واشر سرسیلندر چیست؟ انواع، علائم سوختن و تفاوت واشر تعمیر اول و دوم

واشر سر سیلندر قطعه‌ای است که بین سرسیلندر و بلوکه سیلندر قرار می‌گیرد و محفظه احتراق، مدار روغن‌کاری و مدار خنک‌کاری را از هم و از بیرون آب‌بندی می‌کند. اگر این واشر بسوزد یا ترک بردارد، کمپرس، روغن و مایع خنک‌کننده به هم یا به بیرون نشت می‌کنند و نشانه‌هایی مثل داغ کردن موتور، کم شدن آب، روغن شیری‌رنگ و دود سفید از اگزوز ظاهر می‌شود. چون محل قرارگیری واشر سرسیلندر زیر حرارت و فشار بسیار بالاست، کیفیت، نوع و سلامت آن اهمیت زیادی در کارکرد موتور دارد. در این مقاله ابتدا انواع واشر سرسیلندر را مرور می‌کنیم، سپس علائم سوختن واشر و روش تشخیص آن را توضیح می‌دهیم و در پایان تفاوت واشر استاندارد با واشر تعمیر اول و دوم را بررسی می‌کنیم.

واشر سرسیلندر چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

واشر سرسیلندر یکی از مهم‌ترین قطعات مجموعه موتور است. این قطعه هم‌زمان باید فشار گازهای احتراق را داخل سیلندر نگه دارد، جلوی نشت روغن و مایع خنک‌کننده را در مسیرهایی که از بلوکه به سرسیلندر می‌روند بگیرد و ناهمواری‌های بسیار جزئی دو سطح را پر کند. شکل 1 اهداف استفاده از واشر سرسیلندر در موتور را نشان می‌دهد.

شکل 1- اهداف و وظایف واشر سر سیلندر

انواع واشر سرسیلندر کدام‌اند؟

واشرهای سرسیلندر را می‌توان به روش‌های مختلف دسته‌بندی کرد. یکی از رایج‌ترین دسته‌بندی‌ها بر اساس جنس مواد تشکیل‌دهنده واشر است که چهار نوع کامپوزیتی، مسی، الاستومری و چندلایه فولادی (MLS) را شامل می‌شود. شکل 2 این دسته‌بندی را نشان می‌دهد.

شکل 2- انواع واشر سر سیلندر

1- واشر سرسیلندر کامپوزیتی (کاغذی)

این نوع واشر در خودروهای قدیمی‌تر رایج بود و امروزه سهم آن در موتورهای جدید کمتر شده است. در بازار ایران به این واشرها «واشر کاغذی» هم گفته می‌شود. در برخی خودروها، واشر مانیفولد دود نیز از همین مدل ساخته می‌شود. شکل 3 این نوع واشر سرسیلندر را نشان می‌دهد.

شکل 3- نوعی واشر سرسیلندر کامپوزیتی

2- واشر سرسیلندر مسی؛ مزایا و معایب

یکی دیگر از انواع واشر سرسیلندر، واشر مسی است. این نوع واشر زیاد متداول نیست و کاربردهای خاص خودش را دارد. مزیت اصلی واشر مسی در جنس آن است: مس به دلیل انعطاف‌پذیری بالا آب‌بندی را به‌خوبی انجام می‌دهد و انتقال حرارت مناسبی هم دارد. در مقابل، قیمت بالای واشر مسی عیب اصلی آن است و به همین دلیل کمتر در خودروهای کلاس متوسط استفاده می‌شود. شکل 4 نوعی واشر سرسیلندر مسی را نشان می‌دهد.

شکل 4- نوعی واشر سر سیلندر مسی

شکل 5- اورینگ اطراف اتاق احتراق روی سر سیلندر

3- واشر سرسیلندر الاستومری

الاستومر از نظر ظاهری نوعی پلیمر لاستیکی به شمار می‌رود. گاهی از این پلیمر به دلیل انعطاف‌پذیری بالا برای آب‌بندی مجموعه‌هایی مانند سرسیلندر استفاده می‌شود. شکل 6 این نوع واشر سرسیلندر را نشان می‌دهد.

