سرسیلندر خودرو یکی از مهم‌ترین، پرکاربردترین، حیاتی‌ترین، حساس‌ترین و در عین حال گران‌ترین اجزای خودرو محسوب می‌شود، بنابراین لازم است تا آشنایی نسبی با این قطعه بزرگ و گران‌قیمت داشته باشیم. سرسیلندر خودرو (cylinder head) نام قطعه‌ای بزرگ است که در قسمت بالایی بلوک سیلندر قرار می‌گیرد و وظیفه اصلی و بسیار مهم آن، عایق‌بندی موتور و سیلندر و جلوگیری از خروج گازها از محفظه سیلندر است. در اغلب موتورهای به‌کاررفته در اتومبیل‌های رایج، قسمت بالایی سیلندر با یک قطعه ریخته‌گری جداگانه به نام سرسیلندر خودرو بسته و عایق‌بندی می‌شود. سر سیلندر به قسمت بالایی بلوک سیلندر پیچ می‌شود. این مفصل توسط یک واشر تحت عنوان واشر سرسیلندر پوشش داده می‌شود تا کار عایق‌بندی به‌طور کامل انجام شود. سرسیلندر از یک محفظه احتراق، شمع‌ها، اسبک‌ها، گیت‌های سوپاپ‌ها، سیت سوپاپ‌ها، میل سوپاپ و فنرها، مجاری آب و روغن، مانیفولد، پنجه اگزوز و لوله‌های ورود سوخت به داخل سیلندر و محل بسته شدن ترموستات (در خودروهای احتراق داخلی) تشکیل می‌شود.
در اکثر موتورها، سرسیلندر خودرو شامل گذرگاه‌هایی است که هوا و سوخت را به سیلندرها می‌رساند و اجازه خروج گازهای خروجی را می‌دهد. سرسیلندر معمولاً از آهن خاکستری یا آلیاژ آلومینیوم ساخته می‌شود تا دوام و انعطاف کافی و لازم را تحت شرایط سخت و دما و فشار بالا داشته باشد. آلومینیوم دارای مزایایی مانند وزن سبک و هدایت حرارتی بالا است.
اجزای تشکیل دهنده سرسیلندر خودرو
قطعات سرسیلندر خودرو به شرح زیر است:
- واشر سرسیلندر
- درگاه‌های ورودی و خروجی
- دریچه‌های ورودی و خروجی گازها و مایعات
- محفظه احتراق
- شمع‌ها
- انژکتورهای سوخت
- میل بادامک
- قطعات اضافی سرسیلندر خودرو
۱. واشر سرسیلندر
این واشر بین سرسیلندر و بلوک موتور قرار می‌گیرد و وظیفه آن آب‌بندی موتور و جلوگیری از مخلوط شدن آب و روغن است. واشر سرسیلندر در بالای محفظه موتور پیچ می‌شود. این واشرها به‌عنوان مهروموم بین سرسیلندر و بلوک موتور عمل می‌کنند. این کار از نشت یا مخلوط شدن روغن و مایع خنک‌کننده موتور جلوگیری می‌کند. همچنین به بهتر شدن نحوه عملکرد فیلتر روغن در خودرو کمک می کند.
۲. منیفولد های ورودی و خروجی
دریچه‌های ورودی و خروجی قسمتی از سرسیلندر هستند. دریچه ورودی (منیفولد هوا) به‌منظور گردش هوا به داخل سرسیلندر و محفظه احتراق است. پس از فرآیند احتراق، گازها توسط دریچه اگزوز (منیفولد اگزوز) از محفظه احتراق خارج می‌شوند. این دریچه‌ها از ایجاد فشار داخلی که می‌تواند منجر به انفجار موتور شود جلوگیری می‌کند.
۳. سوپاپ های خودرو
یک موتور دارای سوپاپ‌هایی برای بسته شدن و باز کردن مسیر ورودی و خروجی است که هدف آن متوقف کردن یا جلوگیری از ورود هوا و سوخت به داخل محفظه احتراق است. در یک موتور احتراق داخلی، هر سیلندر دارای دو سوپاپ است، سوپاپ ورودی معمولاً بزرگ‌تر و سوپاپ خروجی کوچک‌تر است. بالابر سوپاپ / بازوی راکر و فنر سوپاپ نیز جزو مجموعه سوپاپ است.
۴. محفظه احتراق
محفظه احتراق سرسیلندر، هسته موتور نامیده می‌شود که در آن مخلوط هوا و سوخت می‌سوزد تا قدرت حرکت وسیله نقلیه تولید شود. محفظه‌های احتراق بسته به طراحی موتور و کاربرد آن، در اشکال و اندازه‌های مختلف طراحی می‌شوند.
۵. شمع خودرو
شمع برق را به محفظه احتراق می‌دهد تا مخلوط هوا/سوخت را مشتعل کند. شمع‌ها روی سر سیلندرها نصب می‌شوند و نوک آن‌ها مستقیماً به محفظه احتراق منتهی می‌شود. شمع‌ها معمولاً برای اطمینان از مهروموم و آب‌بندی هوا، رزوه می‌شوند.
۶. انژکتور ماشین
انژکتورهای پاشش سوخت نیز روی درپوش سرسیلندر قرار می‌گیرند. در موتورهای دیزلی، انژکتورها، سوخت را توسط یک پمپ تزریق به داخل محفظه احتراق تزریق می‌کنند. هنگامی که ماشین اسارت می خورد قبل از اینکه بنزین به سمت انژکتور کشیده شود از فیلتر بنزین عبور می کند تا سوخت و بنزین تمیز به سمت موتور جریان پیدا کند.
