مقدمه
سیلندر یا همان محفظه احتراق، اصلی‌ترین جزو خودرو است و در حقیقت قلب موتور به‌حساب می‌آید. ترکیب سوخت و هوا درون سیلندرهای ماشین منفجر شده و قوای لازم برای حرکت چرخ‌ها به وجود می‌آید. هر چه تعداد سیلندرها بیشتر باشد، موتور قدرت بیشتری تولید خواهد کرد. در ادامه بیشتر با سیلندرها، عملکرد و اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها آشنا می‌شویم.
سیلندر خودرو چیست؟
موتور خودرو از قطعات متعددی تشکیل شده که مهم‌ترین آن‌ها، سیلندر است. عملیات احتراق در درون سیلندر رخ می‌دهد. به بیان بهتر، ترکیب مناسب از سوخت و هوا به داخل سیلندر راه پیدا کرده و با ایجاد جرقه توسط شمع‌ها، این ترکیب منفجر می‌شود تا نیروی لازم برای حرکت چرخ‌های خودرو به وجود آید. در تاریخچه صنعت خودروسازی، موتور به‌صورت ۳ سیلندر، ۴ سیلندر، ۵ سیلندر، ۶ سیلندر، ۸ سیلندر، ۱۰ سیلندر و ۱۲ سیلندر ساخته شده است. البته موتورهای رایج در ماشین‌ها از نوع ۴ سیلندر و ۶ سیلندر هستند. نمونه‌های ۸، ۱۰ و ۱۲ سیلندر به سبب مصرف بالای سوخت منسوخ شده و نمونه‌های ۳ و ۵ سیلندر رواج کمی دارند. هر چه تعداد سیلندرها بیشتر باشد، موتور قدرت بیشتری تولید می‌کند. البته قدرت بیشتر به معنی مصرف سوخت بالاتر است و همین موضوع باعث شده خودروسازان استفاده از پیشرانه‌های ۸، ۱۰ و ۱۲ سیلندر را کنار بگذارند.
سیلندر ماشین از جنس فلز، چدن یا آلیاژ آلومینیومی است که مقاومت بسیار زیادی در برابر حرارت دارد. سیلندر شامل اجزای متعددی همچون سرسیلندر و پیستون می‌شود و با قطعاتی مثل سوپاپ‌های ورودی و خروجی در ارتباط است. سوپاپ ورودی هوای لازم برای احتراق را فراهم می‌آورد. سوپاپ خروجی دود ناشی از احتراق را به سمت خارج از سیلندر هدایت می‌کند. پیستون‌ها نیز با بالا و پایین‌رفتن، مخلوط هوا و سوخت را متراکم کرده و انرژی ناشی از احتراق را به میل‌لنگ انتقال می‌دهد. میل‌لنگ نیز در نهایت به واسطه گیربکس، چرخ‌های ماشین را به حرکت می‌اندازد.
اگرچه اکثر موتورهای رایج در خودروهای امروزی از نوع چهارسیلندر و شش‌سیلندر هستند، ولی این موضوع به معنی قدرت و پرفورمنس پایین آن‌ها نیست. فناوری‌هایی همچون توربوشارژ و سوپر شارژ به کمک موتورهای کوچک آمده‌اند تا راندمان آن‌ها را تقویت کنند و البته که به‌خوبی از پس این کار برآمده‌اند.
تاریخچه سیلندر به چه زمان برمی‌گردد؟
ماشین بخار جیمز وات در سال ۱۷۶۹ با پیشرانه تک‌سیلندر اختراع شد. این سیلندر یک پیستون داشت و تنها چرخ ماشین را به حرکت درمی‌آورد؛ بنابراین از همان ابتدای پیدایش خودرو، موتورهای درون‌سوز به تعدادی سیلندر مجهز بودند. سیلندرها می‌توانند چیدمان مختلفی در موتور داشته باشند.
