سیلندر های خطی و نحوه عملکرد آن ها

یک خودرو از بخش های مختلفی تشکیل شده است اما دو بخش از خودرو ها همواره مورد توجه بیشتری قرار می گیرند طراحی بدنه و طراحی موتور دو بخش مهم در عملکرد خودرو به حساب می آیند. هر چه این مشخصات پر هیجان تر باشند خودرو می تواند در رقابت با رقبای خود موفق تر عمل کند. خودروهای امروزی با موتورهای احتراق درونی که از سوی خودروسازان مختلف در سراسر دنیا تولید می شود عموما به دو حالت طراحی و ساخته می شوند که عمده ترین تفاوت آنها در نحوه قرار گرفتن سیلندرها در کنار هم است.موتورهای مستقیم (یا خطی) و موتورهای V شکل یا خورجینی عمده ترین نوع موتورهایی است که می توان در خودروهای امروز آنها را رصد کرد.یکی ار پر کاربردترین موتورهایی که در خودروهای جاده ای استفاده می شود موتور چهار سیلندر می باشد که دارای دو نوع خطی و غیر خطی است. در ادامه این مطلب با سیلندر های خطی آشنا می شوید.

سیلندر خودرو

سیلندر خودرو قسمتی از موتور خودرو است که در هسته مرکزی آن قرار دارد.با انفجار سوخت در این مکان نیروی محرکه اتومبیل تامین می شود (محفظه روغن موتور زیر بدنه موتور قرار دارد). این قطعه، همانند استوانه­ توخالی می­ باشد که در بدنه بلوکه ساخته شده است. از کاربردهای سیلندر موتور می­ توان به این موارد اشاره کرد:

• محلی برای حرکت پیستون می ­باشد.
• انرژی شیمیایی را به انرژی حرارتی تبدیل می کند.
• انرژی حرارتی به فشار تبدیل می­شود
• تبدیل فشار به نیرو
• تبدیل نیرو به حرکت پیستون

در نتیجه این عملیات چهارگانه، زمانی که پیستون به سمت پایین حرکت خود را آغاز می­ کند و به علت تجمع حجم در بالای پیستون، فشار کم می­ شود و هوا و سوخت، سیلندر را پر می­ کند.این ازدیاد سوخت در پیستون موجب می­شود که محترق گردد. مهم­ترین موضوعی که در سیلندرها ملاک است، کیفیت سطح آن­ها می ­باشد که با پیستون در ارتباط هستند.

سیلندرهای خطی

آرایش خطی اولین نوع چیدمان سیلندرهای موتور خودروهای جهان می باشد. همه سیلندرهای موجود در این مدل، دقیقا روی یک خط و روی یک بلوک به شکل پشت سر هم ردیف شده که تعمیر راحتی هم دارند. عموما همه موتورهای چهار سیلندر و شش سیلندر از این آرایش بهره می برند. موتورهایی که به این نوع آرایش مجهز هستند بیشتر از این که روی سرعت تمرکز نمایند بر روی قدرت تمرکز می کنند. امروزه در اکثر وسایل نقلیه دیزلی سنگین هم به کار می روند.

به طور کلی در حال حاضر قسمت زیادی از خودروهای جاده ای به درستی و به دلایل خوبی به موتور چهار سیلندر خطی تجهیز شده اند. جمع و جور بودن و سهولت ساخت در نتیجه اقتصادی بودن و همچنین تولید بیشترین قدرت با کمترین فضا و هزینه موجب شده که تولید کنندگان خودرو موتور ۴ سیلندر خطی را برای محصولات خود برگزینند. ولی بعضی از سازندگان خودرو مانند پورشه یا سوبارو موتور ۴ سیلندر غیر خطی جعبه ای را مورد استفاده قرار می دهند.

مجموعه سیلندر های خطی در موتور چهار سیلندر یا شش سیلندر ممکن است به صورت عمودی یا مایل قرار بگیرند. ولی همه پیستون ها به یک میل لنگ متصل شده و وظیفه حرکت آن را بر عهده دارند. موتورهای خطی که آرایش سیلندر مایلی دارند گاهی به نام موتور اریب هم شناخته می شوند.این موتورها ابعادی مانند موتور خطی داشته و به علت فضای اریبی که ایجاد می شود مرکز ثقل پایینی دارند و فضای جلویی یا کناری بسیار مناسبی را ایجاد می کنند. موتور خودروهای پژو ۴۰۵ جی ال ایکس و بی ام و ۳۲۰ ای از این نوع آرایش بهره می برند.

