپ، یک پنجم (7/20درصد) خرابی‌های سوپاپ به علت وجود عیوبی در درون خود سوپاپ‌هاست. بیش از 10 سال از تحقیق در این زمینه می‌گذرد. امروزه همان آلیاژهای پایه و روش‌های ساخت که در آن زمان وجود داشت با کنترل‌های کیفی به روش‌های مختلف، استفاده شوند. ماشین‌های CNC و کنترل آماری فرایند2 وارد فرایندهای ساخت شده‌اند تا خطاهای انسانی کاهش یابد، اما مانند بسیاری از تولیدات انبوه دیگر، عیوبی به واسطه اشتباهات سهوی به‌وجود می‌آیند. بنابراین، اگر سوپاپ‌های نامناسب را جدی نگیرید، ممکن است دچار شکست نابهنگام شوند.

عیوب عبارتند از:
وجود ناخالصی‌های متالورژیکی و آخال‌ها در ماده اولیه که باعث ضعیف شدن سوپاپ می‌شوند، اشکالات فورجینگ که ترک‌های میکروسکوپی، خلل و فرج یا جدایش در فلز به‌وجود آورده و منتهی به شکست می‌شوند، جوشکاری ناقص بین ساق و کلگی سوپاپ‌ها در سوپاپ‌های دو تکه که باعث جدا شدن کلگی سوپاپ می‌شود، جوشکاری ناقص در ساق سوپاپ‌های توخالی که باعث شکستگی سوپاپ می‌شود، عملیات حرارتی نامناسب که مانع از سخت شدن یا آنیل کامل سوپا می‌شود و به سایش سرعت می‌دهند، خطاهای ماشینی که اشکالات ابعادی یا صافی سطح نامناسب را به‌ وجود آورده و این مسائل می‌توانند باعث پدید آمدن انواع مشکلات دیگر شوند. اگر پیش از نصب متوجه این عیوب نشویم، مشکلات دیگر پیش می‌آیند و در نهایت، چسبندگی ضعیف کروم سخت، باعث می‌شود آبکاری ساق سوپاپ پوسته پوسته شود.

بهترین راه حصول اطمینان از سوپاپ سالم و عاری از عیوب این است که:

1. سوپاپ را بازرسی می‌کنیم تا مطمئن شویم تلرانس‌ها در حد مجاز هستند (قطر ساق، شیار ساق، طول کلی و غیره) عیوب آشکاری وجود نداشته باشد (مثل شکاف، حفره و ترک‌های نازک و غیره)

2. منبع تأمین سوپاپ‌های شما تولیدکننده‌ای معتبر و قابل اطمینان باشد.

سوپاپی که از نظر ظاهری از دیگری زیباتر به نظر می‌رسد، نمی‌تواند از کیفیت لازم برخوردار باشد. قیمت مناسب اگرچه مطلوب است، اما سوپاپ ارزان قیمت، غیرقابل استفاده است. بنابراین از تولیدکنندگان ممئن سوپاپ از نظر کیفیت خرید نکنید. سوپاپ را از تولیدکننده‌ای معتبر که از محصول خود دفاع و آن را ضمانت می‌کند خرید کنید.