شکل 6- واشر سر سیلندر الاستومری

4- واشر سرسیلندر چندلایه فولادی (MLS)

خودروهای امروزی عموماً از این نوع واشر استفاده می‌کنند. واشرهای سرسیلندر MLS (Multi-Layer Steel) یا واشرهای چندلایه فولادی تقریباً همه اهداف واشر سرسیلندر را برآورده می‌کنند. شکل 7 این نوع واشر را نشان می‌دهد.

شکل 7- واشر سر سیلندر از نوع MLS

جدول زیر چهار نوع واشر سرسیلندر را از نظر ویژگی، کاربرد و محدودیت کنار هم قرار می‌دهد.

لایه‌های واشر سرسیلندر چندلایه چگونه است؟

همان‌طور که اشاره شد، واشرهای سرسیلندر امروزی عموماً بیش از یک لایه دارند و معمولاً تعداد لایه‌ها سه لایه است: لایه بالایی، لایه میانی که نقش ارتعاش‌گیر دارد و لایه پایینی. شکل 8 این لایه‌بندی را در واشر سرسیلندر نشان می‌دهد.

1- لایه بالایی 2- لایه میانی (ارتعاش گیر) 3- لایه پایینی
شکل 8- لایه‌بندی در واشرهای سر سیلندر

شکل 9 لایه‌بندی را در نوعی واشرهای MLS نشان می‌دهد.

1- لایه بالایی 2- لایه میانی 3- لایه پایینی
شکل 9- لایه‌بندی در واشر سر سیلندر MLS

1-حلقه فولادی مقاوم به حرارت 2- کناره انعطاف‌پذیر 3- واشر لاستیکی
4-لایه بالایی (کامپوزیتی) 5- لایه میانی 6- لایه پایینی
شکل 10- واشر کامپوزیتی چندلایه

علائم سوختن واشر سرسیلندر چیست؟

سوختن یا ترک برداشتن واشر سرسیلندر یعنی یکی از مسیرهایی که واشر باید آب‌بندی کند باز شده است. بسته به اینکه نشتی از کدام مسیر باشد، علامت آن هم فرق می‌کند. شکل 11 هفت حالت عمومی نشتی ناشی از خرابی واشر سرسیلندر را نشان می‌دهد.

1- نشتی کمپرس بین دو سیلندر 2- نشتی کمپرس به مدار خنک کاری موتور 3- نشتی کمپرس به بیرون 4- نشتی روغن به مدار خنک کاری موتور 5- نشتی روغن به بیرون 6- نشتی مایع خنک‌کننده به مدار روغن‌کاری 7- نشتی مایع خنک‌کننده به بیرون
شکل 11- آثار ناشی از خرابی واشر سر سیلندر

نشتی کمپرس بین دو سیلندر کنار هم، کمپرس هر دو سیلندر را پایین می‌آورد و موتور دچار لرزش، ریپ زدن و افت قدرت می‌شود. اگر کمپرس به مدار خنک‌کاری راه پیدا کند، در منبع انبساط حباب دیده می‌شود، شیلنگ‌ها سفت و پرفشار می‌شوند و موتور داغ می‌کند؛ در این حالت اگر مایع خنک‌کننده به محفظه احتراق برسد، دود سفید از اگزوز خارج می‌شود. نشتی کمپرس به بیرون معمولاً با صدای نشت گاز و رد دوده در لبه بین سرسیلندر و بلوکه همراه است.

وقتی روغن به مدار خنک‌کاری نشت کند، لایه‌ای از روغن روی سطح آب منبع انبساط یا رادیاتور دیده می‌شود. برعکس، ورود مایع خنک‌کننده به مدار روغن‌کاری باعث می‌شود روغن زیر درپوش و روی گیج روغن، شیری‌رنگ و کف‌آلود شود و هم‌زمان آب موتور مدام کم شود. نشتی روغن یا مایع خنک‌کننده به بیرون هم با رد روغن یا آب در درز بین سرسیلندر و بلوکه سیلندر مشخص می‌شود.

