انواع طرح بلوک سیلندر. بلوک سیلندر مکانی است که میل لنگ به شدت در آن می چرخد.

بلوک سیلندر (بلوک موتور) بخش اصلی و اساسی یک موتور احتراق داخلی است، بخش عمده بار را به خود اختصاص می دهد و اجزا و مکانیسم های اصلی را در خود جای می دهد. بنابراین، الزامات سختگیرانه ای بر روی بلوک سیلندر اعمال می شود که از مواد با کیفیت بالا ساخته شده و بر روی ماشین های با دقت بالا پردازش می شود. اساساً بلوک‌های استوانه‌ای از چدن خاکستری پرلیت با عناصر آلیاژی کوچک ساخته می‌شوند، اما اخیراً می‌توان آنها را اغلب از آلومینیوم و حتی منیزیم یافت. بلوک ها عمدتاً از چدن برای کامیون ها و تراکتورها و از آلومینیوم - برای اتومبیل ها و اتومبیل های ورزشی ساخته می شوند. در موتورهای اسپرت توربوشارژ با شتاب بالا، بلوک ها اکنون از مواد ترکیبی ساخته می شوند که قسمت داخلی آن از آلومینیوم و قسمت بیرونی (جایی که ژاکت خنک کننده قرار دارد) از منیزیم ساخته شده است.
بلوک های آلومینیومی و کامپوزیت باعث کاهش قابل توجه وزن کل موتور و کل خودرو می شوند که یک مزیت بزرگ برای خودروهای اسپرت است. به دلیل طراحی پیچیده از نوع هزارتویی با تعداد زیادی حفره پنهان، بلوک های سیلندر تحت فشار بالا ریخته می شوند. این فشار زیاد است که به دست آوردن شکل صحیح و جلوگیری از ایجاد ناهمگنی و حفره های هوا در "بدنه" فلز امکان پذیر می شود.
بلوک های سیلندر که از یک فلز کامپوزیت ساخته شده اند، به روش پیچیده تری تولید می شوند - ابتدا قسمت میانی تحت فشار بالا از آلومینیوم با خلوص بالا ریخته می شود و تنها پس از آن قسمت بیرونی از منیزیم ساخته می شود. فناوری ساخت بلوک از فلزات ترکیبی (شکل 1) بسیار پیچیده و مسئولیت پذیر است، به همین دلیل است که این طرح فقط در اتومبیل های بسیار گران قیمت و به عنوان یک قاعده تولید غیر سریالی استفاده می شود که در آن کاهش وزن موتور موجه است. . با این حال، بلوک های چدنی می توانند بارهای بیشتری را تحمل کنند، در برابر گرمای بیش از حد مقاوم تر هستند و ظرفیت گرمایی کمتری دارند. ظرفیت حرارتی چدن باعث می شود موتور سریعتر تا دمای کار گرم شود، که باعث کاهش زمان کار موتور احتراق داخلی در هنگام گرم شدن در هنگام کار در زمستان می شود. فراموش نکنید که هدایت حرارتی چدن بسیار کمتر (حدود 4 برابر) از آلومینیوم است، به همین دلیل است که سیستم خنک کننده در چنین موتورهایی در شرایط سخت تری کار می کند.

همچنین بخوانید

هنگام ساخت بلوک سیلندر، روش نصب آسترهای سیلندر در نظر گرفته می شود (شکل شماره 3). آسترهای سیلندر از فولاد با عیار بالا ساخته شده اند. آسترهای سیلندر یا قابل جابجایی یا ریخته گری هستند (در حال حاضر از آسترهای ریخته گری استفاده می شود). آسترهای ریخته شده حتی قبل از تشکیل خود بلوک سیلندر در قالب نصب می شوند که همراه با آسترها ریخته می شود و به همین دلیل انتشار یک فلز به فلز دیگر رخ می دهد. این روش ساخت بلوک سیلندر هزینه تولید موتور احتراق داخلی را کاهش می دهد، اما قابلیت نگهداری موتور را به طور کلی کاهش می دهد. در صورت خرابی به دلیل سایش طبیعی یا عوامل دیگر، امکان تعویض آستین وجود ندارد و کل دستگاه دور ریخته می شود. آستین های قابل جابجایی می توانند "خیس" یا "خشک" باشند. آستر "مرط" با مایع خنک کننده در تماس است، در حالی که آستر "خشک" در یک آستین داخلی اضافی نصب شده است و با مایع تماس ندارد. همچنین در موتورهای آلومینیومی سری اول، استفاده از فناوری نصب آستر با مشکل حادی مواجه بود، بنابراین اگر آستر داخل آن ریخته می شد یا به صورت خشک نصب می شد، پس از مدتی آستر به دلیل انواع مختلف، بلوک سیلندر را پرچ می کرد. ارتعاشات خطی به دلیل تأثیر دما. به همین دلیل، اولویت به کارتریج های "مرطوب" "شناور" داده شد. از اوایل دهه 1980، فناوری فشار دادن یک آستر جدار نازک که توسط آلومینیوم احاطه شده بود به داخل بلوک سیلندر شروع به استفاده کرد. اما این روش معایب زیادی دارد.

