سرسیلندر

در یک موتور احتراق داخلی (موتور درون سوز)، سرسیلندر بر بالای بدنه موتور و سیلندرها نصب می شود. این قطعه بالای سیلندرها را پوشانده و محفظه احتراق را کامل می کند. این قطعه توسط واشر سرسیلندر آب بند می شود. در اغلب موتورها، در سرسیلندر مسیرهای عبوری مخلوط سوخت و هوا و همچنین مسیری برای خروج گازهای احتراق وجود دارد. در سرسیلندر می توان سوپاپ ها، شمع های جرقه زنی و همچنین انژکتورهای سوخت را نصب نمود.

بیشتر بخوانید: واشر سرسیلندر

سرسیلندر در موتورهای سوپاپ کناری

در یک موتور سرتخت یا سوپاپ کناری، قطعات مکانیکی سوپاپ ها همگی در بدنه موتور واقع شده اند و می توان از سرسیلندر ساده که همان صفحه ساده فلزی پیچ شده به بدنه موتور است، استفاده کرد.

با طراحی موتور به نحوی که تمام قطعات متحرک در درون بدنه موتور باشند می توان در موتورهای بزرگ چرخ دنده میل سوپاپ (میل بادامک) را کوچک در نظر گرفت و کمتر از اثرات منفی انبساط حرارتی در بدنه سیلندرها تاثیر گرفت. در استفاده از زنجیر در میل بادامک بالایی طول بالای زنجیر استفاده شده برای میل بادامک می تواند سبب مشکلاتی در استهلاک و از جا درآمدن زنجیر در صورت عدم انجام بازدیدهای دوره ای منظم شود.

موتورهای سوپاپ کناری اولیه در زمان سوخت های ساده اولیه با نرخ اکتان پایین استفاده می شدند و بنابراین نسبت تراکم های پایینی داشتند. این امر منجر به طراحی ساده تر محفظه احتراق در این موتورها شده بود و نیازی به طراحی پیچیده در مسیرهای انتقال سوخت و هوا در این موتورها حس نمی شد.

یک مشکل عمده در این موتورها این بود که نسبت تراکم پایین طبیعتأ منجر به نسبت انبساط پایین در مرحله قدرت می شد. گازهای خروجی هنوز (به نسبت موتورهای امروزی) داغ بوده و این امر سبب سوختن سوپاپ ها می شد.

طراحی سیلندر توربولانت توسط ریکاردو (Ricardo) یک پیشرفت عمده در ساخت موتورهای سوپاپ کناری ایجاد نمود. در این طراحی فضای بین محفظه احتراق و دریچه ها کاهش پیدا کرده بود اما مسیرهای جریان هوا بسیار هوشمندانه بوده و جریان هوا به داخل و بیرون از محفظه بسیار بهتر انجام می گرفت. از همه مهمتر، این طراحی از توربولانس در جریان برای اختلاط بهتر سوخت و هوا استفاده می کرد. این امر خود منجر به دستیابی به نرخ های بالاتر نسبت تراکم و افزایش راندمان عملکرد موتور می گشت.

محدودیت راندمان در موتورهای سوپاپ کناری جریان گاز از سوپاپ ها نیست، بلکه شکل محفظه احتراق است. در موتورهای با سرعت بالا و نسبت تراکم های بالا، محدودیت اصلی دستیابی به احتراق کامل و موثر بدون وقوع پدیده خوداشتعالی است. شکل محفظه احتراق یک موتور سوپاپ کناری که بسیار عریض تر از آنچه که سیلندر بتواند به سوپاپ ها برسد طراحی شده، در تضاد با شکل ایده آل برای احتراق و همچنین حجم پایین (و ارتفاع کم) مورد نیاز برای نسبت تراکم بالا می باشد. موتورهای جدید و با راندمان بالای امروزی بیشتر از  طراحی های سقف محصور یا نیم کره ای استفاده می کنند که در آن ها سوپاپ ها نزدیک به مرکز پروفیل قرار گرفته اند.

هنگامی که کیفیت سوخت و نرخ اکتان پایین باشد، نسبت  تراکم محدود می شود. در این موارد، موتورهای سوپاپ کناری بسیار کارآمد هستند. به خصوص در مورد موتور توسعه یافته IOE مختص بازارهایی با سوخت ضعیف مانند سری B رولزرویس یا لندروور که از چیدمان پیچیده سوپاپ های مایل، سرسیلندر با زاویه نسبت به محفظه سیلندر و پیستون-هایی با زاویه متناظر به منظور ایجاد یک محفظه احتراق جمع و جور با شکلی تقریبا کروی استفاده می کنند. چنین موتورهایی تا اواخر دهه 1990 تولید می شدند و ساخت آن ها تا هنگامی که سوخت دیزل مناسب برای جایگزینی سوخت بنزین ضعیف پیدا شد، ادامه داشت.

