سرسیلندر چیست؟ وظیفه، الگوی بستن پیچ‌ها و کاربرد آچار تورک‌متر

سرسیلندر قطعه‌ای از موتور خودرو است که روی بلوکه سیلندر بسته می‌شود، بالای سیلندرها را می‌پوشاند و سقف محفظه احتراق را تشکیل می‌دهد. سوپاپ‌ها، مجاری ورودی هوا و خروجی دود و در بیشتر موتورهای امروزی میل سوپاپ روی سرسیلندر قرار دارند. چون سرسیلندر ضخامت زیادی دارد و در معرض تغییرات شدید فشار و دما قرار می‌گیرد، برای جلوگیری از تاب برداشتن آن باید پیچ‌هایش با الگو و گشتاوری که سازنده تعیین کرده سفت شوند؛ معمولاً برای این کار از دو الگوی حلزونی راست‌گرد و ترتیبی استفاده می‌شود.

سرسیلندر چیست و چه وظیفه‌ای در موتور دارد؟

سرسیلندر درپوش بالایی سیلندرهای موتور است و همراه با واشر سرسیلندر، محفظه احتراق را از بالا آب‌بندی می‌کند. علاوه بر این، سرسیلندر محل نصب سوپاپ‌ها و فنرهای آن‌ها، مجاری ورود هوا و خروج دود و در موتورهای میل‌سوپاپ‌رو، محل قرارگیری میل سوپاپ است. مسیرهای عبور روغن و مایع خنک‌کننده هم از بلوکه سیلندر به داخل سرسیلندر ادامه پیدا می‌کنند.

درپوش‌هایی که مانند سرسیلندر ضخامت زیادی دارند و تحت تأثیر تغییرات فشاری و دمایی زیادی قرار می‌گیرند، اگر نادرست بسته شوند تاب برمی‌دارند. به همین دلیل، برای جلوگیری از تاب برداشتن سرسیلندر حتماً باید به الگوی سفت کردن پیچ‌های آن مطابق دستورالعمل سازنده توجه کرد.

الگوهای بستن پیچ سرسیلندر کدام‌اند؟

معمولاً برای سفت کردن پیچ‌های سرسیلندر از دو الگوی حلزونی راست‌گرد شکل (1) و ترتیبی شکل (2) استفاده می‌شود. مقدار گشتاور و ترتیب دقیق بستن برای هر موتور متفاوت است؛ این اعداد برای موتورهای XU7، TU3، TU5 و EF7 در مقاله روش بستن سرسیلندر موتورهای پژو و سمند آمده است.

شکل 1- سفت کردن پیچ‌های سرسیلندر موتور به صورت حلزونی راست‌گرد

روش حلزونی راست‌گرد

الگوی شکل (1) در اکثر موتورهای بنزینی چهارزمانه چهارسیلندر استفاده می‌شود. در این الگو، بستن از پیچ‌های وسط شروع می‌شود و به‌صورت حلزونی به سمت پیچ‌های کناری ادامه پیدا می‌کند. شکل مذکور مربوط به خودروی رنو 18 است.

روش ترتیبی

شکل (2) نحوه سفت کردن پیچ‌های موتور Rolls-Royce Eagle MK III را به روش ترتیبی نشان می‌دهد.

شکل 2- سفت کردن پیچ‌های سرسیلندر به صورت ترتیبی

آچار تورک‌متر چیست و چرا برای بستن سرسیلندر ضروری است؟

سفت کردن پیچ‌های سرسیلندر باید به‌صورت تدریجی و با گشتاور مناسب مطابق توصیه سازنده انجام شود. آچار تورک‌متر (Torque meter) ابزاری است که اجازه می‌دهد گشتاور اعمال‌شده به پیچ دقیقاً به مقدار تعیین‌شده برسد و از آن بیشتر نشود؛ به همین دلیل برای بستن سرسیلندر حتماً باید از آن استفاده کرد. استفاده صحیح از آچار تورک‌متر مهارتی است که به‌صورت کاملاً عملی در دوره آموزش تعمیر موتور هیوندای و کیا و دوره آموزش تعمیر موتورهای ایرانی دانشگاه صنعتی شریف آموزش داده می‌شود.