ژاکت سیستم خنک کننده نقش بسیار مهمی در بلوک سیلندر یک موتور احتراق داخلی دارد - دسترسی مایع خنک کننده به قسمت های گرم شده گروه سیلندر-پیستون را فراهم می کند. ژاکت خنک کننده از حفره های داخلی بلوک تشکیل شده است و به گونه ای طراحی شده است که خنک کننده بتواند به طور موثر و یکنواخت گرما را از قسمت های گرم شده خارج کند.
همچنین در بلوک سیلندر کانال هایی برای تامین مایع روان کننده (روغن موتور) به تمام سطوح مالشی وجود دارد. بیشتر اوقات ، چنین کانال هایی در قالب ریخته گری تمام شده ساخته می شوند و خروجی های غیر ضروری با شاخه ها بسته می شوند.
بلوک سیلندر شامل تمام اجزای اصلی یک موتور احتراق داخلی است: میل لنگ، پیستون، مکانیزم درایو زمان بندی، مخزن و غیره. حفظ موقعیت نسبی آنها در محدوده تحمل مشخص شده در نقشه بسیار مهم است. عدم رعایت این الزامات منجر به نقص یا کاهش شدید عمر کارکرد موتور احتراق داخلی می شود. هنگام ساخت و پردازش یک بلوک سیلندر، حفظ تلورانس برای عمود بودن محورهای سیلندر و محور میل لنگ بسیار مهم است. به همین دلیل است که هنگام پردازش یک بلوک سیلندر، انتخاب صحیح و آماده‌سازی پایه‌ها مهم است و از ثبات نصب قطعات نسبت به ابزار و قسمت‌های کار دستگاه در تمام عملیات اطمینان می‌دهد. اغلب، هواپیماهایی با وسعت کافی و دو سوراخ واقع در بیشترین فاصله به عنوان پایه های نصب در هنگام پردازش بلوک ها استفاده می شوند. برای بلوک ها اغلب صفحات جداکننده یا صفحات پنجه ها و سوراخ های نصب به عنوان پایه های نصب و سوراخ های آستر سیلندر و سوکت های بلبرینگ به عنوان پایه خشن انتخاب می شوند.
سوکت‌های نصب کلاهک‌های اصلی یاتاقان معمولاً با مجموعه‌ای از کاترها پردازش می‌شوند و به دنبال آن بر روی دستگاه‌های برچینگ مخصوص و دستگاه‌های بروشکن افقی معمولی مجهز به دستگاه‌هایی برای ایمن‌سازی قطعه و هدایت برچینگ، با یک بروشک پیش‌ساخته پردازش می‌شوند.
سطوح انتهایی بلوک های بزرگ بر روی ماشین های حفاری افقی پردازش می شوند.
صفحات پوشش سیلندر (سر) بلوک های موتورهای بزرگ، به ویژه در مواردی که سطوح قطعات دارای برآمدگی یا فرورفتگی هستند، بر روی ماشین های دوار پردازش می شوند. صفحات بلوک های کوچک بر روی ماشین های برش طولی پردازش می شوند.

ماشینکاری سوراخ های اصلی بر روی ماشین های حفاری افقی و حفاری شعاعی جهانی طبق علامت گذاری انجام می شود.
سوراخ کردن سوراخ‌های کور با استفاده از میله‌های حفاری که در دوک دستگاه قرار دارند انجام می‌شود. هنگام پردازش از طریق سوراخ ها، و همچنین برای اطمینان از محل صحیح و دقت سوراخ ها، ماشین ها مجهز به دستگاه هایی هستند که در آنها میله های حفاری توسط بوش های ثابت یا چرخان هدایت می شوند.
در تولید در مقیاس بزرگ، سوراخ‌های حفره‌ای برای آستین‌ها در بلوک‌های بزرگ با استفاده از وسایل قرار داده شده روی میز یک دستگاه حفاری افقی با تکیه‌گاه‌های دائمی و محکم برای میله‌های حفاری انجام می‌شود و بلوک بر روی سطوح پایه دائمی نصب می‌شود. در تولید در مقیاس بزرگ، هنگام پردازش سوراخ های آستین در بلوک های با اندازه های متوسط ​​و کوچک، ماشین های عمودی و چند دوک به طور گسترده ای استفاده می شود. در این ماشین ها، قطعه بر روی حفره پایین و سوراخ های کنترلی نصب می شود و میله های حفاری با مجموعه ای از برش ها در بوش های راهنمای بالا و پایین می چرخند. همزمان با سوراخ کردن سوراخ های آستین، فلنج هایی که آستین روی آنها قرار دارد کوتاه می شوند. این فلنج ها باید دقیقاً در ارتفاع و کاملاً عمود بر محور سوراخ های آستر ماشین کاری شوند، زیرا این امر ابعاد محفظه تراکم و قابلیت اطمینان آب بندی بین بلوک و سرسیلندر را تعیین می کند.