انواع چیدمان سیلندرها در موتور
رایج‌ترین پیکربندی سیلندرها به‌صورت خطی (Inline) یا مستقیم (Straight) است. در این چیدمان، سیلندرها در یک راستا به‌صورت عمودی و پشت‌سرهم قرار می‌گیرند. اگر این چیدمان به‌صورت افقی در موتور تعبیه شود، با نام طرح‌بندی مستقیم و اگر به‌صورت عمودی یا ایستاده در موتور تعبیه شود با نام طرح‌بندی خطی مورد خطاب قرار می‌گیرد.
طرح‌بندی دیگر از سیلندرها وجود دارد که با نام تخت (Flat) شناسایی می‌شود. بر خلاف موتور مستقیم یا خطی، سیلندرهای موتور تخت به‌صورت افقی چیده شده‌اند. نام دیگر موتور تخت، باکسر (Boxer) است، چون پیستون‌ها همانند دست‌های یک بوکسور حرکت می‌کنند.
اگر سیلندرها در دو ردیف و با زاویه در مقابل یکدیگر قرار گیرند، موتور V شکل را تشکیل می‌دهند. این طرح‌بندی از محبوبیت بسیاری برخوردار بوده و تقریباً در تمام خودروهای پرفورمنس مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهم‌ترین مزیت چیدمان سیلندرها به‌صورت V شکل، اشغال فضای کوچک است.
سیلندر در کجای ماشین قرار دارد؟
سیلندرها قسمتی از موتور خودرو هستند که فرایند احتراق درون آن‌ها انجام می‌شود. سیلندرها به‌صورت استوانه‌های توخالی در داخل بلوک فلزی موتور جاسازی شده‌اند و یک پیستون درون آن‌ها بالا و پایین می‌رود.
سیلندر ماشین از چه اجزایی تشکیل شده است؟
همان‌طور که قبلاً گفته شد، سیلندر از اجزای متعددی تشکیل شده که در ادامه به معرفی و بررسی عملکرد هر یک از آن‌ها می‌پردازیم. پیستون، رینگ پیستون، سرسیلندر، واشر سرسیلندر و بوش جزو اجزای اصلی سیلندرها هستند.
– پیستون
مهم‌ترین بخش سیلندر، پیستون است که درون سیلندر به سمت بالا و پایین حرکت می‌کند. برای درک نقش پیستون می‌بایست عملکرد موتور را مرور کنید. زمانی که ترکیب سوخت و هوا از طریق انژکتورها و سوپاپ‌های ورودی وارد سیلندر می‌شود، پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند تا این ترکیب فشرده و آماده احتراق شود. سپس شمعک جرقه می‌زند، ترکیب سوخت و هوا منفجر شده و نیروی حاصل از آن، پیستون را به سمت پایین هل می‌دهد. پیستون انرژی آزاد شده را از طریق شاتون به میل‌لنگ انتقال می‌دهد. پیستون مقاومت بالایی در برابر حرارت داشته و معمولاً از جنس چدن یا آلومینیوم است.
– رینگ پیستون
پیستون می‌بایست به نرمی و بودن ایجاد هر نوع اصطکاکی درون سیلندر بالا و پایین برود تا مبادا گیرکرده و دفرمه شود. رینگ پیستون حرکت بدون اصطکاک پیستون درون سیلندر را تضمین می‌کند. رینگ پیستون روی شیارهای پیستون قرار می‌گیرد و با ایجاد فاصله بسیار کم مابین پیستون و سیلندر، شرایط لازم برای حرکت نرم و بدون اصطکاک را فراهم می‌آورد. رینگ پیستون همچنین بخش بالایی و پایینی پیستون را از هم جدا می‌کند تا مانع ورود موادی همچون روغن به داخل سیلندر شود؛ بنابراین می‌توان گفت رینگ پیستون نیز همچون یک عایق برای سیلندر عمل می‌کند.