اجزای آچار تورک‌متر

شکل (3) ساختار ظاهری آچار تورک‌متر فنری را نشان می‌دهد.

1– بازوی دندانه‌دار 2- بازوی گشتاوری دندانه‌دار 3- صفحات جانبی 4- بازوی انتهایی آچار تورک‌متر که به آچار بکس وصل می‌شود 5- محل تنظیم گشتاور مورد نیاز

شکل 3- شکل ظاهری آچار تورک‌متر

نحوه عملکرد آچار تورک‌متر

در شکل (4)، حالت (a) وضعیتی را نشان می‌دهد که آچار تورک‌متر در حال سفت کردن پیچ است و حالت (b) وضعیتی را نشان می‌دهد که گشتاور سفت شدن پیچ با گشتاور تنظیم‌شده روی تورک‌متر برابر شده و تورک‌متر به حالت خلاص رسیده است.

1- بازوی تنظیم گشتاور 2- پیچ تنظیم پیش‌بار فنر 3- دسته متحرک روی قسمت مدرج تورک‌متر 4- واشر تنظیم (Shim) 5- فنر تنظیم پیش‌بار 6- پلانچر 7- بازوی واسطه 8- بازوی دندانه‌دار 9- بازوی گشتاوری دندانه‌دار 10- بازوی انتهای آچار تورک‌متر که به آچار بکس وصل می‌شود 11- جهت اعمال نیرو

a) حالت سفت کردن پیچ b) رسیدن گشتاور به گشتاور تورک‌متر و خلاص شدن تورک‌متر

شکل 4- عملکرد آچار تورک‌متر در وضعیت سفت کردن پیچ و خلاص شدن

نقش واشر سرسیلندر در آب‌بندی سرسیلندر

بین سیلندر و سرسیلندر از واشر سرسیلندر استفاده می‌شود. این واشر پستی و بلندی‌های سطح سیلندر و سرسیلندر را پر می‌کند، عدم صافی و تاب جزئی ناشی از خطای ساخت را می‌پوشاند، از خروج سوخت و هوای فشرده‌شده یا محترق‌شده از سیلندر جلوگیری می‌کند، نمی‌گذارد روغن موتور با مایع خنک‌کننده مخلوط شود و جلوی ورود روغن و مایع خنک‌کننده به داخل سیلندر را می‌گیرد. توضیح کامل انواع واشر و نحوه انتخاب آن در مقاله واشر سرسیلندر آمده است.

جنس واشر سرسیلندر چه اهمیتی دارد؟

واشر سرسیلندر باید به اندازه کافی نرم باشد تا بتواند فضاهای خالی بین سرسیلندر و سیلندر را به‌راحتی پر کند و از طرفی باید انتقال حرارت بالایی داشته باشد تا نسوزد؛ به همین دلیل، مطابق شکل (5) در طرح‌های مختلفی ساخته می‌شود.

شکل 5- انواع مختلف واشر سرسیلندر موتور

طرح (a) قدیمی است و به علت استفاده از مس، نسبت به طرح‌های دیگر قیمت بالاتری دارد؛ به همین دلیل امروزه کمتر استفاده می‌شود. طرح (b) در موتورهای دیزل به کار می‌رود، در حالی که طرح‌های دیگر که در آن‌ها از آزبست و فولاد استفاده شده، در موتورهای بنزینی استفاده می‌شوند. در طرح (c) که فقط یک لایه فولاد دارد، هر دو طرف لایه فولادی با لایه‌ای به ضخامت 0/04 میلی‌متر از لاک مقاوم در برابر گرما پوشانده می‌شود تا عمل آب‌بندی به‌خوبی انجام شود.