چرا سوپاپ‌ها خراب می‌شوند؟
هر سوپاپی در اثر رانندگی در مسافت‌های طولانی فرسوده می‌شود، اما بعضی سوپاپ‌ها بسیار زودتر از موعد فرسود می‌شوند و علت آن سوختگی یا شکست است.
اجازه بدهید ابتدا در مورد سوختگی صحبت کنیم. سوپاپ‌های دود بیشتر در معرض سوختگی هستند چرا که بیش از سوپاپ‌های هوا داغ می‌شوند. سوپاپ‌های هوا به‌وسیله هوای ورودی و سوخت خنک می‌شوند. بنابراین در دمای 800 درجه فارنهایت کار می‌کنند. از دیگر سو سوپاپ‌های دود از خنک شدن محروم بوده و احتراق گازهای داغ از دریچه خروجی خارج می‌شود. سوپاپ‌های دود به‌طور متوسط در دمای 1200 تا 1350 درجه فارنهایت کار می‌کنند و همین عامل باعث آسیب‌پذیری بیشتر آنها از نظر سایش و سوختگی نسبت به سوپاپ‌های هوا می‌شود.
درجه حرارت کاری بالاتر نیاز به آلیاژ مستحکم‌تر دارد، بنابراین سوپاپ‌های دود را معمولاً از فولاد ضدزنگ می‌سازند یا اینکه کلگی آنها را از فولاد ضدزنگ می‌سازند (معمولاً از نوع آلیاژ2Nا-21 یا 4Nا-21 با درصد بالای کروم و نیکل). برای مصارف سنگین بنزین و دیزل جایی که حرارت معضل بسیار بزرگی است، از پوشش مستحکم STELLITEا3 برای ساخت سوپاپ دود جهت کنترل سایش استفاده می‌شود.
خنک شدن سوپاپ‌های هوا و دود به تماس فیزیکی آنها با سیت و گاید سوپاپ بستگی دارد. حدو 75 درصد از گرمای احتراق که از سوپاپ خارج می‌شود از سیت سوپاپ عبور می‌کند. بنابراین تماس مناسب سیت برای پیشگیری از سوختن سوپاپ‌ها ضروری است. بقیه 25 درصد گرمای ساق سوپاپ از طریق گایدها خارج می‌شود. گاهی در مصارف سنگین، ساق توخالی سوپاپ‌ها با فلز سدیم پر می‌شود تا گرمای بیشتری از طریق ساق برای خنک شدن سوپاپ انتقال یابد.
هر چیزی که در خنک کردن سوپاپ و یا ایجاد گرمای بیش از حد در سوپاپ یا کلگی آن دخالت داشته باشد باعث از کار افتادن نابهنگام سوپاپ می‌شود. لایه رسوب روی سطح سوپاپ و سیت می‌تواند اثر عایق را به منظور کاهش خنک کردن سوپاپ داشته باشد و آن را داغ کند. بنابراین اگر سیت سوپاپ، باریک یا غیر هم مرکز باشد، آب‌بندی بین سوپاپ و سیت سوپاپ ضعیف می‌شود. اگر رسوبات روی نقطه‌ای بنشینند یا در جایی دیگر پوسته پوسته شوند، باعث نشتی شده و مرکز حرارتی بر روی سوپاپ به‌وجود می‌آورند که باعث کانال‌زنی4 می‌شود.
فنرهای سوپاپ ضعیف از تماس مناسب کلگی سوپاپ با سیت سوپاپ پیشگیری کرده و گرمای بیش از اندازه در سوپاپ‌ها ایجاد می‌کنند. سیت ضعیف یا گایدی که درست در جای خود نصب نشده باشد، می‌تواند باعث هدایت گرما به کلگی سوپاپ شده و در نتیجه آن را بسوزاند.