اصطلاح موتور "بلوک کوتاه" اغلب زمانی استفاده می شود که اوضاع واقعاً بد است، و کمتر زمانی که شما چیز جدیدی می خواهید. بیایید توضیح دهیم: بلوک کوتاه موتور مجموعه ای از یک بلوک سیلندر موتور و تعدادی از اجزای موتور است که اغلب در هنگام فرسوده شدن پیستون به عنوان دلیلی برای تعمیرات گران قیمت مورد نیاز است. این بلوک کوتاه است که یک جایگزین عالی برای خرید یک موتور کامل است، زیرا وقتی گروه پیستون فرسوده می شود، بسیاری از قطعات موتور در واقع فرسوده نمی شوند و نیازی به تعویض ندارند، بنابراین برای بسیاری خرید یک موتور منطقی نیست. مونتاژ کامل موتور، و بلوک کوتاه به طور ویژه طراحی شده است تا فقط اجزای جایگزین ضروری را شامل شود. مورد دوم (زمانی که چیز جدیدی می خواهید) زمانی است که یک بلوک کوتاه فقط جایگزینی برای مجموعه موتور نیست، بلکه وسیله ای برای بهبود دینامیک خودرو است - چنین بلوک کوتاهی می تواند سیلندرهایی با پیستون هایی با قطر بزرگتر داشته باشد.

یک موتور بلوک کوتاه معمولاً شامل پیستون هایی با حلقه (که قبلاً در بلوک سیلندر فشرده شده است)، میله های اتصال و میل لنگ است. بلوک های کوتاه همیشه به نصب قطعات داخلی اضافی نیاز دارند که شامل (اما محدود به موارد زیر نیست):

• پمپ روغن،
• تابه روغن،
• منیفولد اگزوز،
• سرسیلندر (سرسیلندر)
• واشر

با این حال، بلوک کوتاه با بلوک کوتاه متفاوت است و مجموعه اجزای خاص به مدل موتور و ماشین بستگی دارد. بسیاری از بلوک های کوتاه با میل بادامک و بسیاری از قطعات اضافی (از جمله واشر، تعداد کمی سنسور) در دسترس هستند.

بلوک کوتاه یک موتور 4 سیلندر با مجموعه ای از پیستون ها، میله های اتصال و میل لنگ

اما یک بلوک به اصطلاح بلند نیز وجود دارد - این یک بلوک کوتاه بهبود یافته و کامل تر است که علاوه بر آنچه بلوک کوتاه به آن مجهز شده است ، سرسیلندر ، ماهیتابه روغن ، منیفولد اگزوز ، پوشش سوپاپ و تعدادی از قسمت های دیگر در واقع بلوک بلند تقریبا یک موتور کامل است.

ساخت موتورهای عمرانی یک صنعت بسیار محافظه کار است. همه همان میل لنگ، پیستون، سیلندر، سوپاپ 100 سال پیش. طرح های شگفت انگیز بدون لنگ، محوری و غیره نمی خواهند اجرا شوند و غیرعملی بودن آنها را ثابت می کند. حتی موتور وانکل، موفقیت بزرگ دهه شصت، اساساً متعلق به گذشته است.

تمام «نوآوری‌های مدرن»، اگر دقت کنید، فقط معرفی فن‌آوری‌های مسابقه‌ای از پنجاه سال پیش هستند که با تجهیزات الکترونیکی ارزان‌قیمت برای کنترل دقیق‌تر سخت‌افزار چاشنی شده‌اند. پیشرفت در ساخت موتورهای احتراق داخلی بیشتر در هم افزایی تغییرات کوچک است تا پیشرفت های جهانی.

و شکایت گناه به نظر می رسد. این بار ما در مورد قابلیت اطمینان و قابلیت نگهداری صحبت نمی کنیم، اما قدرت، تمیزی و کارایی موتورهای مدرن برای فردی از دهه هفتاد یک معجزه واقعی به نظر می رسد. اگر چند دهه دیگر به عقب برگردیم چه؟

صد سال پیش، موتورها هنوز کاربراتوری بودند، با احتراق مغناطیسی، معمولاً سوپاپ پایین یا حتی با یک سوپاپ ورودی «خودکار»... و حتی به هیچ سوپرشارژی هم فکر نمی‌کردند. و موتورهای قدیمی و قدیمی بخشی که اکنون جزء اصلی آن است - بلوک سیلندر - نداشتند.

قبل از اجرای بلوک

موتورهای اول یک میل لنگ و یک سیلندر (یا چند سیلندر) داشتند، اما بلوک نداشتند. تعجب خواهید کرد، اما اساس ساختار - میل لنگ - اغلب نشتی داشت، پیستون ها و میله های اتصال در برابر همه بادها باز بودند و با استفاده از روش قطره ای از یک قوطی روغن روغن کاری می شدند. و کلمه "میل لنگ" به خودی خود برای ساختاری که موقعیت نسبی میل لنگ و سیلندر را به شکل براکت های روباز حفظ می کند، دشوار است.

برای موتورهای ثابت و دریایی، طرح مشابهی تا به امروز باقی مانده است، اما موتورهای احتراق داخلی خودرو هنوز به سفتی بیشتری نیاز دارند. جاده ها همیشه منبع گرد و غبار بوده اند که آسیب زیادی به ماشین آلات وارد می کند.