۷. میل بادامک سر
سر سیلندر شامل میل بادامک هم می‌شود. میل بادامک برای باز و بسته کردن سوپاپ‌ها است. میل لنگ یکی از اجزای بلوک موتور است که از یک تسمه برای به حرکت درآوردن میل بادامک سر سیلندر استفاده می‌کند.
۸. قطعات اضافی سر سیلندر
سرسیلندر همچنین دارای دریچه‌هایی برای روانکاری و خنک کردن موتور است. طراحی دریچه‌ای‌های سر سیلندر نیز همان‌طور طراحی‌های خود سر سیلندر متفاوت است. موتورهای دیزلی همچنین دارای قطعاتی مانند پمپ وکیوم و پمپ تزریق نیز هستند.
عملکرد سرسیلندر
سرسیلندر نقش مهمی در یک وسیله نقلیه موتوری دارد. ساختار سرسیلندر پیچیده است و از پورت‌های زیادی تشکیل شده است. وجود سرسیلندر و طراحی خاص آن، امکان نصب قطعات مختلف مانند سوپاپ‌ها و کانال‌های ورودی و خروجی، شمع‌ها، انژکتورهای سوخت و میل بادامک را فراهم می‌کند. علاوه بر این، مسیر امن و جداگانه‌ای برای حرکت مایع خنک‌کننده، روغن و گازهای احتراق به وجود می‌آورد.
بلوک سیلندر گرمای تولیدشده توسط موتور را جذب می‌کند و از این طریق از خرابی و انفجار موتور جلوگیری می‌کند. سرسیلندر محفظه احتراق را آب‌بندی می‌کند و به‌عنوان نیروگاه کنترل مکانیکی موتور عمل می‌کند. تامین انرژی الکتریکی برای احتراق مخلوط سوخت/هوا در موتور برعهده کویل احتراق می‌باشد. همچنین فشردگی ناشی از فشار احتراق را از بین می‌برد. از این رو، سرسیلندر بدون شک یکی از حساس‌ترین و باارزش‌ترین قطعه‌های هر موتور و هر وسیله نقلیه موتوری محسوب می‌شود.
طراحی سرسیلندر با چهار طرح مختلف
به‌طور کلی، انواع سرسیلندر بر اساس تعداد و آرایش سوپاپ‌ها، در ۴ حالت زیر طراحی و ساخته می‌شود:
سرسیلندرهای آی هد (I HEADE): سرسیلندرهای آی هد بر روی موتورهای کوچکی نصب می‌شود که قدرت و تراکم کافی برای تأمین نیروی محرکه را به کمک محفظه کوچک خود تأمین می‌کنند. طراحی سرسیلندرهای آی هد بر اساس تعداد و نوع سوپاپ‌ها بوده و به‌گونه‌ای است که دارای یک یا دو ردیف منفذ برای قرارگیری سوپاپ‌ها هستند. در این نوع سرسیلندر، منیفولدهای هوا و اگزوز در یک آرایش خطی در کنار هم قرار می‌گیرند.
سرسیلندرهای تی هد (T HEADE): همان‌طور که از نامش مشخص است، در این نوع سرسیلندر، منیفولدهای هوا و اگزوز در دو سمت سیلندر قرار می‌گیرند و بیشترین فاصله را از هم دارند.
سرسیلندرهای ال هد (L HEADE): سوپاپ‌های دود و گاز در این طراحی در یک سمت سیلندر قرار دارند؛ اما همانند طراحی سرسیلندر تی هد، ارتباطی با داخل سیلندر برقرار نمی‌کنند.
سرسیلندرهای اف هد (F HEADE): در این طراحی، سوپاپ‌های گاز بر روی سرسیلندر قرار گرفته‌اند، این در حالی است که سوپاپ دود بر روی بدنه سرسیلندر نصب شده است.
مزایای استفاده از سرسیلندر آلیاژ آلومینیوم
سرسیلندر خودرو از جنس متریال مختلفی ساخته می‌شود؛ اما بهترین نوع آن از جنس آلیاژ آلومینیوم طراحی می‌شود. مزایای استفاده از سرسیلندر آلیاژ آلومینیوم به شرح زیر است:
- هدایت حرارتی بالاتر که حدود سه برابر چدن است
- وزن سبک
- افزایش نسبت تراکم بدون انفجار بیشتر به دلیل هدایت حرارتی
- خنک شدن بهتر در حین کارکرد موتور
- توان خروجی بیشتر و مصرف سوخت کم به دلیل افزایش نسبت تراکم و اثر خنک‌کنندگی بهتر
- گرم شدن سریع‌تر موتور
- امکان استفاده از رادیاتور کوچک‌تر
همچنین معایب استفاده از سرسیلندر خودرو آلیاژ آلومینیوم به شرح زیر است:
- هزینه بیشتر طراحی موتور
- مدول الاستیسیته کم
- به دلیل انبساط حرارتی بیشتر، فاصله بیشتری بین پیستون و سیلندر لازم است
- امکان خوردگی بیشتر توسط مایع خنک‌کننده
- گاهی اوقات لازم است از سیت (پایه و نشیمن‌گاه) شیر چدنی و شمع استفاده شود
- امکان چسبیدن سرسیلندر خودرو به سیلندر به دلیل خوردگی
یک پاسخ
مطلب خوبی بود ولی اگر میشه در مورد خرابی سرسیلندر هم محتوا بزارید