همان‌طور که در مقاله‌های مربوط به کمپرس‌سنجی، نشتی‌سنجی و خلأسنجی توضیح داده شده، با کمک این تست‌ها می‌توان مشکلات عمومی واشر سرسیلندر را تشخیص داد؛ برای مثال، کمپرس پایین در دو سیلندر مجاور نشانه رایج سوختن واشر بین آن دو سیلندر است. به فیلم 1 که درباره آثار و نشانه‌های خرابی واشر سرسیلندر است توجه کنید.

واشر سرسیلندر تعمیری چیست و تعمیر اول و دوم چه فرقی دارند؟

گاهی به دلیل مشکلاتی مانند تاب پیدا کردن سیلندر یا سرسیلندر، یکی از این دو بخش یا هر دوی آن‌ها نیاز به تراشکاری پیدا می‌کنند. اینکه بعد از تعویض واشر، سرسیلندر حتماً باید تراش داده شود یا نه، به میزان تاب آن بستگی دارد و با جدول تاب مجاز سازنده بررسی می‌شود. شکل 12 نمونه جدول بررسی سرسیلندر در موتور TU5 را نشان می‌دهد.

جدول بررسی میزان تاب مجاز سر سیلندر

درصورتی‌که شرکت سازنده تراشکاری را مجاز بداند، بخشی از سطح سرسیلندر یا بلوکه در عملیات ماشین‌کاری تراشیده می‌شود. در نتیجه دیگر نمی‌توان از واشر سرسیلندر استاندارد استفاده کرد، چون ضخامت آن جوابگوی فاصله جدید نیست. به همین دلیل در بازار واشرهای سرسیلندر ضخیم‌تری وجود دارد که به آن‌ها واشر تعمیری می‌گویند. واشر تعمیر اول برای تراش کمتر و واشر تعمیر دوم برای تراش بیشتر و با ضخامت بیشتر ساخته می‌شود. شکل 13 راهنمای استفاده از واشر تعمیری برای موتور TU5 را نشان می‌دهد.

1Bواشر استاندارد موتور
1D کد شرکت تولیدکننده
1C واشر سر سیلندر تعمیری (M تعمیر اول – N تعمیر دوم)
شکل 13 – استاندارد واشرهای خودرو TU5

تعیین میزان تراش و اینکه کدام واشر باید پس از تعمیر استفاده شود، دقیقاً در راهنمای تعمیرات موتور مربوطه توضیح داده شده است. شکل 14 نمونه‌ای از این جدول را نشان می‌دهد. برای نمونه در موتور TU5JP4، حداکثر تاب مجاز سرسیلندر 0.05 میلی‌متر است و ارتفاع سرسیلندر پس از تراش نباید از 135.6 میلی‌متر کمتر شود؛ یعنی حداکثر 0.2 میلی‌متر تراش مجاز است. در جدول ضخامت واشر هم هر مرحله تعمیری 0.2 میلی‌متر ضخیم‌تر از مرحله قبل است: واشر استاندارد 0.66، تعمیر اول 0.86 و تعمیر دوم 1.06 میلی‌متر. پس از انتخاب واشر مناسب، بستن سرسیلندر باید با روش و ترتیب صحیح سفت کردن پیچ‌ها انجام شود.

جدول میزان ضخامت واشر سر سیلندر استاندارد – تعمیر اول و تعمیر دوم

برای توضیحات بیشتر به فیلم 2 توجه کنید.

