حشية رأس المحرك

في محرك الاحتراق الداخلي ، توفر حشية رأس الأسطوانة الختم بين كتلة المحرك ورأس الأسطوانة (أو رؤوس الأسطوانات ).

يتمثل الغرض منه في منع تسرب غازات الاحتراق داخل الأسطوانات، ومنع تسرب سائل التبريد أو زيت المحرك إليها. ^{[ 1 ]} قد تتسبب التسريبات في حشية رأس الأسطوانة في ضعف أداء المحرك و/أو ارتفاع درجة حرارته.

يوجد داخل محرك الاحتراق الداخلي المبرد بالماء ثلاثة سوائل تنتقل بين كتلة المحرك ورأس الأسطوانة :

1. غازات الاحتراق (خليط الهواء/الوقود غير المحترق وغازات العادم) في كل أسطوانة
2. سائل تبريد مائي في ممرات سائل التبريد
3. زيت التشحيم في قنوات الزيت

يتطلب التشغيل السليم للمحرك عدم حدوث أي تسريب أو فقدان للضغط في أي من هذه الدوائر عند نقطة اتصال كتلة المحرك برأس الأسطوانة. وتُعد حشية رأس الأسطوانة هي المانع الذي يمنع هذه التسريبات وفقدان الضغط.

• الفولاذ متعدد الطبقات (MLS): تُصنع معظم المحركات الحديثة باستخدام حشيات الفولاذ متعدد الطبقات. تتكون هذه الحشيات من طبقتين إلى خمس طبقات رقيقة من الفولاذ (عادةً ثلاث طبقات)، تتخللها مادة مطاطية. تُغطى أسطح التلامس عادةً بطبقة مطاطية مثل الفيتون ، والتي تلتصق بكتلة المحرك ورأس الأسطوانة، بينما تُصمم الطبقات الداخلية لزيادة مرونتها. ^{[ 2 ] [ 3 ]}
• النحاس الصلب: عبارة عن صفيحة نحاسية صلبة، وعادةً ما تتطلب عملية تشكيل خاصة تُسمى "التثبيت الحلقي" حيث يتم وضع سلك حول محيط الأسطوانة ليثبت في النحاس. عند تطبيق هذه العملية، تصبح حشيات النحاس متينة للغاية.
• المواد المركبة: تصميم قديم أكثر عرضة للتلف من التصاميم الحديثة. تُصنع الحشيات المركبة تقليديًا من الأسبستوس أو الجرافيت . أصبحت حشيات الأسبستوس نادرة الاستخدام بشكل متزايد بسبب المخاوف الصحية. ^{[ 4 ]}
• المطاطية: تستخدم صفيحة فولاذية مركزية مع خرزات مطاطية سيليكونية مصبوبة في مكانها لإحكام إغلاق ممرات الزيت وسائل التبريد. تُغلق الثقوب بحلقات فولاذية ملفوفة مقاومة للحريق بطريقة تقليدية. استُخدم هذا النوع من الحشيات في محرك روفر من سلسلة K.
• حلقة منع التسرب: تُصنع هذه الحشيات عادةً من الفولاذ أو النحاس. وهي قابلة لإعادة الاستخدام، وإذا استُخدمت بين أسطح مستوية مُجهزة بشكل صحيح، فإنها تُوفر أعلى ضغط تثبيت، وذلك بسبب مساحة سطحها الأصغر بكثير مقارنةً بأنواع الحشيات الأخرى.

يمكن أن يؤدي التسرب في حشية رأس الأسطوانة - والذي يسمى غالبًا "حشية رأس الأسطوانة المتفجرة" - إلى تسرب سائل التبريد أو غازات الاحتراق أو كليهما.

يشير الدخان الأزرق المنبعث من العادم إلى دخول كمية زائدة من الزيت إلى غرف الاحتراق (مع وجود أسباب أخرى محتملة غير تسرب حشية رأس الأسطوانة). أما الدخان الأبيض المنبعث من العادم فيشير إلى دخول سائل التبريد إلى غرفة الاحتراق.

تُصنّف تسريبات حشية رأس الأسطوانة إلى نوعين: خارجية وداخلية. تظهر التسريبات الخارجية على شكل زيت أو سائل تبريد على السطح الخارجي للمحرك (عادةً أسفله). أما التسريبات الداخلية فتحدث عندما تدخل السوائل إلى دائرة أخرى، وقد تُؤدي إلى تغييرات في سائل التبريد أو الزيت. من أمثلة التسريبات الخارجية وجود رغوة (ناتجة عن الهيدروكربونات) في خزان تمدد سائل التبريد. أما تسرب سائل التبريد إلى نظام الزيت فقد يُؤدي إلى ظهور مادة تشبه المايونيز أو الحليب المخفوق في الزيت، والتي غالبًا ما تُرى على مقياس الزيت أو غطاء فتحة تعبئة الزيت. مع ذلك، فإن وجود هذه المادة ليس دليلًا قاطعًا على تلف حشية رأس الأسطوانة، إذ يُمكن أن يختلط الزيت بسائل التبريد عبر مسارات أخرى. كذلك، من الممكن تمامًا أن تتلف حشية رأس الأسطوانة بحيث لا يلامس الزيت سائل التبريد أبدًا. لذا، لا يُمكن تحديد حالة حشية رأس الأسطوانة بشكل قاطع بمجرد فحص الزيت.

تسرب سائل التبريد

إذا تسرب سائل التبريد إلى إحدى أسطوانات المحرك، فإن احتراق خليط الهواء والوقود يتأثر سلبًا، مما يقلل من أداء المحرك، وغالبًا ما يتسبب في ظهور بخار (دخان أبيض) من العادم. ^{[ 4 ]} قد يُلحق هذا البخار ضررًا بالمحول الحفاز . وفي حال تسرب كمية كبيرة جدًا من سائل التبريد إلى الأسطوانات، فقد يتعرض المحرك لظاهرة انحباس الماء ، والتي قد تُسبب تلفًا جسيمًا للمحرك.

تسرب غاز الاحتراق

عندما تتسرب غازات الاحتراق من الأسطوانة، يتسبب ذلك في فقدان الضغط ، مما يؤدي إلى انخفاض القدرة أو تشغيل المحرك بشكل غير منتظم. إذا تسربت غازات الاحتراق إلى نظام التبريد، فإن ذلك يقلل من كفاءة النظام وقد يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المحرك. في حالات أخرى، قد تتسرب الغازات إلى فراغات صغيرة بين حشية رأس الأسطوانة أو كتلة المحرك، حيث تُحبس هذه الغازات، ثم تُطلق عند إيقاف تشغيل المحرك. بعد ذلك، تتسرب هذه الغازات إلى سائل التبريد مُشكلةً جيوبًا هوائية. أحيانًا، قد تُحتبس هذه الجيوب الهوائية في منظم حرارة سائل التبريد، مما يؤدي إلى بقائه مغلقًا وزيادة ارتفاع درجة الحرارة، وبالتالي تكوين المزيد من الفراغات بين الحشية والمحرك. في أحيان أخرى، قد تتسبب هذه الجيوب الهوائية أيضًا في طرد المحرك لسائل التبريد إلى خزان الفائض أو خزان التمدد ، مما يقلل من كمية سائل التبريد المتاحة للتبريد.

• تبريد محرك الاحتراق الداخلي
• قائمة قطع غيار السيارات
• زيت المحرك
• حشية غطاء الصمام