پیشگام در زمینه "آب بندی" شرکت De Dion-Bouton در نظر گرفته می شود که در سال 1896 موتوری را با میل لنگ بسته استوانه ای راه اندازی کرد که در داخل آن مکانیزم میل لنگ قرار داشت.

درست است ، مکانیسم توزیع گاز با بادامک ها و فشار دهنده های آن هنوز به صورت باز قرار داشت - این به خاطر خنک سازی و تعمیر بهتر انجام شد. به هر حال، تا سال 1900، این شرکت فرانسوی با تولید 3200 موتور و 400 خودرو، بزرگترین تولید کننده اتومبیل و موتورهای احتراق داخلی در جهان بود، بنابراین طراحی تأثیر زیادی در توسعه موتورسازی داشت.

... و سپس هنری فورد ظاهر می شود

اولین طرح تولید انبوه با بلوک سیلندر جامد همچنان یکی از پرتولیدترین خودروهای تاریخ است. مدل T Ford که در سال 1908 معرفی شد، دارای یک موتور چهار سیلندر، با سر سیلندر چدنی، سوپاپ های پایی، پیستون های چدنی و یک بلوک سیلندر - دوباره از چدن ساخته شده بود. حجم موتور برای آن زمان ها کاملاً "بزرگسال" بود ، 2.9 لیتر و قدرت 20 اسب بخار بود. با. برای مدت طولانی این یک شاخص کاملاً ارزشمند در نظر گرفته می شد.

طرح‌های گران‌تر و پیچیده‌تر در آن سال‌ها دارای سیلندرهای مجزا و یک میل لنگ بودند که به آن وصل می‌شدند. سرسیلندرها اغلب مجزا بودند و کل ساختار سرسیلندر و خود سیلندر با گل میخ به میل لنگ متصل می شد. پس از ظهور گرایش به سمت اجزای بزرگتر، میل لنگ اغلب به عنوان یک بخش جداگانه باقی می ماند، اما بلوک های دو یا سه سیلندر هنوز قابل جابجایی بودند.

جداسازی سیلندرها چه فایده ای دارد؟

طراحی با سیلندرهای جداشدنی جداگانه در حال حاضر کمی غیر معمول به نظر می رسد، اما قبل از جنگ جهانی دوم، با وجود نوآوری های هنری فورد، یکی از رایج ترین طرح ها بود. در موتورهای هواپیما و موتورهای هوا خنک تا به امروز حفظ شده است. و پورشه 911 سری 993 "باکسر هوا" تا سال 1998 هیچ بلوک سیلندر نداشت. پس چرا سیلندرها را جدا کنید؟

یک سیلندر به شکل یک قسمت جداگانه در واقع بسیار راحت است. این می تواند از فولاد یا هر ماده مناسب دیگری مانند برنز یا چدن ساخته شود. سطح داخلی را می توان با لایه ای از کروم یا آلیاژهای حاوی نیکل پوشاند و در صورت لزوم آن را بسیار سخت می کند. و از بیرون، یک ژاکت توسعه یافته برای خنک کننده هوا بسازید. پردازش مکانیکی یک مجموعه نسبتا فشرده حتی در ماشین‌های نسبتاً ساده نیز دقیق خواهد بود و با طراحی خوب بست، تغییر شکل‌های حرارتی حداقل خواهد بود. شما می توانید سطح گالوانیکی را انجام دهید، زیرا قطعه کوچک است. اگر چنین سیلندر دارای سایش یا آسیب دیگری باشد، می توان آن را از میل لنگ موتور جدا کرد و یک سیلندر جدید نصب کرد.

همچنین معایب زیادی وجود دارد. علاوه بر قیمت بالاتر و الزامات بالا برای کیفیت ساخت موتورهای با سیلندرهای مجزا، یک اشکال جدی، استحکام کم چنین طراحی است. این به معنای افزایش بار و سایش گروه پیستون است. و ترکیب "اصل جداسازی" با خنک کننده آب خیلی راحت نیست.

موتورهای با سیلندرهای جداگانه مدتها پیش جریان اصلی را ترک کردند - معایب آنها بیشتر از آنها بود. تا اواسط دهه سی، چنین طرح هایی تقریباً هرگز در صنعت خودرو دیده نشد. انواع طرح های ترکیبی - به عنوان مثال، با بلوک های چند سیلندر، یک میل لنگ معمولی و یک سرسیلندر - در اتومبیل های لوکس در مقیاس کوچک با موتورهای جابجایی (شما می توانید مارک نیمه فراموش شده Delage را به خاطر بسپارید) مشاهده می شود، اما در پایان در دهه 30 همه چیز از بین رفت.

پیروزی ساخت و ساز تمام آهنین

طرحی که امروزه با آن آشنا هستیم به لطف سادگی و هزینه ساخت کم برنده شده است. ریخته گری بزرگ از مواد ارزان قیمت و بادوام پس از ماشینکاری دقیق هنوز ارزانتر و قابل اعتمادتر از سیلندرهای جداگانه و مونتاژ دقیق کل ساختار است. و در موتورهای با سوپاپ پایین، سوپاپ ها و میل بادامک درست در همان بلوک قرار دارند که طراحی را ساده تر می کند.

