آشنایی با قطعات تشکیل دهنده خودرو(واشر سر سیلندر)
وظیفه واشر سر سیلندر:
جلوگیری از تداخل آب و روغن و ضد یخ و گازهای حاصل از احتراق به یکدیگر می باشد لذا باید دارای خصوصیات ذیل باشد
- فرم پذیر باشد یعنی به راحتی قابل پانچ و تولید باشد.
- خاصیت لاستیکی و تراکم پذیری داشته باشد تا پس از سفت شدن پیچ های سر سیلندر ناهمواری های سطح سرسیلندر و بلوک سیلندر را پر کرده و آببندی نماید.
- در مقابل اثرات مواد شیمیایی مثل روغن ، ضد یخ و…مقاوم بوده و دچار خوردگی نشود.
- در مقابل دماها و فشارهای بالا مقاوم باشد.
- در مقابل نیروهای وارد از طرف سرسیلندر و بلوک سیلندر و ارتعاشات آنها مقاوم بوده و متلاشی نشود.
فرم پذیری:
هر یک از لایه های واشر نسوز سه لایه وظیفه ای دارند مثلا لایه آزبست که از پنبه نسوز است وظیفه آببندی و پرکردن ناهمواریهای سطح سرسیلندر و بلوک سیلندر را دارد و ورق فلزی در وسط وظیفه تحمل تنش های حرارتی و نیروهای وارده از طرف سرسیلندر و بلوک سیلندر را دارد.گرمترین قسمت موتور درست بالای واشر سر سیلندر یعنی محفظه احتراق که بالای پیستون است می باشد. لذا از رینگ فولادی در این قسمت استفاده می گردد. قطر این قسمت نزدیک به قطر پیستون است در این ناحیه بیشترین حرارت و فشار وجود دارد. نقطه ضعف واشر سر سیلندر در ناحیه بین سیلندر های مجاور که باریک ترین قسمت واشر است می باشد و معمولا از همان جا شکاف برمی دارد و فشار گاز احتراق، به سیلندر مجاور سرایت می کند و قدرت موتور را کم می کند. جنس واشر سر سیلندر باید به گونه ای باشد که حرارت را به بیرون انتقال داده(از درز بین سرسیلندر و بلوک سیلندر) و در خودش نگه ندارد که باعث سوختن واشر شود. در گذشته تعمیرکاران مجبور بودند از چسب آببندی استفاده کنند اما امروزه این چسب آببندی روی واشر بصورت نوار دور تا دور واشر اضافه شده است.
واشرهای آزبست چون امروزه برای انسان ضرر دارند لذا کمتر استفاده می شوند و بیشتر از واشرهای فلزی برای موتورهای جدید استفاده می شود.
انبارداری طولانی مواد اولیه واشر نسوز یا واشر نسوز تکمیل شده باعث خرابی آنها می شود مخصوصا اگر در محیط انبار نور خورشید و یا رطوبت و آب و اکسیژن فراوان باشد.
تراکم پذیری:
با توجه به اینکه هر چه تراکم پذیری واشر بیشتر باشد ناهمواری های موجود در سرسیلندر و بلوک سیلندر را بهتر آببندی می کند اما در دماهای بالا امکان خزش مواد واشر یعنی حرکت مولکول های واشر و در نهایت کاهش ضخامت واشر و شل شدن فشار سطحی بین سرسیلندر و بلوک سیلندر شده و در نتیجه نشتی را باعث می گردد.
فشار بین سرسیلندر و واشر و بلوک سیلندر در شرایط مختلف کار موتور فرق می کند یعنی وقتی موتور سرد کار کند و دمای موتور پایین باشد احتمال نشتی وجود دارد همچنین اگر حرارت موتور به مقدار کافی نباشد آببندی خوبی را نخواهیم داشت.
واشر سر سیلندر به غیر از آببندی روغن،آب و گازهای حاصل از احتراق وظیفه کاهش صدای موتور و وظیفه انتقال نیروهای بین سرسیلندر و بلوک سیلندر را دارد و باید این نیروها را بطور یکنواخت توزیع کرده تا از پیچیدگی و تاب برداشتن سرسیلندر جلوگیری کند.
بنابراين «واشر» خصوصیات مهمی به شرح زیر دارد؛
ضریب حرارتی بالا: «واشر» سر سیلندر مطلوب باید دارای ضریب انتقال حرارتی بالا باشد، تا حرارت را به خوبی انتقال دهد و نسوزد.
تراکم پذیری: واشر باید پستی و بلندی‌های سطوح سر سیلندر و بلوکه را بپوشاند و با بستن پیچ های سر سیلندر، عمل تراکم پذیری را به خوبی انجام دهد تا نشت بندی کاملی صورت گیرد. واشر سر سیلندر از جنس مس علاوه بر تراکم پذیری، حرارت را نیز به خوبی انتقال می‌دهد، اما عیب آن، قیمت تمام شده واشر گران است.
ارزان بودن: چون با هر بار باز شدن سر سیلندر، واشر آن نیز تعویض می‌شود بنابراین واشرهای آزبستی به دلیل ارزان بودن و داشتن خاصیت تراکم پذیری مناسب کاربرد بیشتری دارد.
مقاومت در برابر فشار: امروزه بلوکه سیلندرها سبک تر و قابل انعطاف تر از قبل ساخته می‌شود. در برخی از موتورها از بلوکه و سر سیلندر آلومینیم و در بعضی دیگر از سر سیلندر آلومینیم و بلوکه چدن یا فولادی و بالعکس استفاده می‌شود.