واشر تعمیر اول و دوم را چطور از هم تشخیص دهیم؟

همه سازندگان به یک روش، واشر سرسیلندر را علامت‌گذاری نمی‌کنند؛ اما معمولاً با استفاده از شیار، سوراخ، رنگ‌بندی یا درج ضخامت روی زبانه کناری واشر، استاندارد یا تعمیری بودن آن را مشخص می‌کنند. وقتی در بازار از واشر «دو سوراخ» یا «سه سوراخ» صحبت می‌شود، منظور همین سوراخ‌های زبانه کناری است که ضخامت واشر را نشان می‌دهد. چون این کدگذاری بین سازندگان یکسان نیست، تعداد سوراخ به‌تنهایی مشخص نمی‌کند واشر استاندارد است یا تعمیر اول و دوم؛ معنی دقیق آن را باید از جدول راهنمای تعمیرات همان موتور یا کاتالوگ سازنده خواند، همان‌طور که در شکل 13 برای موتور TU5 دیدید. شکل 15 و 16 نمونه‌هایی از این روش‌ها را نشان می‌دهد.

شکل 15- واشر سر سیلندر تعمیری با استفاده از شیار جانبی

شکل 16- مشخص‌کردن واشر سر سیلندر تعمیری با سوراخ جانبی

جمع‌بندی نهایی

واشر سرسیلندر محفظه احتراق، مدار روغن‌کاری و مدار خنک‌کاری را بین سرسیلندر و بلوکه سیلندر آب‌بندی می‌کند و در چهار نوع اصلی کامپوزیتی (کاغذی)، مسی، الاستومری و چندلایه فولادی (MLS) ساخته می‌شود که نوع MLS در خودروهای امروزی رایج‌تر است. سوختن واشر بسته به مسیر نشتی، با علائمی مثل افت کمپرس دو سیلندر مجاور، حباب در منبع انبساط، داغ کردن موتور، روغن شیری‌رنگ، کم شدن آب و دود سفید خودش را نشان می‌دهد و با کمپرس‌سنجی، نشتی‌سنجی و خلأسنجی قابل تشخیص است. اگر سرسیلندر یا بلوکه تراش بخورد، باید به‌جای واشر استاندارد از واشر تعمیر اول یا دوم استفاده کرد و نوع آن را از روی علامت‌های زبانه واشر و جدول راهنمای تعمیرات همان موتور تشخیص داد.

سوالات متداول

سوختن واشر سرسیلندر چه علائمی دارد؟

مهم‌ترین علائم سوختن واشر سرسیلندر، حباب در منبع انبساط، داغ کردن موتور، کم شدن مداوم آب، روغن شیری‌رنگ زیر درپوش روغن، دود سفید از اگزوز و افت کمپرس در دو سیلندر کنار هم است. هر علامت به یکی از مسیرهای نشتی واشر مربوط است.

واشر سرسیلندر دو سوراخ و سه سوراخ چه فرقی دارد؟

سوراخ‌های زبانه کناری واشر، ضخامت آن را مشخص می‌کنند و برای تشخیص واشر استاندارد از واشر تعمیری به کار می‌روند. چون کدگذاری بین سازندگان یکسان نیست، معنی دقیق تعداد سوراخ را باید از راهنمای تعمیرات همان موتور یا کاتالوگ سازنده بررسی کرد.

واشر سرسیلندر مسی بهتر است یا MLS؟

واشر مسی آب‌بندی و انتقال حرارت بسیار خوبی دارد، اما گران است و کاربرد خاص دارد. واشر چندلایه فولادی (MLS) تقریباً همه اهداف واشر سرسیلندر را برآورده می‌کند و در خودروهای امروزی نوع رایج است؛ بنابراین برای خودروهای معمولی، همان واشری که سازنده تعیین کرده انتخاب درست است.

آیا بعد از تعویض واشر سرسیلندر حتماً باید سرسیلندر تراش داده شود؟

نه همیشه. تراش زمانی لازم است که تاب سرسیلندر یا بلوکه از حد مجاز تعیین‌شده در جدول سازنده بیشتر باشد. اگر سطح در محدوده مجاز باشد، واشر استاندارد بدون تراش نصب می‌شود؛ اگر تراش انجام شود، باید از واشر تعمیری با ضخامت بیشتر استفاده کرد.

نویسنده: مهندس بهروز خطیبی