ساختار سرسیلندر

با نگاهی به درون این قطعه می بینیم که سرسیلندر مسیرهایی به نام دریچه برای عبور مخلوط سوخت و هوا از منیفولد ورودی به سمت سوپاپ های ورودی و گازهای حاصل از احتراق از سوپاپ های خروجی به سمت منیفولد دود (خروجی) دارد. در یک موتور خنک شونده به وسیله آب، سرسیلندر همچنین دارای کانال های داخلی و مسیرهایی برای حرکت مایع مبرد که اغلب ترکیبی از آب و ضدیخ است، می باشد و از این طریق حرارت اضافی را از سر سیلندر و در نتیجه موتور دور می نماید.

در طراحی در مدل سوپاپ بالایی (OHV) سرسیلندر علاوه بر مسیرهای گازهای ورودی و خروجی شامل سوپاپ ها و شمع های جرقه می باشد. عملکرد سوپاپ ها توسط میل بادامک کنترل می شود که در درون بدنه سیلندرها واقع شده و حرکت آن به میل  فشاری و سپس اسبک ها که بر روی شفت اسبک قرار گرفته اند منتقل می شود. اسبک ها و شفت آن نیز در سرسیلندر قرار گرفته اند.

در طراحی در مدل میل بادامک بالایی (OHC) سرسیلندر شامل سوپاپ ها، شمع های جرقه زنی و مسیرهای ورودی و خروجی همانند موتور OHV می باشد، اما در این مدل میل بادامک نیز به سرسیلندر منتقل شده است. میل بادامک ممکن است که در مرکز ردیف های سوپاپ های خروجی و ورودی واقع شده باشد و هنوز هم از اسبک (اما بدون استفاده  میل فشاری) استفاده شود و یا ممکن است میل بادامک مستقیما بر روی سوپاپ ها نشسته  و مکانیزم اسبک را حذف کند و از سیستم سطل اهرم (Bucket Tappet) استفاده کند.

روش های به کارگیری سرسیلندر در موتور

تعداد سرسیلندرها در یک موتور تابعی از ساختار موتور می باشد. تقریبا تمامی موتورهای خطی (مستقیم) از یک سرسیلندر که بر روی تمامی سیلندرها قرار دارد استفاده می کنند. یک موتور V شکل از دو سرسیلندر هر کدام بر روی یک طرف موتور استفاده می کند. در بعضی از موتورهای جمع و جور V شکل با زاویه باریک مانند فولکس واگن مدل VR6 زاویه بین بلوک های سیلندر آن قدر کم است که از یک سرسیلندر برای هر دو ردیف استفاده می-شود. در موتور تخت که در واقع یک موتور V با زاویه 180 درجه است نیز از دو سرسیلندر استفاده می شود. اکثر موتورهای شعاعی یک سرسیلندر به ازای هرسیلندر دارند، البته معمولأ در این نوع موتور سرسیلندر به عنوان یک قطعه از سیلندر شناخته می شود. این امر همچین در موتورسیکلت ها نیز معمول است و چنین ساختار سیلندر و سرسیلندری را معمولأ به نام بشکه ای می شناسند.

بعضی از موتورها مخصوصا موتورهای دیزلی با ظرفیت متوسط و بالا که برای مصارف صنعتی، دریایی، تولید برق و ماشین های کششی با قدرت بسیار بالا (مانند کامیون ها، لوکوموتیوها، ماشین های راه سازی سنگین و غیره) طراحی شده اند، از یک سرسیلندر مجزا برای هر سیلندر استفاده می کنند. این امر منجر به کاهش هزینه های تعمیرات شده زیرا در صورت خرابی یک سرسیلندر دیگر نیازی به تعویض کل مجموعه سرسیلندرها نمی باشد. چنین طراحی به تولیدکنندگان موتور اجازه می دهد که به آسانی "مجموعه"ای از موتورها را با چیدمان های مختلف تولید کرده و بدون نیاز به ساخت و طراحی سرسیلندر جدید هر تعداد سیلندر مورد نیاز را در موتور خود تعبیه نمایند.

طراحی سرسیلندر کلید دست یابی به راندمان در یک موتور احتراق داخلی است زیرا شکل محفظه احتراق و مسیرها و دریچه های ورودی و خروجی نقش بزرگی در تعیین راندمان حجمی و نسبت تراکم یک موتور ایفا می کند.

یک سرسیلندر تک میل بادامک بالایی هوندا D15A3

شما مشتریان گرامی میتوانید برای خرید انواع لوازم یدکی کیا و لوازم یدکی هیوندای و یا دیگر لوازم یدکی برای دیگر خودروها با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.