می‌خواهیم درباره اسبک خودرو (انگشتی) و تاپت خودرو بیشتر بدانیم و از عملکرد، انواع و خرابی‌های احتمالی آن‌ها بگوییم. این اجزا منتقل کننده حرکت میل‌سوپاپ یا میل‌بادامک به سوپاپ هستند و نقش مهمی در موتور خودرو ایفا می‌کنند. اما پیش از آن نیاز است کمی درباره‌ی نحوه عملکرد موتورهای احتراق داخلی که در خودروهای بنزینی مورد استفاده قرار میگیرند توضیح دهیم تا جایگاه این قطعات در موتور و نقش آن‌ها در فرایند تامین نیروی حرکتی خودرو را دقیق‌تر متوجه شویم.
نحوه کار موتورهای درون‌سوز
موتورهای احتراق داخلی که داری بیش از یک سیلندر هستند و در خودروها مورد استفاده قرار میگیرند، به کمک انرژی حاصل از احتراق مخلوط سوخت و هوا که در محفظه‌ای بسته درون سیلندر صورت می‌گیرد کار می‌کنند. این احتراق پیستون را درون سیلندر به حرکت رفت و برگشتی وا می‌دارد. در واقع حرکت رفت، چرا که حرکت برگشت معلول حرکت رفت پیستون دیگر، در سیلندر کناری است. حرکت پیستون‌های درون سیلندرها از طریق واسطه میله‌ای شکل به‌نام میل‌لنگ با هم مرتبط می‌شود. میل‌لنگ ضمن برگشت دادن پیستون‌ها در سیلندر، انرژی خطی و رفت و برگشتی پیستون‌ها را به حرکت دورانی تبدیل میکند. حرکت دورانی از میل‌لنگ به ترتیب به فلایویل، جعبه‌دنده، دیفرانسیل و در نهایت چرخ‌ها منتقل می‌شود. اما تراکم سوخت و هوا که در اتاقک نفجار دچار احتراق می‌شود از طریق سوپاپ‌ها که ورود و خروج گاز و سوخت را کنترل می‌کنند، به سیلندر می‌ریزد. بنابراین سوپاپ‌ها نیاز به حرکت بالا و پایین دارند. این حرکت توسط میل لنگ و تسمه یا زنجیر تایم کنترل می‌شود. به این ترتیب که با حرکت میل‌لنگ تسمه یا زنجیر تایم که از یک سمت به میل‌لنک و از سمت دیگر به میل‌بادامک وصل است نیز می‌چرخد و میل سوپاپ به حرکت در می‌آید. با حرکت میل بادامک سوپاپ‌ها به پایین فشرده و سپس رها می‌شوند. نکته مهم این نوع انتقال حرکت، تنظیم تایمینگ باز و بسته شدن سوپاپ‌ها متناسب با بالا و پایین شدن پیستون‌ها است.
حتما بخوانید: جلوگیری از سرقت خودرو؛ چه خودروهایی بیشتر دزدیده می‌شوند؟
به بیان دقیق‌تر، سیلندرها در میانه موتور و بلوک سیلندر قرار دارند که پیستون‌ها درون آن‌ها در حرکت هستند. قسمت بالای سیلندر سوپاپ‌ها قرار دارند. در قسمت پایین سیلندرها میل لنگ تعبیه می‌شود که نیروی پیستون را توسط شاتون دریافت میکند و به حرکت در می‌آید. این حرکت که از طریق سیستم انتقال نیرو به چرخ‌ها منتقل می‌شود، تسمه یا زنجیر تایمینگ را نیز به حرکت در می‌آورد. این تسمه که در میانه مسیر خود، پمپ هیدرولیک، واتر پمپ و دینام را نیز فعال میکند، در انتها موجب چرخش میل‌بادامک می‌شود. میل بادامک دارای زائده‌هایی در طول خود است. این زایده‌های بادامی شک به تعداد سوپاپ‌ها در هر میل سوپاپ طراحی می‌شوند و با حرکت میل سوپاپ چرخیده به سوپاپ‌ها برخورد می‌کنند. برخورد بادامک‌ها با سوپاپ‌ها موجب بسته شدن آن‌ها می‌شود. با حرکت بادامک‌ها و دور شدن آن‌ها از سوپاپ ضمن ادامه چرخش میل سوپاپ، فنر سوپاپ‌ها آن‌ها را به بالا بر می‌گرداند.
در این میان در برخی موتورها از قطعاتی به نام تاپت و انگشتی برای انتقال نیروی میل سوپاپ به سوپاپ‌ها استفاده می‌شود.