در چنین موتور هایی به دلیل این که مقدار انبساط فولاد و آلومینیم متفاوت است، نقش واشر آب بندی اهمیت ویژه ای دارد.
اگر به سر سیلندر حرارت بیش از حد برسد به پیچ‌های آن فشار وارد می شود و در نتیجه واشر صدمه می بیند. بنابراین جنسواشر باید تحمل انبساط غیر همگون را نیز داشته باشد. برای آن که عمر واشرها افزایش یابد از انواع ترکیبی آنها استفاده می‌شود. پیش از این از واشرهایی چون آزبستی – مسی، آزبستی – فولادی و آزبستی با حلقه‌های فولادی بسیار استفاده می‌شده است.
برخی از دلایل سوختن واشر سرسیلندر:
دمای بالای موتور به هر دلیل مثل خرابی واترپمپ ، مسدود شدن مسیر آب ، احتراق ناقص موتور(موتور ۳ کار کند) ، یا پرداخت نبودن سطوح سرسیلندر و بلوک سیلندر و…. باعث سوختن واشر و تاب برداشتن سرسیلندر می شود برخی از طراحان و سازندگان واشر سرسیلندر برای جلوگیری از سوختن واشر راه حل هایی را پیشنهاد داده اند مثل استفاده از مواد نسوز با درجه ذوب بالا مانند گرافیت و یا استفاده از مهره های آب بند در اتصال سرسیلندر به بلوک سیلندر و یا افزایش ضخامت واشر برای جلوگیری از تورم واشر، سطح آنرا اشباع می کنند تا از ورود آب ، روغن و ضد یخ و تورم واشر جلوگیری کند جنس مواد واشر باید هم از نفوذ آب،روغن و ضد یخ ممانعت کند و هم از گازهای حاصل از احتراق به بیرون ممانعت کند.
انواع نشتی در واشر نسوز:
- نشتی گاز احتراق بین سیلندرهای مجاور به دلیل آببند نبودن رینگ های آتش
- نشت گاز احتراق به بیرون از درز سرسیلندر و بلوک سیلندر
- نشت گاز احتراق به سوراخ های آب
- نشت روغن به سوراخ های آب و یا نشت روغن به بیرون از درز
- نشت آب به سوراخ های روغن و یا نشت آب به بیرون
نشت گازاحتراق:
بدترین نوع نشتی که در زمان خیلی کوتاه باعث سوختن واشر می شود نشت گاز احتراق بین سیلندرهای مجاور است که باعث سوختن رینگ های آتش می گردد در این نوع سوختن واشر، ابتدا رینگ آتش سیاه شده و بعد با تداوم نشتی رینگ سوخته و شکاف برمی دارد(نشتی گاز احتراق بین سیلندرهای مجاور به دلیل آببند نبودن رینگ آتش ،آنهم به دلیل کاهش اختلاف ضخامت بین واشر و رینگ آتش اتفاق می افتد). عامل دیگری که باعث آببندی نامناسب واشر می گردد سفت کردن نامناسب و غیر اصولی پیچ های سرسیلندر می باشد.
پس از نشت گاز احتراق ، نشت روغن و آب در درجه بعدی اهمیت قرار دارند چون یک قطره روغن می تواند آب زیادی را آلوده کند.
گاهی اوقات نشت گاز بین سیلندر های مجاور به دلیل زبری بیش از حد سطوح سر سیلندر و بلوک سیلندر می باشد که گاز از شیارهای زبر سطوح عبور کرده و نشت(بین سیلندر های مجاور) اتفاق می افتد.
یکی از دلایل معیوب شدن واشر سر سیلندر این است که موتور خوب کار نکند که دلایل زیادی دارد مثلا سوخت با اکتان ناکافی بوده و یا جرقه خوبی تولید نگردد و زمان احتراق مناسب نباشد و باعث پیش احتراق گردد، که در این صورت کارکردن موتور واشر را خراب می کند و یا اینکه موتور در مدت خیلی طولانی با سرعت خیلی کم کار کند.
متورم شدن واشر:
که همان بادکردگی واشر است که می تواند باعث خرابی واشر و نشت آب به درون کارتر و نشت گازهای داغ احتراق به داخل سایر قطعات موتور می گردد منظور از متورم شدن حل شدن جنس واشر در مواد دیگر می باشد.
علایم نشت آب:
آثار زنگ زدگی و ضد یخ روی سطح واشر و بلوک سیلندر دیده می شود که گاهی اوقات ترکیبات نامناسب ضد یخ باعث خرابی واشر می شود.
علایم نشت روغن:
پیدا شدن روغن خیلی رقیق
ازجمله موادی که باعث خرابی زود هنگام واشر می شود اینست که کثیفی روی سطح قالب پرس، به واشر فشرده شود و یا اینکه سطح سرسیلندر و بلوک سیلندر هنگام مونتاژ کثیف باشد.
تست فوجی FUJI SHEET :
در این تست که بر اساس اختلاف فشار روی یک سطح مبنا انجام می گردد از فیلم های حساسی که شبیه کاغذ تورنسل است عمل می کند و رنگ را بصورت محسوس و قابل مشاهده برمی گرداند استفاده می گردد و در این روش شدت رنگ به میزان فشار وارده بستگی دارد .پس از انجام تست میزان شدت رنگ را با نمودار مربوطه مقایسه کرده و متوجه می شوند که به طور مثال آببندی چند درصد است .