عدم توجه به ارتفاع سوپاپ هنگام نصب آن به سوختگی سوپاپ می‌انجامد. وقتی سوپاپ‌ها و سیت‌ها سنگ‌زنی شده یا ماشینکاری می‌شوند، بیشتر از قبل در سرسیلندر فرو می‌روند. این امر باعث می‌شود که ساق آنها بالاتر قرار گرفته و موقعیت هندسی انگشتی‌ها را به هم بزند. در نتیجه عملکرد سوپاپ‌ها ضعیف می‌شود وقتی که موتور داغ می‌شود، اگر شکل هندسی مناسب به وسیله سنگ‌زنی سر ساق سوپاپ‌ها با حالت اول برگردانده نشود اینچ تجاوز می‌کند. در غیر این صورت باید منتظر سنگ‌زنی لایه سختکاری سطحی سر سوپاپ باشید. سیت سوپاپ‌ها باید از نظر ارتفاع به‌درستی نصب شوند. راه دیگر نصب سوپاپ‌هایی با کلگی نسبتاً اورسایز است که بالاتر از سیت سوار شده و ماشینکاری سیت را جبران کنند.
پسرفت سوپاپ‌ها در موتورهای قدیمی‌تر که در کامیون، زیردریایی و مصارف کشاورزی و صنعتی کاربرد دارند، به فقدان سیت‌های سوپاپ مستحکم وابسته است. راه‌حل، استفاده از سیت‌های سختکاری شده است. استفاده از استلایت یا سوپاپ‌های سختکاری سطحی شده هنگامی که سوپاپ‌ها در معرض سایش هستند نیز لازم به نظر می‌رسد.
اگر درجه حرارت کاری زیاد شود، مشکلات خنک‌کاری در موتور باعث گیرپاژ و سوختن سوپاپ‌ها می‌شود. خنک‌کننده ضعیف، ترموستات خراب، واترپمپ ضعیف، گرفتگی رادیاتور، فن خنک‌کننده یا سوئیچ خراب فن و غیره، همگی باعث داغ شدن موتور و انبساط سوپاپ می‌شوند و اگر از حد مجاز تجاوز کنند موجب سایش یا گیر کردن سوپاپ به گایدهای سوپاپ می‌شود. اگر گیرپاژ سوپاپ‌ها برطرف شود باعث سوختن آنها می‌شود و اگر به پیستون بچسبند، خراب خواهند شد.
انسدادهای ایجاد شده در اثر ریخته‌گری سرسیلندر یا واشر سرسیلندرهایی که سوراخ‌های خنک‌کاری مناسبی ندارند باعث ایجاد نقاط گرمایی شده و مشکلاتی را برای سوپاپ و گایدهای آنها ایجاد می‌کنند. بنابراین، نصب درجه‌سنج داخل سرسیلندر به انتقال مناسب گرما کمک می‌کند.
سوپاپ‌ها گاهی به علت دمای احتراق بالا داغ می‌شوند. عواملی نظیر احتراق کند، مخلوط ناقص سوخت (اغلب به دلیل نشتی خلا) و انفجار (به علت فشار بیش از اندازه یا سوخت با درجه اکتان پایین) یا احتراق زودرس (در قسمت‌های داغ که در اثر رسوبات محفظه سوخت یا شمع به‌وجود می‌آید) نقشی مهم ایفا می‌کنند. همچنین وجود نقص‌هایی در اگزوز نظیر مسدود شدن مبدل کاتالیزوری یا لوله اگزوز شکسته نیز می‌تواند باعث داغ کردن سوپاپ‌ها شود.