اسبک یا انگشتی چیست و چه کاری در خودرو انجام می‌دهد؟
در بعضی از خودروها بادامک‌های میل بادامک به واسطه انگشتی یا اسبک با انتهای ساق سوپاپ در تماس هستند. به این معنی که حرکت میل‌بادامک و بادامک‌ها از طریق این قطعه به سوپاپ‌ها منتقل می‌شود. این قطعه که اسبک، انگشتی یا چکشی نامیده می‌شود مانند اهرمی میان بادامک‌ها و ساق سوپاپ عمل میکند و حرکت چرخشی میل بادامک را به حالت ضربه چکشی بر سوپاپ‌ها اعمال می‌نماید. به این ترتیب که با چرخش میل بادامک بادامک به یک سمت چکشی برخورد میکند و این سمت بالا می‌رود. سمت دیگر چکشی نیز به واسطه بالا رفت سمت دیگر پایین آمده و به انتهای ساق سوپاپ نیرو وارد میکند و آن را به سمت پایین هدایت می‌نماید. با چرخش بادامک، سمت بالا رفته پایین می‌آید و سمت دیگر بالا می‌رود. ساق سوپاپ آزاد شده و سوپاپ توسط فنر خود به بالا برمی‌گردد. انگشتی دارای یک سوراخ در میانه بدنه اهرمی خود است. از این سوراخ که بوش اسبک نامیده می‌شود میل اسبک عبور میکند. اسبک خود به وسیله یک پین مفصلی و یا شافت اسبکی به میل اسبک متصل است. بین اسبک‌ها روی میل اسبک، فنرهایی تعبیه می‌شود که از لقی و حرکت افقی آن‌ها جلوگیری میکند. میل اسبک نیز توسط اتصالات مخصوصش روی سر سیلندر سوار می‌شود. مدار روغن سیستم روانکاری موتور، روی میل اسبک روغن ریخته و این روغن درون بوش‌های انگشتی نیز نفوذ کرده ضمن کاهش اصطکاک، لقی احتمالی آن‌ها را نیز می‌گیرد. به این ترتیب انگشتی روی میل اسبک حرکتی الاکلنگی دارد.
ساختار انواع انگشتی در خودروهای مختلف متفاوت است. در واقع این ساختار باید با توجه به دیگر قطعات موتور تنظیم شود. به این ترتیب زاویه دور سر آن نسبت به بوش مرکز و طول هر سمت بسته به فاصله میل‌بادامک با سوپاپ‌ها و طول ساق سوپاپ تغییر میکند. عامل تعیین کننده دیگر در ساختار انگشتی هر موتور، تایمینگ سوپاپ‌های آن است. انگشتی را در انگلیسی Rocker Arm یا چکشی سوپاپ می‌گویند. اسبک را از جنس آهن، آلومینیوم و یا چدن می‌سازند.
نحوه آرایش و قرارگیری میل سوپاپ در موتورهای احتراق داخلی خودروها، به دو شکل سوپاپ رو و سوپاپ زیر است. تاپت Tappet در آرایش سوپاپ رو یا میل بادامک رو مورد استفاده قرار می‌گیرد و نیروی بادامک را به سوپاپ منتقل میکند. نحوه استفاده از تاپت به دو شکل است:
- انتقال نیروی بادامک به ساق سوپاپ مستقیما از طریق تاپت
- انتقال نیروی بادامک به تاپت و سپس انگشتی و در نهایت ساق سوپاپ
تاپت گاهی قطعه‌ای استکانی شکل است که بین بادامک و ساق سوپاپ قرار می‌یگرد و لقی احتمالی آن‌ها را فع میکند. در این حالت تاپت از بالا، سطحی محدب دارد که محل تماس بادامک است و از پایین سطحی توخالی که محل قرار گیری ساق سوپاپ است. گاهی نیز تاپت‌ها غلطکی هستند. این قطعه روی بلبرینگ‌های سوزنی ساچمه‌ای سوار شده و با حرکت بادامک و تماس آن حرکت میکند و ساق سوپاپ را به حرکت در می‌آورد. تاپت‌های غلتکی اصطکاک و هدررفت انرژی را کاهش می‌دهند. برا جلوگیری از چرخش تاپت‌های غلتکی دوسمت آن‌ها برای ثابت نگه‌داشتن‌شان هنگام حرکت بالا و پایین کمی صاف در نظر گرفته می‌شود.
همچنین تاپت‌ها دو نوع روغنی و مکانیکی دارند که در نوع روغنی یا هیدرولیکی از فشار روغن موتور برای حفظ تماس بادامک با تاپت استفاده می‌شود. مزیت تاپت‌های هیدرولیکی کاهش صدای ناشی از برخورد، لقی و اصطکاک قطعات است.
انگشتی و تاپت قطعات مقاوم و با استهلاک پایین هستند. تاپت مانند بسیاری دیگر قطعات موتور، در برابر نقص روغن‌کاری، بالا رفتن حرارت، افزایش اصطکاک و سایش ضعیف است و دچار مشکل می‌شود. این قطعه معمولا قابل تعمیر نیست و باید تعویض شود. اما در مورد انگشتی موارد دیگری نظیر آنچه در ادامه خواهد آمد نیز دیده شده است:
– ترک خوردگی: در اثر فشار زیاد به موتور و تغییرات دمایی شدید ایجاد می‌شود.
– ساییدگی سر اسبک: در اثر لقی اسبک و سایش سر آن با بادامک یا ساق سوپاپ ایجاد می‌شود.
– ساییدگی بوش اسبک: در اثر ضعف سیستم روغن‌کاری و بالا رفتن اصطکاک ایجاد می‌شود.
بنابراین باید گفت که مهمترین عامل در جلوگیری از نقص در عملکرد این قطعات و حفظ سلامت آن‌ها دقت در سیستم روغن‌کاری خودرو، استفاده از روغن مرغوب و تعویض روغن به موقع است.
در آخر باید اضافه کرد که اسبک و تاپت در تمام موتورها مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. در بعضی از انواع موتور، بادامک‌ها مستقیم با ساق سوپاپ در تماس هستند. البته استفاده از موتورهای فاقد اسبک یا تاپت امروزه کمتر رایج است.