Supap Sistemi Nedir? Supap Mekanizması Nasıl Çalışır? Supap Sistemi Çeşitleri ve Parçaları

Yakıtın yakılmasıyla oluşan ısı enerjisini hareket (mekanik) enerjiye dönüştüren içten yanmalı motorlarda, silindirlere hava/hava-yakıt karışımının alınmasını ve egzoz gazlarının atılmasını sağlayan, hareketini eksantrik milinden alan ve açılıp kapanarak çalışan parçaya supap (valf) denir. Supap gaz akışını sağlayan vanalardır aslında, almanlar buna “ventil” derler. Supaplar, doğru zamanda açılarak 4 zamanlı bir motorda zamanların oluşmasını sağlarlar, sadece  emme ve egzoz zamanlarında açılırlar, sıkıştırma ve iş zamanında kapalıdırlar. Supaplar görevleri bakımından iki çeşittir, emme supapları ve egzoz supapları. 

Motorlar insanlar gibi nefes alır ve nefes verir, insanlar gıdaları yakmak için nefes (oksijen) alır ve bunu enerjiye dönüştürür. Motorlar da yakıtı yakmak için nefes (oksijen) alır ve yakıtı yakarak ısı enerjisini hareket enerjisine dönüştürür. Emme zamanında açılan emme supapları, silindir içerisine temiz havanın dolmasını sağlarlar; egzoz supapları ise yanma sonucu oluşan atık gazların silindirlerden atılmasını sağlarlar. Eksantrik milinin üzerindeki çıkıntı şeklindeki kamlar, milin dönmesiyle supapların kafasına vurarak açılmasını sağlar, supap yaylarıyla kapanmalarını sağlar. Külbütör kapağının altında çalışan supap mekanizması, aşınmaması için sürekli olarak motor yağıyla yağlanır.

Motorda temiz hava emme manifoldundan alınır, emme manifoldunun silindir içerisine açılan kanalına emme kanalı (emme portu) denir. Motorda egzoz gazları egzoz manifoldundan atılır, egzoz manifoldunun silindirlere açılan kanalına egzoz kanalı (egzoz portu) denir.

Supapların açılma zamanlamaları ve açık kalma süreleri, motor performansını direkt olarak çok büyük oranda etkiler. Kamın yüksekliği, supabın açılma miktarını (supap kaldırma miktarını) belirler. Kamın genişliğiyse supabın açık kalma süresini belirler (tabi ki bu süre motor devrine göre değişir). Motorların tasarım aşamasında; supap zamanları, supap çapları ve supap açılma miktarları (supap stroku), eksantrik mili ve kam profilinin tasarımı belirlenir. Yanlış supap tasarımı, bozuk supap zamanlaması ve yanlış supap boşluk ayarı, motorun performansını ciddi oranda düşürür. Supaplar, emme ve egzoz kanallarının doğru zamanda açılıp kapanmasını sağlarlar.

  

Bir motorda tüm devir ve yük şartlarında en uygun havanın alınması ve egzoz gazlarının en uygun şekilde atılması; motor performansını yükseltir, emisyonları  azaltır, yakıt ekonomisini iyileştirir. Bu bakımdan supapların açılma zamanlamaları, açık kalma süreleri, açılma miktarları  (supap açıklık miktarı-supap kaldırma miktarı) çok önemlidir.

 

Supap sistemi motorun performansını direkt olarak etkilediğinden, motor tasarımının gelişimi boyunca bazı değişikler yapılmıştır. Zamanla; supaplar motor bloğundan silindir kapağına yerleştirilmiştir, supap sayıları artmıştır, eksantrik mili motor bloğundan silindir kapağına taşınmıştır, sabit supap zamanlamalı motorlar yerine değişken supap zamanlaması (VTC, VVT-i, VANOS) sistemleri uygulanmıştır, supap kaldırma (supap açıklığı miktarı) değişken hale getirilmiştir (i-VTEC, VVTL-i, Valvematic, Valvetronic). Böylece motorlar daha verimli, daha çevreci, daha güçlü ve daha ekonomik yakıt tüketimine sahip olmuştur.

Eski tip motorlarda eksantrik mili silindir kapağında değil, motor bloğunda bulunur, hareketini eksantrik milinden bir zaman zinciri veya triger kayışı olmadan, direkt olarak dişlilerinin kavraşmasıyla alır. Böyle alttan eksantrikli motorlarda, eksantrik milinin hareketi itici çubuklarla külbütör mekanizmasına iletilir ve piyanolar (külbütör kolları) tarafından supaplar itilerek açılıp kapatılır. Eksantrik milinin aşağıda motor bloğunda olması ve supapların silindirin aynı tarafında olması (non crossflow cylinderhead), bazı motorlarda emme ve egzoz manifoldunun aynı tarafta olmasını zorunlu kılar.