– سرسیلندر
یکی دیگر از اجزای اصلی سیلندر و البته موتور، سرسیلندر است که روی بلوک موتور قرار می‌گیرد. سرسیلندر به‌عنوان یک عایق برای سیلندرها عمل می‌کند و مانع خروج گازها از داخل سیلندر می‌شود. بدین ترتیب، احتراق درون سیلندر به شیوه بهینه و بدون اتلاف صورت می‌گیرد. اگر کنجکاو هستید باید بدانید که گازها و دودهای پس از احتراق از طریق سوپاپ خروجی به سمت خارج هدایت می‌شوند و در واقع سرسیلندر، این فرایند را تضمین می‌کند. این قطعه نیز همانند سیلندر و پیستون مقاومت بالایی در برابر حرارت داشته و با چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود.
– واشر سرسیلندر
واشر سرسیلندر، مکمل سرسیلندر بوده و وظیفه عایق‌بندی دقیق سیلندرها، جهت ممانعت از خروج سوخت و گاز و نفوذ روغن و آب به داخل آن‌ها را بر عهده دارد. واشر سرسیلندر همچنین مانع مخلوط‌شدن آب و روغن‌موتور می‌شود. این قطعه مابین بلوک موتور و سرسیلندر قرار می‌گیرد و یک قطعه حساس به شمار می‌آید که به دلایلی همچون کم‌بودن آب رادیاتور، وجود رسوبات در سیستم خنک‌کننده ماشین، گرمای بیش از حد و سبک نامناسب رانندگی به‌راحتی خراب می‌شود.
– بوش
بوش یکی از اجزای مهم سیلندرها به‌حساب می‌آید. این قطعه یک استوانه توخالی است که بین پیستون و دیواره سیلندر قرار می‌گیرد و پیستون را در حین حرکت، در زاویه و مسیر مناسب نگه می‌دارد. اصلی‌ترین وظیفه بوش، جلوگیری از سایش و خرابی زودهنگام سیلندر و پیستون است. البته این قطعه می‌تواند دمای بالای ناشی از احتراق را به مایع جاری در سیستم خنک‌کننده انتقال دهد و به‌عنوان عایقی برای سیلندر عمل کرده و مانع خروج گازهای حاصل از احتراق شود.
سیلندر خودرو در چند نوع ساخته شده است؟
بسته به نوع بوش، سیلندر به دودسته‌تر و خشک تقسیم می‌شوند. در یک سیلندر تر، ضخامت بوش بین ۲ الی ۳ میلی‌متر است. در این نوع سیلندر، بوش با مایع خنک‌کننده در ارتباط است و به همین خاطر به آن «تر» می‌گوییم. در یک سیلندر تر، بوش از برخورد پیستون و رینگ پیستون با دیواره سیلندر جلوگیری می‌کند و در صورت خوردگی دیواره سیلندر، با تعویض بوش به‌راحتی می‌توان مشکل را حل کرد. به همین دلیل سیلندر تر، با نام سیلندر با بوش جداشدنی نیز شناخته می‌شود.
در برابر سیلندر تر، سیلندر خشک قرار دارد که در آن، بوش با مایع خنک‌کننده در ارتباط نیست. در این نوع سیلندر، بوش از سیلندر جدا نمی‌شود و به همین خاطر به آن سیلندر با بوش جدانشدنی می‌گوییم. در سیلندر خشک، رینگ پیستون به‌صورت مستقیم با دیواره سیلندر در تماس است. به همین خاطر فضای درون سیلندر با قطر کمتری ساخته می‌شود تا در هنگام خوردگی و نیاز به تراشکاری، قطر آن بیش از حد استاندارد نشود.
جمع‌بندی
سیلندر ماشین یکی از مهم‌ترین قطعات موتور به‌حساب می‌آیند که عملیات احتراق و ایجاد انرژی لازم برای حرکت چرخ‌ها در آن انجام می‌شود. این قطعه مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد، ولی بدین معنی نیست که آسیب‌ناپذیر است. با انجام سرویس‌های دوره‌ای و بررسی منظم موتور و سیستم خنک‌کننده، تعویض روغن در زمان مناسب، استفاده از روغن‌ها و سوخت باکیفیت و تعویض به‌موقع فیلترها می‌توانید به ماندگاری سیلندرها و جلوگیری از خرابی آن‌ها کمک کنید.
دیدگاهتان را بنویسید