ژاکت سیستم خنک کننده به شکل حفره هایی در بلوک ریخته شده است. برای موارد خاص، می توان از آسترهای سیلندر جداگانه استفاده کرد، اما موتور فورد T چنین لذتی را نداشت. پیستون های چدنی با حلقه های فشاری فولادی مستقیماً بر روی سیلندر چدن کار می کردند. و به هر حال، حلقه خراش دهنده روغن به شکل معمولی ما در آنجا نبود، حلقه سوم فشرده سازی پایینی که در زیر پین پیستون قرار دارد.

این طرح "تمام چدن" قابلیت اطمینان و ساخت خود را در طول سالیان متمادی تولید ثابت کرده است. و برای سال‌های آتی توسط تولیدکنندگان انبوهی مانند جنرال موتورز از فورد پذیرفته شد.

درست است، ریخته‌گری بلوک‌ها با تعداد زیادی سیلندر از نظر فنی کار دشواری بود و بسیاری از موتورها دارای دو یا سه نیم بلوک با چندین سیلندر در هر کدام بودند. بنابراین، "شش"های خطی دهه سی گاهی اوقات دارای دو نیم بلوک سه سیلندر بودند و "هشت"های خطی حتی بیشتر مطابق این طرح ساخته می شدند. به عنوان مثال، قدرتمندترین موتور Duesenberg مدل J دقیقاً به این ترتیب ساخته شده است: دو نیم بلوک با یک سر پوشیده شده است.

با این حال، با آغاز دهه چهل، پیشرفت امکان ایجاد بلوک های جامد با این طول را فراهم کرد. به عنوان مثال ، بلوک "Flathead" شورولت Straight-8 قبلاً جامد بود که بار روی میل لنگ را کاهش داد.

آستین های چدنی در یک بلوک چدنی نیز راه حل نسبتا خوبی بود. چدن آلیاژی مقاوم در برابر مواد شیمیایی با استحکام بالا گرانتر از حد معمول بود و ریخته گری کل بلوک بزرگ از آن هیچ فایده ای نداشت. اما یک آستین نسبتا کوچک "تر" یا "خشک" گزینه خوبی بود.

طراحی اساسی موتورها که در سالهای قبل از جنگ تسلط یافتند، چندین دهه متوالی تغییر نکرده است. بلوک‌های سیلندر بسیاری از موتورهای مدرن از چدن خاکستری ریخته‌گری می‌شوند که گاهی اوقات با درج‌هایی با استحکام بالا در ناحیه مرکز مرده بالایی قرار دارند. به عنوان مثال بلوک چدنی دارای یک رنو کپتور کاملا مدرن با موتور F4R است که در مورد تعمیر و نگهداری آن صحبت می کنیم. چدن خوب است، به ویژه، زیرا یک بلوک ساخته شده از آن را می توان به راحتی توسط سیلندرهای حفاری با قطر بزرگ تر تعمیر کرد. مگر اینکه، البته، سازنده پیستون های اندازه "تعمیر" تولید کند.

درست است، با گذشت سالها، بلوک ها بیشتر و بیشتر "باز" ​​و کمتر عظیم می شوند. پیدا کردن اعداد برای بلوک های اولیه دشوار است، اما اجازه دهید دو خانواده موتور را با اختلاف بیش از 10 سال در نظر بگیریم. برای بلوک سری GM Gen II در اواسط دهه 90، ضخامت دیواره موتورها از 5 تا 9 میلی متر متغیر بود. VW EA888 مدرن اواخر دهه 2000 در حال حاضر از 3 تا 5 دارد. اما ما به وضوح از خودمان جلوتر می رویم ...

سبک کردن بلوک

نازک کردن دیوارها که طراحان در سال های اخیر با تمام توان انجام داده اند، همانطور که می دانید تنها راه کاهش وزن بلوک نیست. در دهه 30-20 آنها نسبت به حال حاضر کمتر به صرفه جویی در وزن و سوخت فکر می کردند، اما اولین تلاش ها برای سبک سازی انجام شد. و حتی پس از آن به فکر استفاده از آلومینیوم افتادند.

در اتومبیل های مسابقه ای و اسپورت آن دوران، می توان همزیستی از میل لنگ و سرسیلندر آلومینیومی با بلوک های سیلندر چدنی را یافت. سپس پیشرفت در فلزکاری امکان ایجاد نسخه راحت تری از چنین همزیستی را فراهم کرد. بلوک سیلندر جامد باقی ماند، اما از آلومینیوم ریخته گری شد، که وزن آن را سه تا چهار برابر کاهش داد، از جمله به دلیل کیفیت ریخته گری بهتر فلز. خود سیلندرها به شکل آستین های چدنی ساخته شده بودند که به داخل بلوک فشرده می شدند.

کارتریج ها به دو دسته "خشک" و "مرطوب" تقسیم شدند. در بلوک‌های دارای آستر خشک، آن را با تداخل در یک استوانه آلومینیومی (یا یک بلوک در اطراف آن ریخته می‌شد) وارد می‌کردند و یک آستر «مرطوب» به سادگی با انتهای پایینی آن در بلوک ثابت می‌شد و هنگام نصب سیلندر سر، حفره اطراف آن به یک ژاکت خنک کننده تبدیل شد. گزینه دوم در آن زمان امیدوارکننده تر بود، زیرا ریخته گری را ساده کرد و جرم قطعات را کاهش داد. اما بعداً، افزایش الزامات برای استحکام ساختاری، و همچنین پیچیدگی مونتاژ چنین موتورهایی، این فناوری را از پیشرفت خارج کرد.

