שסתום המחזור נועד להפחית פליטות מזיקות הנפלטות כתוצאה מהפעלת המנוע במהירות גבוהה. מבחינה מבנית, השסתום הוא גוף מתכתי בו נע סרעפת, הפותחת את פתח העוקף כאשר תערובת הגז בתא הבעירה מגיעה לטמפרטורה מסוימת.
שסתום מחזור גז הפליטה הוא המרכיב העיקרי של מערכת המחזור, שנועד להפחית את כמות הפליטות המזיקות לאטמוספרה. השסתום מותקן בתעלה המחברת את סעפות היניקה והפליטה של מנוע הבעירה הפנימית. שסתומי מחזור משמשים הן במנועי בנזין והן במנועי דיזל של מכוניות מודרניות.
איך השסתום עובד
שחרורם של חומרים רעילים מתבצע כתוצאה מתגובה כימית של חמצן וחנקן, המתרחשת כאשר מגיעים לטמפרטורה מסוימת בתא הבעירה. שסתום המחזור מספק חלק מגזי הפליטה לסעפת היניקה, ופוגע בבעירת הדלק, וכתוצאה מכך פוחתת הטמפרטורה של הגז בתא הבעירה.
הזזת הסרעפת
שסתום מחזור גז הפליטה הוא שסתום בקרה מכני פנאומטי. גוף העבודה של השסתום הוא דיאפרגמה המונחת בגוף מתכת. במצב מנוחה, הסרעפת, תחת פעולת קפיץ, סוגרת את אזור הזרימה של השסתום המחבר בין סעפות היניקה והפליטה. תעלת אספקת הגז מסעפת הפליטה ממוקמת בחלקו התחתון של השסתום, והחלק העליון מחובר באמצעות צינור לסעפת הכניסה של המנוע.
כאשר מגיעים לטמפרטורת השיא בתא הבעירה, נוצר ואקום בסעפת הפליטה, וכתוצאה מכך נלחץ הקפיץ כלפי מעלה, ופותח את אזור הזרימה של השסתום.
תנועת הסרעפת תלויה במיקום שסתום המצערת, המשתנה בהתאם למצב ההפעלה של המנוע. במהירות סרק של המנוע, הטמפרטורה בתא הבעירה אינה מגיעה לערכי שיא, והמיקום הפתוח של הבולם אינו יוצר ואקום בחלל העליון של השסתום. השסתום נכנס לפעולה כאשר הסל ד עולה כאשר שסתום המצערת נע למצב סגור ויוצר ואקום בסעפת הפליטה.
פיתוח נוסף של שסתומי מחזור
המנועים של מכוניות מודרניות משתמשים בשסתומי מחזור עם שסתום תרמי. נוכחותו של שסתום תרמי מונעת מהסרעפת לנוע בעת הפעלת המנוע, כאשר הוא עדיין לא מחומם מספיק. במנועים של הדורות הקודמים שסתום המחזור נכלל בפעולה עם הפעלת המנוע, מה שהגדיל באופן מלאכותי את זמן החימום.
שסתומי מחזור מבוקרים אלקטרונית משמשים גם בעיצוב מנועי רכב מודרני. תנועת הסרעפת בתוכם מתבצעת על ידי אות מיחידת בקרת המנוע האלקטרונית, הלוקח בחשבון את מיקום שסתום המצערת ואת הטמפרטורה בתא הבעירה.
