نحوه عملکرد سرسیلندر خودرو چگونه است ؟

موتور ماشین از مهمترین اجزا و بهتر است بگوییم قلب تپنده خودرو است که نوع عملکرد و بازده آن تحت تاثیر موتور قرار داشته و از این‌رو سلامت قطعات مختلف اتومبیل نیز به میزان سلامت موتور بستگی دارد و همچنین میزان سلامت موتور بر روی بخش فنی نیز بسیار مؤثر است. موتور خودرو از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده است که می‌توان آن را نوعی سیستم پیچیده و حرفه‌ای دانست. از مهمترین اجزای این سیستم سرسیلندر بوده که در ما در این مطلب قصد بیان نحوه عملکرد آن را داریم.

وظایف سرسیلندر چیست؟

با توجه به نام سرسیلندر می‌توان دانست که قسمتی از بلوک سیلندر به شمار می‌رود. در صورتی که شما به بلوک سیلندر بدون وجود قطعات جانبی دقت نمایید، متوجه باز بودن سطح بالایی آن می‌شوید که سرسیلندر این بخش را به صورت کامل پوشانده و همچنین داخل سیلندرها یک محفظه احتراق را به وجود آورده است.این قطعه فلزی شکل را می‌توان از ثابت‌ترین اجزای موتور دانست که بر روی بلوک سیلندر پیچ شده و علاوه‌بر عایق‌بندی سیلندر وظایف دیگری برعهده دارد که جلوگیری از خارج شدن گاز‌ها از سیلندر‌ها جهت احتراق مناسب مخلوط سوخت و گاز از وظایف مهم آن محسوب می‌شود.

علاوه‌بر این سرسیلندر‌ها قابلیت فراهم کردن تزریق موقت سوخت را در زمان‌های مناسب به داخل سیلندر و خارج شدن دود از محفظه احتراق را دارند. از این‌رو می‌توان گفت که سرسیلندر‌ها از مجاری گوناگون برخوردار بوده که برای تزریق سوخت و آب، خارج شدن دود و هوا استفاده می‌شود.توجه کنید که هر کدام از قطعه‌ها قسمت‌های متفاوتی را دارند. به عنوان مثال محل بسته شدن و قرار گرفتن شمع‌ها از جمله آن است که با توجه به نوع سرسیلندر در سطح‌های جانبی یا بالایی آن قرار داده می‌شود. از دیگر این قطعات می‌توان به مجاری آب و روغن، اسبک‌ها، گیت‌های سوپاپ، سیت سوپاپ، میل سوپاپ و فنر‌ها، محل بستن ترموستات، مانیفولد‌ها که خود شامل پنجه اگزوز و برخی از لوله‌های ورود سوخت به داخل سیلندر می‌شوند، اشاره کرد.

جنس سرسیلندر چیست؟

جنس سرسیلندر همانند بلوک سیلندر می‌بایست از مقاومت حرارتی بسیار زیادی برخوردار باشد تا امکان تحمل دمای محفظه احتراق و اشتعال داخل آن را داشته باشد. بسیاری از تولیدکنندگان جنس این قطعه را مانند بلوک سرسیلندر می‌سازند تا به اندازه همان قطعه توان تحمل حرارتی را داشته باشد. از این رو سرسیلندر اغلب از آلیاژ‌های آهن از جمله چدن‌های دانه ریز و چدن خاکستری ساخته می‌شوند.

در برخی مواقع سرسیلندر به علت کاهش وزن تمام شده موتور از متریال‌های دیگر مانند آلومینیوم ریخته‌گری شده یا تزریقی ساخته می‌شود که در این حالت به احتمال زیاد جنس بلوک سیلندر از آلیاژهای آلومینیوم خواهد بود. استفاده از آلومینیوم مزیت‌های بسیاری دارد که برخورداری از ضریب انبساط حرارتی بیشتر در هدایت حرارت از جمله این مزیت‌ها است. توجه کنید که سرسیلندر‌های آلومینیومی از توانایی بسیار زیادی در برابر تغییرات ناشی از تنش‌های حاصل از جرقه زنی و انفجار داخل اتاقک احتراق برخوردار نیستند.

اغلب سرسیلندر‌ها به صورت یک تکه ساخته می‌شوند و تنها در صورتی که طول موتور زیاد باشد، به شکل یک تکه ساخته نخواهند شد که در این مواقع بعد از ساخت، تراشیده و صیقل داده شده و سپس عمل پرداخت بر روی آن انجام می‌شود.

