OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ S U P A P L A R V E S U P A P S İ S T E M İ N İ N Y E N İ L E Ş T İ R İ L M E S İ Yrd. Doç. Dr. Can ÇINAR

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ İçten yanmalı, dört zamanlı motorlarda, emme zamanında karışımın dolduğu ve egzoz zamanında yanmış gazların dışarı atıldığı deliklere supap portları denir. Portları belirli bir düzene göre açıp kapatan veya belirli bir süre açık tutan elemanlara SUPAP denilmektedir

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ Supap mekanizması

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ Malzemesi; Supaplar genellikle austenitik denilen çelikten dövülerek yapılırlar. Bazı yüksek performanslı motorların egzoz supapları ise yüksek kromlu ve manganezli paslanmaz çelikten yapılarak, oturma yüzeyleri tungusten-kobalt kaplanır. Bazı özel motorlarda seramik malzemeler kullanılmaktadır.

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ Soğutulması: Motorda çok güç şartlarda çalışan supapların eğilip bükülmeden görevlerini yerine getirebilmesi için soğutulmaları gereklidir. Emme supapları silindire giren yakıt-hava karışımı ile soğurlar, egzoz supapları ise hem yanma zamanında hem de çıkan egzoz gazları ile çok yüksek sıcaklıklara ulaşırlar. Egzoz supapları yuvalarına oturdukları zaman ısının % 75’ini supap yuvasına oradan soğutma suyuna iletirler. % 25 ısı ise supap tablasından supap sapına ve oradan kılavuz yoluyla soğutma suyuna iletilir. Supapların daha iyi soğutulmasını sağlamak amacıyla bazı I tipi motorlarda silindir kapaklarında su yöneltici kapaklar bulunur.

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ Bazı büyük motorlarda ve hava ile soğutulan uçak motorlarında supap tablasından sapa doğru ısı iletimini iyileştirmek amacıyla tabladan itibaren sapın içerisine açılan oyuğa 2/3 oranında metalik sodyum doldurulur. Sodyum yaklaşık 98˚C de ergimektedir. Çalışma sıcaklıklarında sıvılaşan sodyum, boşluk içerisinde aşağı yukarı akarak, ısıyı sıcak supap başından daha soğuk olan sap bölgesine taşır. Sodyum açık havada ve su içerisinde patlayarak yanan bir madde olduğu için bu supaplar değiştirildiğinde tehlike yaratmadan gömülmelidir. Bu supaplar baş kısmındaki SC (Sodium Cooled) harfleri ile kolayca tanınırlar.

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ Yeri: Eski tip motorlarda kam milleri, motor bloğunda krank miline yakın bir yere yataklanmaktaydı. Yanma odası teknolojisinin gelişmesiyle, supapların silindir kapağına yerleştirilmesi ile supapların tahriki için uzun itici çubuklarının gereksinimini ortaya çıkmıştır. Bu durum kam milinin silindir kapağının üzerine yataklandırılmasıyla çözüme kavuşturulmuştur. Günümüz modern otomobillerinin çoğunda bir veya iki kam mili silindir kapağının üzerine yataklanmıştır. Kam mili supabın sapına ne kadar yakın mesafeden temas ederse, sistemin mekanik verimi de o kadar arttırılmaktadır.

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ Günümüz motorlarının çoğunda her bir silindirde birden fazla emme supabı bulunmaktadır. İki veya üç tane küçük emme supabı, büyük bir emme supabı ile karşılaştırıldığında hem akış alanı artmakta, hem de akışa karşı gösterilen direnç azalmaktadır.

OTOMOTİV MAKİNE İŞLEMLERİ SUPAP YAYLARI Supap yayları kam mili ile supap arasında teması sağlayarak supabın kamdan ayrılmasını önler. Bundan dolayı supap yayları her şeyden önce kam verdiği negatif ivmeyi karşılamalıdır.

Supap yayları aşağıdaki hususları yerine getirebilmelidir: Emme zamanında silindirde oluşan vakum etkisine karşı egzoz supabını uygun bir basınçta kapalı tutabilmelidir. Supap mekanizmasında hareket eden parçalarının sürtünme ve atalet kuvvetlerini yenerek supapları istenilen zamanda kapatabilmelidir. Supapların açılması esnasında kam ile itici arasındaki daimi teması sağlamalıdır.

