علم پشت عملکرد تپت (شیرکوب) در موتورهای مدرن

روش کار موتورهای امروزی خودرو، احساس عالی‌ای از دقت و هماهنگی ایجاد می‌کند. این قطعهٔ «تپت سوپاپ» نقش مهمی در این فرآیند ایفا می‌کند. اگرچه تپت سوپاپ تنها یک قطعهٔ کوچک است، اما بر سطح عملکرد موتور بسیار تأثیرگذار است. این مقاله به توضیح این موضوع می‌پردازد که تپت سوپاپ چه کاری انجام می‌دهد، چگونه کار می‌کند، مزایای استفاده از آن را بررسی می‌کند و همچنین اصلاحات جدیدی را که در طراحی آن اعمال شده است، مورد بررسی قرار می‌دهد.

تپت سوپاپ چیست؟

سیستم سوپاپ در یک موتور احتراق داخلی شامل تپت سوپاپ است که به‌عنوان «پیگیر کام» یا «تنظیم‌کننده شکاف» نیز شناخته می‌شود. این قطعه با تبدیل حرکت چرخشی شافت کام به حرکتی که برای باز و بسته کردن سوپاپ‌ها لازم است، به کارکرد صحیح سوپاپ‌های موتور کمک می‌کند. شیر تپت‌ها امکان ورود مخلوط هوا و سوخت، احتراق و خروج گازهای زائد را در زمان دقیق و مناسب در هر موتور فراهم می‌کنند.

جزئیات مکانیزم و نحوه عملکرد آن

معمولاً، شافت کام در موتورهای با کام‌شافت بالاسری می‌چرخد تا برجستگی‌های کام بتوانند روی تپت‌های سوپاپ فشار وارد کنند. هنگامی که تپت بالا و پایین می‌رود، سوپاپ‌های موتور را باز و سپس می‌بندد. تپت‌های سوپاپ از دو نوع جامد و هیدرولیکی ساخته می‌شوند.

تنظیم دستی فاصله برای تپت‌های جامد (که به آن‌ها تپت‌های مکانیکی نیز گفته می‌شود) ضروری است. این تنظیم برای بسته بودن کامل سوپاپ‌ها و مقابله با فضای اضافی ایجادشده ناشی از انبساط حرارتی لازم است. از سوی دیگر، تپت‌های هیدرولیکی همواره توسط فشار روغن تنظیم می‌شوند؛ بنابراین در طول تمام عمر موتور نیازی به نگهداری آن‌ها نیست.

در صورت عدم وجود تپت‌ها، موتور سر و صدا خواهد داشت و قطعات کمتری در اثر سایش از بین می‌روند. زمان‌بندی دقیق سوپاپ‌ها توسط تپت‌ها به موتور کمک می‌کند تا بهتر «تنفس» کند و بازده انرژی و سوخت آن افزایش یابد. هنگامی که تپت‌ها به‌درستی کار می‌کنند، موتور به‌صورت بی‌صدا، روان و بدون تنش مکانیکی کار می‌کند.

مزایای استفاده از تپت‌های سوپاپ

موتورهای مدرن از استفاده از تپت‌های شیر (شیرآلات) به روش‌های مختلفی بهره‌مند می‌شوند. مهم‌ترین مزیت آن‌ها این است که با کاهش صداهای ایجادشده توسط سیستم شیرآلات، به موتور کمک می‌کنند. این امر با اطمینان از عدم وجود فاصلهٔ غیرضروری بین کام و قطعات شیر حاصل می‌شود. دوم اینکه، ازآنجاکه تپت‌های هیدرولیکی شیر به‌صورت خودکار عمل می‌کنند، نیازی به تنظیم مجدد فاصلهٔ شیر توسط افراد پس از گذشت زمان مشخصی نیست.

علاوه بر این، ازآنجاکه عملکرد شیر با استفاده از تپت‌ها دقیق‌تر می‌شود، موتور مصرف سوخت بهتری داشته و عملکرد بالاتری ارائه می‌دهد. اطمینان از اینکه شیرها در زمان مناسب و به‌درستی کار می‌کنند، اجازه می‌دهد حجم بیشتری از هوا و سوخت وارد موتور شود و گازهای خروجی نیز به‌طور مؤثرتری خارج گردند؛ که این امر باعث افزایش توان موتور می‌شود. به‌دلیل این موضوع، سیستم شیرآلات موتور سایش کمتری داشته و عمر مفید آن افزایش می‌یابد.

نوآوری‌های مدرن در طراحی تپت‌های شیر

با پیشرفت فناوری خودرو، انواع جدیدی از طراحی‌های تپت سوپاپ نیز توسعه می‌یابند. از آنجا که موتورهای امروزی بسیار پیشرفته هستند، طراحی‌های آنها نیز سازگار شده است. اختراع دیگر استفاده از تپت‌های غلتکی است که در آن یک چرخ کوچک در نقطه تماس با میل بادامک تماس پیدا می‌کند. به لطف این طراحی، موتورها آزادانه‌تر می‌چرخند و اصطکاک کمتری دارند که عملکرد موتور را بهبود می‌بخشد.