چرا با هر بار باز کردن سرسیلندر باید واشر نو گذاشت؟

در هر بار تعمیر و باز کردن سرسیلندر باید واشر سرسیلندر را عوض کرد، چون واشر کهنه آب‌بندی بین سیلندر و سرسیلندر را به‌طور کامل انجام نمی‌دهد و باعث کاهش قدرت و افزایش مصرف سوخت می‌شود.

اگر پیچ‌های سرسیلندر به اندازه کافی و به روش صحیح سفت نشوند، واشر سرسیلندر به دلیل انتقال حرارت کم می‌سوزد و مایع خنک‌کننده با روغن موتور ترکیب می‌شود؛ در نتیجه روغن موتور تقریباً شیری‌رنگ می‌شود. سایر علائم سوختن واشر سرسیلندر و روش تشخیص آن‌ها را در مقاله اختصاصی واشر سرسیلندر توضیح داده‌ایم.

جمع‌بندی نهایی

سرسیلندر درپوش بالایی سیلندرهای موتور است که سقف محفظه احتراق را می‌سازد و محل نصب سوپاپ‌ها، مجاری ورود و خروج و در بیشتر موتورها میل سوپاپ است. چون سرسیلندر ضخیم است و زیر فشار و دمای بالا کار می‌کند، پیچ‌های آن باید به‌صورت تدریجی، با الگوی حلزونی یا ترتیبی که سازنده تعیین کرده و با گشتاور دقیق آچار تورک‌متر بسته شوند. در هر بار باز کردن سرسیلندر هم باید واشر نو استفاده شود، چون واشر کهنه یا پیچ‌هایی که درست سفت نشده‌اند، به سوختن واشر و مخلوط شدن روغن و آب موتور منجر می‌شوند.

سوالات متداول

آیا می‌توان سرسیلندر را بدون تورک‌متر بست؟

خیر. پیچ‌های سرسیلندر باید با گشتاور دقیق تعیین‌شده توسط سازنده سفت شوند و بدون آچار تورک‌متر نمی‌توان مطمئن بود که این مقدار رعایت شده است. سفت کردن کمتر از حد باعث سوختن واشر و سفت کردن بیش از حد باعث آسیب به رزوه‌ها و تاب برداشتن سرسیلندر می‌شود.

آیا فرمولی برای تبدیل درجه گردش به نیوتن‌متر یا کیلوگرم‌متر وجود دارد؟

خیر، این دو پارامتر مستقیماً قابل تبدیل به یکدیگر نیستند، مگر با در اختیار داشتن اطلاعات دقیق ماده (مانند میزان پیچش، طول، ممان اینرسی و مدول برشی). به همین دلیل، سازنده هر موتور مقدار گشتاور و درجه گردش را جداگانه و به‌صورت اختصاصی اعلام می‌کند؛ برای مثال، جدول کامل این اعداد برای خانواده پژو (پژو ۴۰۵، سمند، سورن) را می‌توانید در مقاله روش بستن سرسیلندر موتور مشاهده کنید.

منظور از سفت کردن پیچ به همراه «چند درجه گردش» بعد از رسیدن به گشتاور چیست؟

در پیچ‌هایی که علاوه بر گشتاور، مقدار درجه گردش هم مشخص شده، پس از اینکه تورک‌متر با تولید صدا نشان داد گشتاور موردنظر محقق شده، باید بدون توقف، پیچ به‌اندازه درجه اعلام‌شده بیشتر چرخانده شود؛ این کار با تورک‌متر مجهز به زاویه‌سنج به‌راحتی و در آچارهای بدون زاویه‌سنج به‌صورت تقریبی قابل انجام است.

نشتی روغن از زیر سرسیلندر بعد از بستن به چه معناست؟

معمولاً به این معناست که پیچ‌ها به‌درستی و با گشتاور کافی سفت نشده‌اند و آب‌بندی واشر سرسیلندر به‌طور کامل انجام نشده است. در این حالت معمولاً نیاز به باز کردن مجدد سرسیلندر و استفاده از واشر نو خواهد بود.

نویسنده: مهندس صیاد نصیری