Malzemesi: Supap yayları yüksek sıcaklıklarda özellikleri bozulmadan görev yapabilmesi için yüksek kalitede yay çeliklerinden helezon şeklinde sarılarak yapılırlar. Motorun çalışması sırasında su buharı ve zararlı atıklardan etkilenmemeleri için üzerlerine ya özel boya veya vernik sürülür veya nikelaj ve kromaj ile kaplanır. Supap yaylarının yuvalarına düzgün oturmaları için her iki ucu da taşlanmıştır.

Bazı firmalar bilyeli supap yay tablaları kullanmaktadır. Bu şekilde supap çalışırken aynı zamanda ekseni etrafında sağlanan dönme hareketi ile oturma yüzeyleri ve yuva arasındaki karbon birikintileri temizlenir.

Supap Yay Tansiyonunun Ölçülmesi

SUPAP SİSTEMİ ARIZALARI

Supap sistemi segman değiştirildiğinde veya motor tamire alındığında gözden geçirilmeli ve onarılmalıdır. Supaplar zamanında açılıp kapanmakla yanma odasına karışımın alınmasını ve yanmış gazların atılmasını sağlayan ve zor şartlarda çalışan motorun en önemli parçalarından birisidir. Zamanla aşınmış, yanmış, çatlak ve oyuklar oluşmuş, eğilmiş supaplar görevini yerine getiremezler. Büyük oranda kompresyon kaçağına sebep olurlar. Kompresyon kaçağı ise motor veriminin düşmesine neden olur.

Supapların çalışmalarını etkileyen en önemli hususlardan birisi karbon birikintileridir. Karbon, karışımın yanmasından doğan bir yan ürün olup motorun verimli çalışmasını önleyen hususlardandır. Yanma odasında ve supapların üzerinde oluşan karbon birikintisi ısının iletilmesine engel olur. Çıplak malzeme iyi bir ısı iletimi sağlayabildiği halde üzeri karbonla kaplanmış yanma odası daha sıcak kalacak ve supaplarda bundan etkilenecektir. Yüksek sıcaklık yanma odasının çarpılmasına, yanma odasına bakan parçaların arızalanmasına sebep olur. Supap kılavuzları arasına girerek supapların tutukluk yapmasına, sivri uçlar oluşturmak suretiyle erken ateşleme ve vuruntuya sebep olur. Bujide biriken karbon, motorda düzensiz teklemelere ve yakıtın yanmadan silindiri terk etmesine sebep olur.

Emme supabı sapında oluşan karbon birikintisi

Özellikle egzoz supapları, yüksek sıcaklıktan dolayı, çarpılma, yanma, karıncalanma ve eksantrik aşınmanın doğurduğu kötü şartlara maruz kalır. Yanmış gazların silindiri terk ederken egzoz supabını yalayarak geçmesi, yanmanın supap açıkken de devam etmesi, zaten çok kısa bir süre oturma yüzeyine temas edebilen bu supapların aşırı ısınmasına sebep olur.

Egzoz supabı üzerindeki sıcaklık dağılımı

Emme supabı kılavuz boşluğunun artması motorun yağ yakmasına sebep olur. Özellikle yokuş aşağı giderken ayak gazdan çekildiğinde, yüksek vakumdan dolayı manifoldda yüksek emiş olur ve supap sapı çevresinden çekilen yağlar yanma odasında yanar.

Supaplarda eksensizlik; aşınma, eğiklik ve çarpıklığın bir sonucu olarak ortaya çıkar. Supapların soğumadaki düzensizliği çarpılmalara neden olabilmektedir. Silindir kapağının eşit torkta sıkılmaması, eksen kaçıklığına dolayısıyla supapta ve sapında eğilmelere neden olur. Ayrıca zaman ayar kayışındaki kopma da supap sapının eğilmesine sebep olur

Supap arızalarının belirtilerini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz; Motorda yağ yakma artar. Yağ yakan motorun egzoz dumanı mavi olur. (Bu durum özellikle üstten supaplı motorlarda çok belirgindir) Başta kompresyon kaçağı olmak üzere motor verimleri düşer. Artan boşluklardan dolayı motor gürültülü çalışır. Kaçıran supaplardan dolayı silindirler arasında güç dengesi bozulur ve relantide düzensiz çalışma meydana gelir. Emme supabının karışımı manifolda geri kaçırması olayı meydana gelir. Kaçıran, sızdıran yada tutukluk yapan supaplar yakıtın kaçırılması nedeni ile susturucu da yanmalara sebep olur.

SUPAP SİSTEMİ ELEMANLARININ YENİLEŞTİRİLMESİ