آستین های خشک در بلوک های آلومینیومی هنوز رایج ترین گزینه برای ساخت قطعات هستند. و یکی از موفق ترین ها، زیرا آستین چدن از چدن آلیاژی با کیفیت بالا ساخته شده است، بلوک آلومینیومی سفت و سخت و سبک است. علاوه بر این، از نظر تئوری، این طرح نیز مانند بلوک های چدنی قابل تعمیر است. از این گذشته ، یک آستین فرسوده را می توان "بیرون آورد" و یک آستین جدید را فشار داد.

بعدش چی؟

تنها فناوری اساساً جدید در سال‌های اخیر، بلوک‌های سبک‌تر با پاشش یک لایه فوق‌العاده قوی و بسیار نازک بر روی سطح داخلی سیلندرها است. من قبلاً در مورد ساختارهای مشابه و حتی در مورد ساختارهای مشابه به تفصیل نوشته ام - هیچ فایده ای برای تکرار وجود ندارد. از نظر مفهومی، ما همان موتور احتراق داخلی دهه 1930 را داریم. و دلایل زیادی برای این باور وجود دارد که تا پایان «دوران احتراق داخلی»، زمانی که وسایل نقلیه الکتریکی به ثمر می‌رسند، موتورهایی که با هیدروکربن‌های مایع کار می‌کنند تقریباً یکسان خواهند ماند.

برای بلوک های سیلندر آلومینیومی، مفاهیم و روش های مختلف ساخت با یکدیگر رقابت می کنند. هنگام تعریف پارامترهای بلوک

سیلندرها، مزایا و معایب فنی و اقتصادی مربوطه باید به دقت با یکدیگر سنجیده شوند.

فصل‌های بعدی مروری بر انواع مختلف طرح‌های بلوک سیلندر دارند.

بلوک های یکپارچه

بلوک های یکپارچه به عنوان طرح های بلوک استوانه ای شناخته می شوند که دارای آسترهای مرطوب یا صفحات پایه پیچ دار به شکل محفظه یاتاقان اصلی - صفحه تخت (شکل 1) نیستند. برای به دست آوردن سطوح یا استحکام خاص، بلوک های یکپارچه می توانند دارای قطعات ریخته گری متناظر در ناحیه سوراخ های سیلندر (درج های چدن خاکستری، LOKASIL®-Preforms) و همچنین قطعات ریخته گری ساخته شده از چدن خاکستری یا شکل پذیر باشند. و تقویت الیاف در ناحیه سوراخ های یاتاقان اصلی. با این حال، دومی هنوز وضعیت فناوری را منعکس نمی کند.

بلوک های دو تکه (با صفحه پایه)

با این طرح، درپوش های یاتاقان اصلی میل لنگ در یک صفحه تکیه گاه جداگانه در کنار هم قرار می گیرند (شکل 2). صفحه پایه به میل لنگ رزوه می شود و با گرافیت کروی ریخته شده به آلومینیوم تقویت می شود تا به ترتیب بازی در یاتاقان های اصلی را کاهش دهد تا انبساط حرارتی خاص آلومینیوم را جبران کند. به این ترتیب، طرح های بلوک سیلندر بسیار سفت و سخت به دست می آید. همانند بلوک‌های استوانه‌ای یکپارچه، قطعات قابل ریخته‌گری نیز می‌توانند در ناحیه سوراخ‌های سیلندر ارائه شوند.

تصویر 2 آئودی V8

طراحی "عرشه باز" با سیلندرهای مستقل و مستقل

با این طرح، ژاکت خنک کننده به صفحه جداکننده سر سیلندر باز می شود و سیلندرها آزادانه در بلوک سیلندر قرار می گیرند (شکل 3). انتقال حرارت از سیلندرها به مایع خنک کننده، به لطف جریان از همه طرف، یکنواخت و سودمند است. فاصله نسبتا زیاد بین سیلندرها اما بر طول کلی موتورهای چند سیلندر تأثیر منفی می گذارد. به لطف حفره خنک کننده باز به بالا و طراحی نسبتاً ساده، استفاده از هسته های شن و ماسه را می توان در طول تولید حذف کرد. بنابراین، بلوک های سیلندر را می توان با استفاده از ریخته گری کم فشار و قالب گیری تزریقی تولید کرد.

طراحی "عرشه باز" با سیلندرهای ریخته‌گری شده

نتیجه‌گیری منطقی برای کاهش طول ساختاری بلوک‌های استوانه‌ای با استوانه‌های آزاد، کاهش فاصله بین سیلندرها است. با توجه به جابجایی سیلندرها، آنها باید در قالب ریخته گری مشترک ساخته شوند (شکل 4). این نه تنها بر طول ساختاری موتورها تأثیر مثبت دارد، بلکه باعث افزایش استحکام در قسمت بالایی سیلندرها می شود. به این ترتیب می توان به عنوان مثال 60-70 میلی متر در طول طراحی یک موتور شش سیلندر خطی صرفه جویی کرد. جامپر بین سیلندرها را می توان 7-9 میلی متر کاهش داد. این مزایا بیشتر از مضرات آن است که در هنگام خنک شدن ژاکت خنک کننده بین سیلندرها کوچکتر است.