شکل و تعداد سرسیلندر در انواع موتور‌ها

بسیاری از سرسیلندر‌ها با توجه به ترتیب قرار گرفتن سوپاپ‌ها و سیلندر‌ها، دارای انواع گوناگونی هستند. علاوه‌بر این تعداد برخی از خروجی‌های روی آن‌ها نیز بر پایه تعداد شمع‌ها در موتور تغییر خواهند کرد. به عنوان مثال در بسیاری از موتور‌ها برای هر نوع سیلندر، دو شمع استفاده می‌شود و در بسیاری دیگر تنها از یک شمع برای تمامی سیلندرها استفاده می‌شود.در برخی مواقع نیز امکان دارد برای هر سیلندر از یک شمع مخصوص استفاده کنند که از این‌رو تعداد خروجی‌های مربوط به شمع‌های روی سرسیلندر با توجه به این مورد تغییر می‌نماید. از این‌رو می‌توان گفت که هر موتوری باید از سرسیلندر مخصوص به خود استفاده نماید. علاوه‌بر این، با توجه به شکل بلوک سیلندر و فرم خروجی سیلندر‌ها نیز تعداد سرسیلندر‌ها در یک موتور تعیین می‌شود که برای مثال در برخی از موتور‌های خطی اغلب از یک سرسیلندر استفاده شده است و در دیگر موتور‌های V شکل که خورجینی نام دارند، برای هر سمت خروجی سیلندر از یک سرسیلندر مجزا استفاده می‌شود.

انواع سرسیلندر‌ها با توجه به نوع خنک کننده موتور

همانطور که می‌دانید حرار موتور خودرو‌ها در اثر کارکرد زیاد، افزایش پیدا می‌کند که در این صورت به یک خنک کننده فعال نیاز دارد و این نیاز شامل تمامی قسمت‌ها و قطعات خودرو می‌شود و هر نوع قطعه برای استفاده از سیستم خنک کننده، خصوصیات مخصوص خود را دارد.به صورت کلی می‌توان گفت که موتور‌ها از جهت نوع خنک کننده به دو نوع هوا خنک و آب خنک دسته‌بندی می‌شوند که هر یک از قطعات آن‌ها با توجه به نوع خنک کننده موتور از طراحی‌های مختلفی برخوردار هستند. توجه داشته باشید که سرسیلندر نیز شامل این قاعده می‌شود و با در نظر گرفتن نوع خنک کننده موتور به دو بخش تقسیم‌بندی می‌شوند.به دلیل آنکه سرسیلندر‌ها همانند بلوک در ارتباط دمای بالای محفظه احتراق قرار گرفته و نیاز فوری به سیستم خنک کننده دارد، این دسته‌بندی و طراحی سرسیلندر با توجه به این نکته اهمیت بالایی دارد.

انواع سرسیلندرهای این دسته‌بندی عبارت است از:

• سرسیلندر‌های هوا خنک

این سرسیلندر‌ها از طریق عبور هوا از سطح خود خنک شده و از این رو سطح این سرسیلندر به شکل پره‌های موازی طراحی و ساخته شده تا بیشترین تماس با خنک کننده هوا و سپس تبادل گرمایی با آن انجام شود. به دلیل آنکه موتور‌های هوا خنک در اتومبیل‌ها از کارایی زیادی برخوردار نیستند، در سال‌های اخیر این نوع سرسیلندر‌ها در موتور وسایل نقلیه مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

• سرسیلندر‌های آب خنک

همانطور که از نام آن مشخص است، این نوع سرسیلندر‌ها به علت عبور جریان آب خنک شده و به شکل شیارهایی طراحی شده که عبور آب و تماس با آن به بهترین شکل ممکن صورت می‌گیرد. شیارهایی که داخل سرسیلندر قرار گرفته‌اند، به روشی ساخته و آب‌بندی شده، که مانع از نفوذ آب و ضدیخ به داخل سیلندر و همچنین محفظه احتراق می‌شوند. مایع خنک کننده‌ای که در این سرسیلندر‌ها از باتری تامین می‌شود، علاوه‌بر آنکه دمای این قطعه را کاهش می‌دهند، از خوردگی آن نیز جلوگیری می‌کنند.

انواع مشکلات و خرابی سرسیلندر

به علت آنکه سرسیلندر‌ها با آلیاژ‌های مقاوم به گرما، ضربه و فشار ساخته شده‌اند، استهلاک زیادی نداشته و بسیار کم دچار خرابی و مشکلات دیگر می‌شوند. توجه کنید که سلامت آن تحت تاثیر سلامت و نوع عملکرد بی‌نقص سیستم روغن کاری و همچنین سیستم خنک کاری خودرو از جمله واتر پمپ، اویل پمپ و رادیاتور نیز قرار دارد. وجود مشکل و عیب در هر کدام از این قطعات می‌توان باعث تغییر شکل سرسیلندر و حتی تاب برداشتن آن نسبت به بلوک سیلندر نیز شود که این مورد سبب ایجاد اختلال در عایق‌بندی سیلندر‌ها از نفوذ آب و روغن نیز می‌شود.

به صورت کلی مشکلات و خرابی سرسیلندر شامل سه عامل مهم از جمله ترک خوردگی، تاب پیدا کردن و کربن گرفتن سرسیلندر می‌شود. عدم دقت کافی در زمان باز کردن سرسیلندر جهت تعمیرات موتور و سایر اجزای درونی سیلندر‌ها از مهمترین دلایل ترک خوردگی است. علاوه‌بر این در صورتی‌که آب خنک کننده سرسیلندر نیز به دلایل گوناگونی یخ‌زده شود، امکان ترک خوردگی و ایجاد مشکل می‌شود.