Yüz yıl önce aşağıda, motor bloğunda bulunan ve direkt olarak krank mili tarafından dişlilerle döndürülen eksantrik milinin yolcuğu yukarı doğru devam etmiş ve son olarak silindir kapağının üstünde son bulmuştur.


Külbütör (üst kapak) açıldığında supapları çalıştıran mekanik düzeneğin iki farklı çeşitte olduğu görülür, bazı motorlarda külbütör mekanizması bulunur bazılarında bulunmaz. Supapların tahrik ediliş biçimine (çalıştırılma biçimine) göre supap sistemi ikiye ayrılır:

*Endirekt Supap Tahrik Sistemi (Külbütör Mekanizmalı Supap Sistemi)

*Direkt Supap Tahrik Sistemi (Külbütör Mekanizması Yok)

Eksantrik milinin motordaki konumuna, sayısına ve supap tasarımına göre, motor çeşitlere ayrılmıştır:

*Alttan Eksantrikli Motorlar (Cam in Block)

- L Tipi Motorlar (L Tipi Supap Mekanizması)

- T Tipi Motorlar (T Tipi Supap Mekanizması)

- F Tipi Motorlar (F Tipi Supap Mekanizması)

- I Tipi Motorlar (OHV: Over Head Valve: Üstten Supaplı Motorlar)

*Üstten Eksantrikli Motorlar (Cam in Head veya OHC)

- SOHC Üstten Tek Eksantrikli Motorlar (SOHC: Single Over Head Camshaft)

- DOHCÜstten Çift Eksantrikli Motorlar (DOHC: Double Over Head Camshaft)

*Supap sayısına göre motorlar: 8V, 16V

SUPAP SİSTEMİNİN PARÇALARI
- Eksantrik (Kam) Mili 
- Supaplar 
- Supap İticileri 
- Triger  Kayışı 
- Zamanlama Zinciri

SUPAP SİSTEMİYLE İLGİLİ KONULAR
- Supapların Soğutulması 
- Supap Bindirmesi 
- Sente
- Değişken Supap Zamanlaması 
- Supap Boşluğu 
- Supap Ayarı
- Supap Ayarı Bozulması
- Supap Erimesi 
- VVT-i  
- VANOS
- i-VTEC  
- VVTL-i 
- Valvematic

BMW Supap Sistemi Tarihsel Gelişimi

1929: Her silindirde iki adet supap. Supaplar motor bloğunda. Eksantrik mili motor bloğunda (alttan eksantrikli). (BMW 3.15)

1932: Her silindirde iki adet supap. Supaplar silindir kapağında. Eksantrik mili motor bloğunda (alttan eksantrikli). (BMW 3.20, M 68 Motor)

1962: Her silindirde iki adet supap. Supaplar silindir kapağında. Eksantrik mili silindir kapağında (üstten eksantrikli (OHC)). (BMW 1500, M 115 Motor)

1989: Her silindirde 4  adet supap. Üstten çift eksantrikli (DOHC).  (BMW 520i, M50B20 Motor)

1992: Her silindirde 4  adet supap. Üstten çift eksantrikli (DOHC). VANOS değişken supap zamanlama sistemi emme eksantrik milinde uygulanmaya başlanır.  (BMW 520i, M50B20TU Motor)

1997: Her silindirde 4  adet supap. Üstten çift eksantrikli (DOHC). Double VANOS. VANOS değişken supap zamanlama sistemi hem emme hem egzoz eksantrik milinde uygulanmaya başlanır.  (BMW 528i, M52B28TU Motor)

2001: Her silindirde 4  adet supap. Üstten çift eksantrikli (DOHC). Double VANOS + VALVETRONIC. VANOS değişken supap zamanlama sistemi hem emme hem egzoz eksantrik milinde var. Tam değişken eksantrik dişlisi.  (BMW 316ti, N42B18 Motor)

2005: Her silindirde 4  adet supap. Üstten çift eksantrikli (DOHC). Double VANOS + VALVETRONIC II. VANOS değişken supap zamanlama sistemi hem emme hem egzoz eksantrik milinde var. Tam değişken eksantrik dişlisi.  (BMW 630ti, N52B30OL Motor)

 

Ana konu (Bkz: Tüm Motor Parçaları ve Sistemleri)