سر سیلندر موتور احتراق داخلی

اصطلاح "سرسیلندر" تصادفی به وجود نیامده است. مانند سر انسان، پیچیده ترین و مهم ترین اعمال یک موتور احتراق داخلی در سرسیلندر انجام می شود. بنابراین سرسیلندر بخشی از موتور احتراق داخلی است که در قسمت بالایی (بالایی) آن قرار دارد. این با مجاری هوای مجاری ورودی و خروجی در هم تنیده شده است، حاوی قطعات مکانیزم سوپاپ، انژکتورها و شمع ها یا شمع های درخشان است. سر سیلندر بالای بلوک سیلندر را می پوشاند. سر می تواند برای کل موتور، به طور جداگانه برای هر سیلندر یا جداگانه برای یک ردیف سیلندر جداگانه (موتور V شکل) باشد. با پیچ یا پیچ به بلوک سیلندر بسته می شود.

عملکرد سرسیلندر

• فضای احتراق را تشکیل می دهد - فضای فشرده سازی یا بخشی از آن را تشکیل می دهد.
• جایگزینی شارژ سیلندر (موتور 4 زمانه) را ارائه می دهد.
• سرمایش را برای محفظه احتراق ، شمع و سوپاپ ها فراهم می کند.
• محفظه احتراق را محکم و ضد آب می بندد.
• محل قرارگیری شمع یا انژکتور را فراهم می کند.
• فشار احتراق - ولتاژ بالا را گرفته و هدایت می کند.

تقسیم سرسیلندر

• سر سیلندر برای موتورهای دو زمانه و چهار زمانه.
• سرسیلندر موتورهای احتراق جرقه ای و احتراق فشاری.
• سرهای خنک شده با هوا یا آب.
• سرهای جداگانه برای یک سیلندر ، سر برای موتورهای خطی یا V شکل.
• سر سیلندر و زمان بندی سوپاپ.

واشر سرسیلندر

یک مهر و موم بین سرسیلندر و بلوک سیلندر وجود دارد که محفظه احتراق را به صورت هرمتی آب بندی می کند و از خروج روغن و مایع خنک کننده (مخلوط شدن) جلوگیری می کند. مهرها را به اصطلاح فلزی و ترکیبی تقسیم می کنیم.

فلزات ، یعنی مهر و موم مس یا آلومینیوم ، در موتورهای کوچک با سرعت بالا و خنک کننده هوا (اسکوتر ، موتورسیکلت های دو زمانه تا 250 سی سی) استفاده می شود. موتورهای آب خنک از مهر و موم استفاده می کنند که از الیاف آلی غنی از گرافیت تشکیل شده است و روی یک پایه پلاستیکی متصل به یک تکیه گاه فلزی متصل شده اند.

روکش سر سیلندر

قسمت مهمی از سرسیلندر نیز روکش است که قطار سوپاپ را می پوشاند و از نشت روغن به محیط موتور جلوگیری می کند.

ویژگی های اصلی سر سیلندر موتور دو زمانه

سر سیلندر برای موتورهای دو زمانه معمولاً ساده ، با هوا خنک (با پره روی سطح) یا مایع است. محفظه احتراق می تواند متقارن ، دو طرفه یا گرد باشد که اغلب دارای شکاف ضد ضربه است. نخ شمع در محور سیلندر قرار دارد. این می تواند از چدن خاکستری (طراحی موتورهای قدیمی) یا آلیاژ آلومینیوم (در حال حاضر استفاده می شود) ساخته شود. اتصال سر یک موتور دو زمانه به بلوک سیلندر می تواند با نخ ، فلنج ، همراه با پیچ های سفت کننده یا حتی یک سر یک تکه باشد.

ویژگی های اصلی سر سیلندر موتور چهار زمانه

طراحی سر برای موتورهای چهار زمانه نیز باید تغییری در جابجایی سیلندرهای موتور ایجاد کند. این شامل کانال های ورودی و خروجی، بخش هایی از مکانیسم توزیع گاز است که سوپاپ ها را کنترل می کند، خود سوپاپ ها به همراه صندلی ها و راهنماهای آنها، رزوه هایی برای تثبیت شمع و نازل ها، کانال هایی برای جریان روان کننده و خنک کننده. همچنین بخشی از محفظه احتراق است. بنابراین، از نظر طراحی و شکل به طور نامتناسبی در مقایسه با سرسیلندر یک موتور دو زمانه پیچیده تر است. سر سیلندر موتورهای چهار زمانه از چدن ریزدانه خاکستری یا چدن آلیاژی یا فولاد آهنگری ساخته می شود - به اصطلاح از فولاد ریخته گری یا آلیاژهای آلومینیوم برای موتورهای خنک کننده مایع. موتورهای هوا خنک از آلیاژهای آلومینیوم یا چدن استفاده می کنند. چدن تقریباً هرگز به عنوان ماده سر استفاده نمی شود و آلیاژ آلومینیوم جایگزین آن شده است. جنبه تعیین کننده در تولید فلزات سبک وزن کم نیست بلکه رسانایی حرارتی عالی است. از آنجایی که فرآیند احتراق در سرسیلندر انجام می شود و در نتیجه گرمای شدیدی در این قسمت از موتور ایجاد می شود، گرما باید در اسرع وقت به مایع خنک کننده منتقل شود. و سپس آلیاژ آلومینیوم یک ماده بسیار مناسب است.