شکست سوپاپ‌ها
شکست که نوع دیگری از خرابی سوپاپ است، برای سوپاپ‌های هوا و دود اتفاق می‌افتد. شکست سوپاپ‌ها در یکی از 2 محل زیر اتفاق می‌افتد:

1. جایی که کلگی سوپاپ به ساق اتصال دارد
2. محل شیارهای نیم خارها که تا انتهای ساق ماشینکاری می‌شوند.

در هر دو حالت، شکست خبری بد است، زیرا تکه‌های سوپاپ به داخل محفظه احتراق افتاده و باعث خرابی‌های بزرگ در پیستون و سرسیلندر می‌شوند.
دلایل شکست کلگی سوپاپ شامل خستگی به علت ثابت نبودن سوپاپ (به دلیل عدم رعایت پارامترهم مرکزی سیت‌ها که باعث شده هر دفعه که سوپاپ می‌نشیند، ساق آن خم شود)، ضربات مکرر (به علت تکان‌های بیش از حد سر سوپاپ)، انبساط (به علت گرمای بیش از حد یا rpm) و شوک حرارتی (تغییر ناگهانی دما هنگام خاموش کردن ناگهانی موتوری که با قدرت بالا کار می‌کرده است) می‌باشد. در سوپاپ‌های 2 تکه، محل اتصال کلگی و ساق جایی است که اغلب در معرض ترک خوردگی و جدایش است نه به این دلیل که سوپاپ معیوب است بلکه علت آن وجود فشار بیش از حد در این قسمت به علت اتصال 2 آلیاژ متفاوت با یکدیگر است.
شکست در ساق سوپاپ می‌تواند نتیجه فشار بیش از حد در دو طرف آن باشد و یا زمانی که ارتفاع ساق نصب شده مناسب نباشد و باعث عدم تنظیم انگشتی شود. همچنین شکست می‌تواند در اثر ضربه سنگینی ایجاد شود که مانع می‌شود اجزای وابسته به سوپاپ هنگامی که سوپاپ بسته می‌شود، جلوی ضربه را بگیرند. دلیل دیگر شکست در سر ساق سوپاپ، پوسیدگی یا خراش‌هایی است که در نیم خارهای نگهدارنده سوپاپ‌های آن وجود دارد و میل بادامک یا اسبک‌ها را با هم با ارتفاع زیاد به حرکت در می‌آورد.

مشکلات دیگر سوپاپ‌ها
علاوه ‌بر سوختگی و شکست، مشکلات دیگری نیز وجود دارند. بعضی از این مشکلات عبارتند از:

1. سوپاپ‌هایی که خم می‌شوند: معمولاً علت آن فاصله بسیار کم سوپاپ و پیستون است. دلایلی که در اینجا عنوان می‌شوند شامل زنجیر یا تسمه تایمینگ شکسته، فنرهای سوپاپ عف یا شکسه، در جا گاز دادن، گیرپاژ سوپاپ (لقی نامناسب گاید یا روغنکاری و گرمای بیش از حد) و لقی نامناسب سوپاپ و پیستون (بالا قرار گرفتن سوپاپ، پیستون‌های نامناسب، سر سوپاپ‌های بیش از حد سنگ خورده و غیره) است.

2. ساق سوپاپ‌های که فرسوده می‌شوند: برای سوپاپ‌هایی که مایل‌ها کار کرده‌اند، این اتفاق طبیعی است، اما سائیدگی ممکن است بعلت لقی نامناسب گاید، گرمای بیش از حد، عدم روغنکاری یا روغن کثیف باشد. استفاده از نوع نامناسب کاسه نمد ساق سوپاپ (لاستیک گیت سوپاپ) نیز می‌تواند عاملی مؤثر باشد.