کارکرد موتورهای چهار سیلندر خطی خیلی نرم تر از موتورهای با یک یا دو سیلندر می باشد و این موضوع سبب شده که این موتور سالیان متمادی به گزینه منتخب برای بیشتر خودروهای اقتصادی تبدیل شود. شایان ذکر است که بیشتر موتورهای ۴ سیلندر دنیا ۴ سیلندر هستندو کارخانه ای که در این مورد سنت شکنی کمتری نموده و حتی خودروهای ۶ سیلندر خطی هم تولید می کند بی ام و است. شیوه تراز موتور ۶ سیلندر خطی بسیار جذاب بوده به نحوی که این پیشرانه هر ساله در فهرست نامزدهای بهترین موتور سال قرار می گیرد.

مزیت های شش سیلندر خطی

مثل همهٔ پیشرانه های خطی، موتورهای I6 نیز طراحی ساده ای دارند. این موتورها چون مثل V6 نیازی به دو سر سیلندر یا میل بادامک مجزا ندارند، هزینه های ساخت کمتری خواهند داشت. در یک موتور شش سیلندر خطی DOHC بجای استفاده از چهار میل بادامک کوتاه، می توان به سادگی از دو میل بادامک بلندتر برای باز و بسته کردن همهٔ ۲۴ سوپاپ استفاده کرد. سادگی موتورهای شش سیلندر خطی در هنگام تعمیر و نگهداری هم مزیت هایی را به دنبال دارد زیرا دسترسی بسیار آسانی را به تمام شمع ها، سر سیلندر و دیگر قطعات فراهم می کند.

اما بزرگ ترین مزیت موتورهای I6 تعادل یا بالانس آن ها است. با توجه به ترتیب خطی سیلندرها در این موتور، پیستون ها به شکل آینهٔ یکدیگر در طرفین بلوک موتور حرکت می کنند؛ یعنی در ابتدا پیستون های یک و شش هم زمان حرکت رفت وبرگشت خود را انجام می دهند، سپس پیستون های دو و پنج این کار را می کنند و در آخر نیز پیستون های سه و چهار سیکل کاری موتور را پایان می دهند؛ به عبارت دیگر، وقتی پیستون های یک و شش به نقطهٔ مرگ بالا می رسند، پیستون های دو و پنج در نقطهٔ مرگ پایین و پیستون های سه و چهار در میانهٔ مسیر سیلندر قرار دارند و از این طریق نیروهای متقابل یکدیگر را خنثی می کنند. همین ویژگی باعث شد پیشرانه هایی مثل S50 ب ام و و RB26 نیسان به دورگیری نرم و روان شهرت پیدا کنند.

معایب شش سیلندر خطی

علیرغم مزیت هایی که ذکر شدند، پیشرانه های شش سیلندر خطی معایب زیادی هم دارند که استفاده از آن ها را محدودتر کرده است. شیوهٔ نصب این پیشرانه ها در خودرو همیشه یک چالش بوده است زیرا به دلیل وجود دو سیلندر اضافی نسبت به موتور چهار سیلندر خطی، نصب پیشرانه های I6 به صورت عرضی بسیار دشوار است. همچنین اگر این موتورها به صورت عرضی نصب شوند، معمولاً در محفظهٔ کاپوت فضای کافی برای جای دادن گیربکس و دیفرانسیل در خودروهای محرک جلو وجود نخواهد داشت. این در حالی است که خودروسازان به دنبال ساخت پیشرانه هایی هستند که امکان استفاده در خودروهای مختلفی را داشته باشد اما موتورهای I6 با طول زیاد خود چنین قابلیتی را ندارند.

علاوه بر این، قطعات پیشرانه های I6 به دلیل طول زیاد، استحکام کمتری نسبت به موتورهای V6 یا چهار سیلندر دارند. به عنوان مثال، میل بادامک ها یا میل لنگ که طول زیادی دارند، در طول استفاده ممکن است کمی خم شوند درحالی که خود بلوک موتور هم فاقد استحکام بلوک V6 است؛ و درنهایت ابعاد موتورهای I6 به مرکز ثقل خودرو هم لطمه میزند زیرا جرم چرخان و ثابت این موتورها در محفظهٔ پیشرانه در مقایسه با نمونه های V شکل کمی بالاتر قرار می گیرد.

علت سوختن واشر سر سیلندر چیست؟