سیلندر چیست و چه وظیفه ای دارد؟ انواع و اجزا سیلندر ماشین

سیلندر ماشین را می‌توان جزو مهم‌ترین قطعات پیشرانه دانست اما تاکنون به این موضوع فکر کرده‌اید که سیلندر چیست و چه‌کاری انجام می‌دهد؟ در جدیدترین مقاله از سری مقالات آموزشی پدال می‌خواهیم به این قطعه حیاتی در پیشرانه خودرو بپردازیم. همراه ما باشید.

سیلندر ماشین چیست؟

سیلندر واحد قدرت پیشرانه به حساب می‌آید. در داخل سیلندر ماشین است که سوخت می‌سوزد و به انرژی لازم برای حرکت خودرو تبدیل می‌شود. تعداد سیلندرها در خودروهای معمولی می‌تواند چهار، شش یا هشت باشد. سیلندر ماشین از فلز و آلیاژ آلومینیومی یا چدنی ساخته می‌شود هرچند آلیاژهای گوناگون دیگری نیز در ساختار آن وجود دارند. در داخل سیلندر پیستون وجود دارد که بالا و پایین می‌رود و سوخت را متراکم می‌سازد. مخلوط سوخت و هوا مشتعل می‌شود و باعث احتراق می‌شود. در بالای سیلندر دو سوپاپ با نام های سوپاپ ورودی و خروجی وجود دارد. سوپاپ ورودی جایی است که مخلوط سوخت و هوا از کاربراتور یا انژکتور وارد سیلندر می‌شود و دود حاصل از احتراق نیز از سوپاپ خروجی خارج می‌شود.

گازهای تولید شده در زمان احتراق داخل سیلندر اکسلی را می‌چرخانند که با نام میل‌لنگ شناخته می‌شود. با چرخش میل‌لنگ نیروی تولیدی به گیربکس می‌رسد و نهایتاً چرخ ها به حرکت درمی‌آیند. معمولاً هرچقدر تعداد سیلندر ماشین‌ها بیشتر باشد پیستون‌های بیشتری برای احتراق سوخت بکار گرفته می‌شوند و بنابراین قدرت تولیدی نیز بیشتر خواهد بود. البته امروزه با استفاده از سیستم‌هایی همچون توربوشارژر و سوپرشارژر می‌توان قدرت‌های بیشتری را نیز بدون نیاز به تعداد سیلندرهای بالا تولید کرد.

اولین کاربرد واقعی سیلندر در سال ۱۷۶۹ و با اختراع ماشین بخار توسط جیمز وات صورت گرفت. او یک موتور بخار متشکل از یک سیلندر، یک پیستون و یک چرخ ساخته بود. از آن زمان تاکنون تمامی پیشرانه‌های احتراقی تولید شده دارای سیلندر بوده‌اند. سیلندرها می‌توانند در پیشرانه به‌صورت خطی و یا در دو ردیف قرار گیرند و یا اینکه آرایش تخت داشته باشند. پیشرانه‌هایی با آرایش خط مستقیم به عنوان پیشرانه‌های خطی شناخته می‌شوند و معمولاً چهار یا شش سیلندر دارند؛ اما اگر سیلندرها در دو ردیف و با زاویه نسبت به هم قرار گیرند با نام پیشرانه‌های V شکل شناخته می‌شوند زیرا با این آرایش شکل V را می‌سازند و معمولاً بیشتر از شش سیلندر دارند. برخی خودروسازان نیز آرایش سیلندرهای تخت را برای پیشرانه‌های خود انتخاب می‌کنند.

اجزای سیلندر ماشین

سیلندر خودرو از اجزای مختلفی تشکیل می‌شود که در ادامه می‌خواهیم آن‌ها را به‌صورت اجمالی معرفی کنیم. سر سیلندر و واشر آن، رینگ پیستون، پیستون و بوش جزو مهم‌ترین اجزای سیلندر هستند.

پیستون

یکی از مهم‌ترین بخش‌های پیشرانه و سیلندر پیستون است که در داخل سیلندر قرار می‌گیرد و حرکت رو به بالا و پایین دارد. نقش پیستون آن است که نیروی حاصل از احتراق مخلوط سوخت و هوا و تولید گازها را به میل‌لنگ انتقال دهد. این کار با استفاده از یک میله رابط به نام شاتون انجام می‌شود. تعداد پیستون‌های داخل پیشرانه با تعداد سیلندرها برابر است و همان‌طور که گفتیم با افزایش تعداد سیلندر و پیستون نیروی تولیدی پیشرانه نیز افزایش خواهد یافت. معمولاً پیستون‌ها از جنس چدن و آلومینیوم تولید می‌شوند.

سر سیلندر

سر سیلندر بخشی از بلوک کلی سیلندر محسوب می‌شود. این قطعه از جنس فلز است و جزو قطعات ثابت پیشرانه به شمار می‌رود. در واقع سر سیلندر روی بلوک نصب می‌شود تا علاوه بر عایق‌بندی سیلندر باعث جلوگیری از خروج گازها از سیلندر شود و بنابراین راندمان احتراق بهبود یابد. از طرف دیگر وجود سر سیلندر باعث تزریق سوخت و خروج دود در زمان مناسب خواهد شد. یکی از بخش‌های اصلی سر سیلندر محل قرار گرفتن شمع‌هاست. همچنین اجزای دیگری همچون گیت‌ها، میل‌سوپاپ و فنرها نیز در محل مخصوص خود نصب می‌شوند. سر سیلندر باید مقاومت بالایی در برابر حرارت داشته باشد و معمولاً از جنس چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود.