تصویر 4 ولوو 5 زیل. (دیزل)

ساخت عرشه بسته

با این مفهوم بلوک سیلندر، بر خلاف طرح "Open-Deck"، بالای سیلندرها تا سوراخ های ورودی آب در سمت سرسیلندر بسته می شود (شکل 1). این امر به ویژه تأثیر مثبتی بر مهر و موم سر سیلندر دارد. این طرح به ویژه در صورتی مفید است که یک بلوک سیلندر موجود ساخته شده از چدن خاکستری به آلومینیوم تبدیل شود. به دلیل طراحی قابل مقایسه (سطح آب بندی سرسیلندر)، سرسیلندر و آب بند سرسیلندر نباید هیچ گونه تغییری یا فقط تغییرات جزئی داشته باشند.

در مقایسه با طراحی "OpenDeck"، طراحی "عرشه بسته" طبیعتاً دشوارتر است. دلیل آن بسته بودن ژاکت خنک کننده و به همین دلیل هسته شنی ضروری ژاکت خنک کننده است. همچنین، حفظ تلرانس های باریک برای ضخامت دیواره سیلندر هنگام استفاده از هسته های شنی دشوارتر می شود. بلوک های سیلندر "ClosedDeck" را می توان با استفاده از ریخته گری آزاد یا ریخته گری کم فشار تولید کرد.

با توجه به استوانه های هم ریخته گری و در نتیجه استحکام بالاتر در قسمت بالایی سیلندرها، این طرح در مقایسه با طرح "Open-Deck" دارای ذخایر بار بیشتری است.

تصویر 1 مرسدس 4 زیل. (ردیف)

بلوک سیلندر آلومینیومی با آستر مرطوب

این بلوک‌های استوانه‌ای عمدتاً از آلیاژ آلومینیوم ارزان‌تر ریخته‌گری می‌شوند و مجهز به آستر سیلندر چدن خاکستری مرطوب هستند. یک پیش نیاز برای به کارگیری این مفهوم، تسلط بر طراحی Open-Deck و مسائل مربوط به تراکم آن است. ما در مورد طرحی صحبت می کنیم که دیگر در تولید سریال موتورهای خودروهای سواری استفاده نمی شود. یک نماینده معمولی تولید KS موتور V6 بلوک PRV (پژو/رنو/ولو) بود (شکل 2).

چنین بلوک‌های سیلندر در حال حاضر فقط در ساخت موتورهای ورزشی و مسابقه‌ای استفاده می‌شوند، جایی که مشکل هزینه بیشتر در پس‌زمینه فرو می‌رود. با این حال، آنها از آسترهایی استفاده می کنند که از چدن خاکستری ساخته نشده اند، بلکه از آسترهای آلومینیومی مرطوب با مقاومت بالا با سطوح کار سیلندر با روکش نیکل استفاده می کنند.

تصویر 2 PRV V6

نسخه های ژاکت خنک کننده

هنگام تغییر از بلوک های استوانه ای ساخته شده از چدن خاکستری به بلوک های ساخته شده از آلومینیوم، قبلاً هدف دستیابی به همان ابعاد طراحی در نسخه آلومینیومی بود که قبلاً در نسخه چدن خاکستری وجود داشت. به همین دلیل، عمق ژاکت خنک کننده (بعد "X") که سیلندر را احاطه کرده بود در ابتدا تنها با 95٪ طول سوراخ های سیلندر در اولین بلوک های آلومینیومی مطابقت داشت (شکل 3).

به لطف رسانایی حرارتی خوب آلومینیوم به عنوان ماده کاری، عمق ژاکت خنک کننده (بعد "X") می تواند به طور مطلوب بین 35 تا 65٪ کاهش یابد (شکل 4). به لطف این، نه تنها حجم آب کاهش یافت و در نتیجه وزن موتور، گرم شدن سریعتر آب خنک کننده نیز حاصل شد. به لطف زمان گرمایش کوتاه شده و صرفه جویی در موتور، زمان گرم شدن کاتالیزور نیز کاهش می یابد که تأثیر مفیدی بر رهاسازی مواد مضر دارد.

از نقطه نظر تولیدی و فنی، کاهش عمق ژاکت نیز مزایایی را به همراه داشت. هرچه هسته های فولادی برای ژاکت خنک کننده کوتاه تر باشد، حرارت کمتری را در طول فرآیند ریخته گری جذب می کند. این امر هم بر ثبات بیشتر شکل و هم افزایش بهره وری به دلیل کاهش ضربان اگزوز تأثیر می گذارد.