کاسه نمد ساق سوپاپ میزان روغنی که گایدها را چرب می‌کند، کنترل خواهد کرد. کاسه نمدهای ثابت5 به بهترین نحو ممکن، میزان روغن را کنترل می‌کنند، زیرا روی گایدها باقی مانده و مانند پاک‌کننده‌ای غلتکی، روغن را از روی ساق سوپاپ‌ها پاک می‌کنند. کاسه نمدهایی ثابت در اغلب موتورهای O.H.Cا6 که میل بادامک آنها در سرسیلندر قرار دارد، استفاده می‌شوند. زیرا جریان روغن نیاز به کنترل بیشتری دارد. از دیگر سو، کاسه نمدهای چتری یا حلقوی با سوپاپ‌ها بالا و پایین رفته به گایدها اجازه ورود روغن بیشتر را می‌دهند. بنابراین جایگزینی کاسه نمد ثابت به‌جای کاسه نمد چتری یا حلقوی می‌تواند روغن گاید را از آن بگیرد و در بعضی مصارف، مشکل گیرپاژ به ‌وجود آورد.
به همین علت بعضی کارشناسان عقیده دارند که باید نوع فابریک (اصلی) کاسه نمد را که روی موتور بوده است، استفاده کنید. بعضی دیگر ترجیح می‌دهند میل تایپیت‌های موتور را عوض کنند تا کاسه نمدهای ثابت، روغن‌سوزی را کاهش دهند. همچنین ارتقا دادن کاسه نمد به کاسه‌های گرانتر مثلاً از جنس VITON7 مشکل خم شدن کاسه نمدها را حل می‌کند، اما اگر کاسه نمد ثابت جایگزین شود، بهترین راه برای پیشگیری از ایجاد مشکل، استفاده از آنها در سوپاپ‌های هوا، توجه زیاد به فواصل ساق سوپاپ تا گاید (نباید خیلی کم باشد) و استفاده از سوپاپ ‌های با ساق آبکاری شده از کروم سخت است که در برابر سائیدگی، بیشتر از سوپاپ‌های آبکاری نشده مقاومت دارند.
موتورهای جدید با سرسیلندرهای آلومینیمی که اکنون تولید می‌شوند، دارای گایدهای پودری هستند. این گایدها از جنس پودر با پایه آهنی و حاوی گرافیت می‌باشند. این نوع گایدها نیازی به روغن برای نرم شدن ندارند و خطر سایش را کاهش می‌دهند. این نوع گایدها تمایل به ترد شدن دارند بنابراین به جای اینکه آزاد باشند باید به داخل هدایت شوند.
هنگام اندازه‌گیری ساق سوپاپ‌ها به‌ خاطر داشته باشید که اغلب ساق سوپاپ‌های فابریک (OE) باریک می‌شوند. معمولاً انتهای ساق سوپاپ‌ها در حدود 0.001 اینچ کوچکتر از سر ساق آنها از نظر قطر بوده تا بتوانند افزایش انبساط حرارتی در انتهای داغ سوپاپ را جبران کنند. بنابراین اندازه‌ای که گرفته می‌شود برای مطالعه دقیق سایش ساق مهم است. اگر سوپاپ OE با سوپاپی که دارای ساق استریت شده است، جایگزین شود (بدون باریک شدن) سوپاپ دچار گیرپاژ می‌شود، مگر اینکه لقی گاید تا حدی، افزایش یابد.
سر ساق سوپاپ به شکل قارچ درآمده یا آسیب دیده: انگشتی‌ها را نیز برای پوسیدگی یا آسیب‌دیدگی چک کنید. ارتفاع نامناسب ساق سوپاپ می‌تواند هر زمان که سوپاپ باز و بسته می‌شود، باعث سائیدگی سر ساق شود. بلند بودن بادامک‌ها و انگشتی‌ها می‌تواند مشکلی مشابه این مورد را به وجود آورد. به همین دلیل است که استفاده از انگشتی‌های با سرهای گرد به‌ جای انگشتی‌های بازویی توصیه می‌شود. اگر سوپاپ‌ها بیش از حد، سنگزنی شوند تا بتوان ارتفاع ساق را تنظیم کرد، ساق آسیب می‌بیند. سنگزنی لایه سختکاری شده سطحی، فلز نرم را در معرض تماس مستقیم با انگشت‌ها قرار می‌دهد. شکل نامناسب سر انگشتی‌ها، اصطکاک و سایش را افزایش می‌دهد و باعث آسیب‌ دیدگی سر ساق سوپاپ می‌شود.
آخرین نکته در آنالیز خرابی سوپاپ‌ها این است که تعویض سوپاپ خراب با سوپاپی جدید بدون حل مشکلات گذشته، فایده‌ای نخواهد داشت. پیروی از تکنیک‌های پذیرفته شده و رعایت مسائل مربوط به سیت‌ها (رعایت فاصله‌ها، موقعیت مناسب سیت و پهنای آن)، چک کردن و تنظیم مناسب ارتفاع ساق سوپاپ و ارتفاع فنر سوپاپ تعویض شده، رعایت فاصله ساق، گاید و نیم خار سوپاپ و بر طرف کردن دیگر مشکلات موتور نظیر گرمای بیش از حد، صدای انفجار هوا/ سوخت یا مشکلات مربوط به تایمینگ و غیره، مانع از تکرار خرابی سوپاپ‌ها و خسارات حاصل از آن می‌شود.