واشر سر سیلندر

یکی از خبرسازترین قطعات داخل پیشرانه برای اکثر راننده‌ها واشر سر سیلندر است که سوختن آن اعصاب افراد زیادی را به هم می‌ریزد! واشر سر سیلندر بخشی جدا از سر سیلندر به شمار می‌رود اما تکمیل‌کننده آن است و وظیفه‌اش عایق‌بندی دقیق سیلندرها و جلوگیری از خروج سوخت و گاز از سیلندر و جلوگیری از نفوذ آب و روغن به داخل آن خواهد بود. این قطعه بین بلوک و سر سیلندر قرار می‌گیرد و هرگونه خرابی آن باعث اختلال در فرایند تراکم سوخت و هوا خواهد شد. جلوگیری از مخلوط شدن آب و روغن نیز جزو دیگر وظایف واشر سر سیلندر خواهد بود.

رینگ پیستون

پیستون برای آنکه بتواند وظیفه خود را به خوبی انجام دهد باید هماهنگی بالایی با رینگ پیستون داشته باشد. پیستون می‌بایست درون سیلندر حرکتی راحت و بدون اصطکاک داشته باشد و چنین شرایطی را رینگ پیستون‌ها فراهم می‌کنند. در واقع روی پیستون شیارهایی وجود دارد تا رینگ‌ها روی آن نصب شوند. رینگ پیستون‌ها فاصله‌ای بسیار کم بین پیستون و سیلندر ایجاد می‌کنند تا پیستون بتواند حرکت عادی و بدون اصطکاک خود را داشته باشد. یکی دیگر از وظایف رینگ پیستون جدا کردن بخش بالایی و پایینی پیستون است تا از ورود موادی همچون روغن به داخل محفظه احتراق جلوگیری شود. در واقع وظیفه اصلی رینگ پیستون را می‌توان عایق‌بندی سیلندر و جلوگیری از استهلاک بالای پیستون و سیلندر دانست.

بوش

بوش سیلندر قطعه‌ای استوانه‌ای شکل است که بین بخش داخلی سیلندر و پیستون قرار می‌گیرد و به نوعی می‌توان آن را دیواری بین پیستون و دیواره سیلندر دانست. از این قطعه برای پیشگیری از سایش و استهلاک زودهنگام سیلندر استفاده می‌شود تا به این ترتیب عمر قطعات بالاتر برود. بوش سیلندر سطحی لغزنده را برای رینگ‌های پیستون ایجاد می‌کند و باعث سایش کمتر پیستون می‌شود. بوش همچنین حرارت بالای فرایند احتراق را به مایع سیستم خنک‌کننده منتقل می‌کند. یکی دیگر از وظایف بوش نیز عایق‌بندی سیلندر و جلوگیری از خروج گازهای حاصل از احتراق خواهد بود.

انواع سیلندر ماشین

سیلندر ماشین‌ها بر اساس نوع بوش به دو دسته تر و خشک تقسیم می‌شود.

سیلندر تر

در سیلندرهای تر از بوش‌هایی با ضخامت بین ۲ تا ۳ میلی‌متر در استوانه سیلندر استفاده می‌شود. در سیلندر تر بوش با مایع خنک‌کننده در ارتباط است و به همین خاطر تر نامیده می‌شود. بوش تر مانع از برخورد پیستون و رینگ با دیواره سیلندر خواهد شد و هنگام تعمیر خوردگی دیواره سیلندر نیازی به تراشکاری نخواهد بود و فقط بوش تعویض خواهد شد. به سیلندر تر سیلندر با بوش جداشدنی نیز می‌گویند.

سیلندر خشک

در سیلندر خشک برخلاف نمونه‌ تر بوش با مایع خنک‌کننده در ارتباط نیست و با نام سیلندر با بوش جدانشدنی هم شناخته می‌شود. در سیلندرهای خشک فضای درون استوانه سیلندر تراشکاری می‌شود و قطر آن کمتر از حد استاندارد است تا با تراشکاری بعدی قطرش بیشتر نشود. در چنین سیلندرهایی بوش جدا نیست و رینگ پیستون‌ها به‌صورت مستقیم با دیواره سیلندر در تماس خواهند بود.

قیمت سیلندر ماشین

همان‌طور که گفتیم سیلندر جزو مهم‌ترین و حیاتی‌ترین بخش‌های پیشرانه یک خودرو محسوب می‌شود و به همین خاطر قیمت بالایی دارد. در حال حاضر بلوک سیلندر پراید با قیمت حدود ۸.۵ میلیون تومان عرضه می‌شود. سیلندر پژو ۴۰۵ نیز قیمتی حدود ۸ میلیون تومان دارد. سر سیلندر نیز قطعه‌ای گران‌قیمت است و برای مثال سر سیلندر پراید قیمتی حدود ۴ میلیون تومان داشته درحالی‌که قیمت سر سیلندر کامل پژو ۴۰۵ به حدود ۶ میلیون تومان می‌رسد. سر سیلندر خودرویی همچون ام وی ام X33 با قیمت ۱۳ میلیون تومان در دسترس است.

سیلندر ماشین کجاست؟

سیلندر در واقع قلب پیشرانه محسوب می‌شود و فرایند مخلوط شدن سوخت و هوا درون آن انجام می‌شود. سیلندر در داخل بلوکی فلزی قرار می‌گیرد و استوانه‌ای توخالی است که پیستون درون آن به بالا و پایین حرکت می‌کند. اشتعال سوخت و هوا موجب تولید گازهای مختلفی می‌شود و پیستون نیز نیروی تولیدی را از طریق شاتون به میل‌لنگ انتقال می‌دهد تا نهایتاً نیروی تولیدی به چرخ ها برسد.