محفظه احتراق

محفظه احتراق نیز بخش بسیار مهمی از سرسیلندر است. باید شکل درستی داشته باشد. الزامات اصلی برای محفظه احتراق عبارتند از:

• فشردگی که از دست دادن حرارت را محدود می کند.
• اجازه دهید از حداکثر تعداد سوپاپ یا اندازه کافی شیر استفاده کنید.
• باز شدن مطلوب پر شدن سیلندر.
• شمع را در غنی ترین مکان در پایان فشردن قرار دهید.
• جلوگیری از احتراق انفجار
• سرکوب نقاط حساس

این الزامات بسیار مهم هستند زیرا محفظه احتراق بر تشکیل هیدروکربن ها تأثیر می گذارد ، مسیر احتراق ، مصرف سوخت ، سر و صدای احتراق و گشتاور را تعیین می کند. محفظه احتراق همچنین حداکثر نسبت تراکم را تعیین می کند و از دست دادن گرما را تحت تأثیر قرار می دهد.

اشکال محفظه احتراق

a - حمام، b - نیمکره ای، c - گوه، d - نیمکره نامتقارن، e - حواصیل در پیستون

ورودی و خروجی

هر دو پورت ورودی و خروجی با یک صندلی سوپاپ یا مستقیماً در سر سیلندر یا با یک صندلی وارد شده به پایان می رسد. یک صندلی دریچه مستقیم مستقیماً در مواد سر تشکیل می شود یا می تواند به اصطلاح نامیده شود. زین خطی ساخته شده از مواد آلیاژی با کیفیت بالا. سطوح تماس دقیقاً اندازه دارند. زاویه مورب صندلی سوپاپ اغلب 45 درجه است ، زیرا این مقدار هنگامی که شیر بسته می شود و صندلی خود تمیز می شود ، سفت می شود. دریچه های مکش گاهی اوقات در دمای 30 درجه جهت جریان بهتر در ناحیه صندلی کج می شوند.

راهنمای سوپاپ

سوپاپ ها در راهنماهای سوپاپ حرکت می کنند. راهنماهای سوپاپ را می توان از چدن ، آلیاژ آلومینیوم-برنز یا مستقیماً از جنس سرسیلندر تهیه کرد.

شیرهای موجود در سر سیلندر موتور

آنها در راهنماها حرکت می کنند و دریچه ها خودشان روی صندلی ها قرار می گیرند. شیر به عنوان بخشی از شیر کنترل موتورهای احتراق داخلی رفت و برگشتی در حین کار تحت فشار مکانیکی و حرارتی قرار می گیرد. از نظر مکانیکی ، بیشتر از همه با فشار گازهای دودکش در محفظه احتراق و همچنین نیروی کنترل هدایت شده از بادامک (جک) ، نیروی اینرسی در حین حرکت رفت و برگشتی و همچنین اصطکاک مکانیکی خودم. تنش حرارتی به همان اندازه مهم است ، زیرا شیر عمدتا تحت تأثیر دما در محفظه احتراق و همچنین دمای اطراف گازهای دودکش داغ (دریچه های خروجی) قرار می گیرد. این دریچه های خروجی ، به ویژه در موتورهای سوپرشارژ است که در معرض بارهای حرارتی شدید قرار می گیرند و دمای محلی می تواند به 900 درجه سانتی گراد برسد. گرما را می توان با بستن سوپاپ به صندلی و ساقه سوپاپ منتقل کرد. انتقال حرارت از سر به ساقه را می توان با پر کردن حفره داخل دریچه با مواد مناسب افزایش داد. بیشتر اوقات از گاز مایع سدیم استفاده می شود که حفره ساقه را فقط نصف پر می کند ، به طوری که هنگام حرکت سوپاپ ، داخل به شدت با مایع شسته می شود. حفره ساقه در موتورهای کوچکتر (مسافری) با حفر سوراخ ایجاد می شود. در مورد موتورهای بزرگتر ، بخشی از سر سوپاپ نیز ممکن است توخالی باشد. ساقه سوپاپ معمولاً کروم اندود شده است. بنابراین ، بار حرارتی برای شیرهای مختلف یکسان نیست ، بلکه به خود فرآیند احتراق نیز بستگی دارد و باعث ایجاد تنش های حرارتی در شیر می شود.

سر سوپاپ های ورودی معمولاً از نظر قطر بزرگتر از دریچه های خروجی هستند. با تعداد سوپاپ های فرد (3، 5)، تعداد سوپاپ های ورودی در هر سیلندر بیشتر از سوپاپ های خروجی است. این به دلیل نیاز به دستیابی به حداکثر ممکن - قدرت ویژه بهینه و در نتیجه بهترین پر کردن سیلندر با مخلوط قابل احتراق سوخت و هوا است.

برای تولید شیرهای مکنده از فولادهای با ساختار پرلیت ، آلیاژی با سیلیکون ، نیکل ، تنگستن و ... بیشتر استفاده می شود.گاهی از آلیاژ تیتانیوم استفاده می شود. دریچه های خروجی در معرض تنش حرارتی از فولادهای آلیاژی بالا (کروم نیکل) با ساختار آستنیتی ساخته شده اند. فولاد ابزار سخت شده یا سایر مواد خاص به صندلی صندلی جوش داده می شود. استلایت (آلیاژ چکش خوار کبالت با کروم ، کربن ، تنگستن یا سایر عناصر).

سر سیلندر دو سوپاپ

سر سیلندر سه سوپاپ

سر سیلندر چهار سوپاپ

سر سیلندر پنج سوپاپ