تصویر 3

تصویر 4

اتصال پیچ سر سیلندر

1. نیروی پیچ پیچ های سرسیلندر /2. نیروی آب بندی بین سر سیلندر و مهر و موم آن / 3. تغییر شکل سیلندر (به صورت بسیار اغراق آمیز ارائه شده) / 4. رزوه پیچ بالایی /5. رزوه پیچ عمیق

به منظور پایین نگه داشتن تغییر شکل سیلندر در هنگام نصب سرسیلندر، باس های پیچ - ضخامت سوراخ های رزوه ای پیچ های نصب سر سیلندر - به دیواره بیرونی سیلندر متصل می شوند. تماس مستقیم با دیواره سیلندر باعث ایجاد تغییر شکل غیرقابل مقایسه بیشتر در هنگام سفت کردن پیچ و مهره می شود. نخ های عمیق نیز پیشرفت های بیشتری را ارائه می دهند. تصاویر 1 و 2 تفاوت در تغییر شکل سیلندر ناشی از رزوه پیچ بالا و عمیق را نشان می دهد.

احتمالات دیگر، استفاده از مهره های فولادی ریخته گری به جای سوراخ های رزوه ای معمولی است، به منظور جلوگیری از ناهماهنگی و مشکلات استحکام (به ویژه در موتورهای دیزل تزریق مستقیم). برخی از طرح ها از پیچ و مهره های بلند استفاده می کنند که عملاً از طریق صفحه بلوک سیلندر (شکل 3) رزوه می شوند یا مستقیماً به تکیه گاه یاتاقان متصل می شوند (شکل 4).

1. واشر

2. پیچ سر سیلندر

3. درج رزوه ای فولادی

4. پیچ و مهره را فشار دهید

5. کلاه یاتاقان اصلی

تصویر 3

تصویر 4

1. واشر

2. پیچ و مهره را فشار دهید

3. پشتیبانی بلبرینگ

4. کلاه یاتاقان اصلی

سوراخ های نصب پین پیستون در دیواره سیلندر

موتورهای باکسر به دلیل ویژگی های طراحی خود، هنگام مونتاژ پین های پیستون یک ردیف سیلندر، در هنگام نصب با مشکل مواجه می شوند. دلیل این امر این است که برای اتصال پیستون های ردیف دوم سیلندرها به ترتیب برای اتصال میله های اتصال به میل لنگ مربوطه، هر دو نیمه میل لنگ باید به یکدیگر پیچ شوند. از آنجایی که پس از بستن هر دو نیمه میل لنگ دیگر دسترسی به میل لنگ وجود ندارد، میله های اتصال بدون پیستون به میل لنگ مربوطه پیچ می شوند و پس از پیچ شدن هر دو نیمه میل لنگ، پیستون ها سوار می شوند. سپس پین‌های پیستون که هنوز گم نشده‌اند، از سوراخ‌های عرضی در قسمت پایینی سیلندر (شکل 5) برای اتصال پیستون‌ها به میله‌های اتصال عبور داده می‌شوند. سوراخ های نصب از سطوح لغزنده سیلندرها در ناحیه ای عبور می کنند که رینگ های پیستون از آن عبور نمی کنند.

دریچه های میل لنگ

تصویر 1

تصویر 2

میل لنگ های جدیدتر دارای دریچه هایی در بالای میل لنگ و زیر سیلندرها هستند (تصاویر 1 و 2).

هنگامی که دیواره های جانبی و سفت کننده های یاتاقان اصلی مرتبط به سمت پایین کشیده می شوند، از تهویه در ناحیه میل لنگ جلوگیری می شود. به لطف سوراخ های تهویه، هوای جابجا شده که در زیر پیستون قرار دارد، زمانی که پیستون از نقطه مرده بالا به نقطه مرده پایین حرکت می کند، می تواند به طرفین فرار کند و در نتیجه به سمت جایی که پیستون در جهت مرده بالایی حرکت می کند، خارج می شود. مرکز این باعث می‌شود تبادل هوا سریع‌تر و کارآمدتر شود، زیرا هوا دیگر مجبور نیست مسیر طولانی را در اطراف میل لنگ طی کند. به لطف کاهش مقاومت هوا، افزایش قابل توجهی در قدرت نیز حاصل می شود. بسته به فاصله سیلندرها تا میل لنگ، سوراخ‌های تهویه یا در ناحیه تماس یاتاقان‌های اصلی زیر سطوح کشویی سیلندر یا در ناحیه سطوح کشویی سیلندر یا هر جایی در بین اینها قرار دارند. مناطق

بلوک سیلندر بزرگترین و عظیم ترین قسمت یک موتور احتراق داخلی است. از آلومینیوم، چدن یا آلیاژهای آنها ساخته شده است. الزامات اصلی برای بلوک سیلندر هدایت حرارتی خوب، استحکام و مقاومت در برابر سایش است.

بلوک سیلندر به عنوان یک ظرف برای قسمت هایی از گروه سیلندر-پیستون عمل می کند.

در داخل بلوک یک مکانیسم میل لنگ موتور (CCM) وجود دارد که شامل: پیستون ها، پین های پیستون، میله های اتصال و یاتاقان های شاتون، رینگ های پیستون (تراکم و خراش روغن)، میل لنگ، بست ها می باشد.

مکانیسم میل لنگ مکانیسم اصلی یک موتور احتراق داخلی است که از تبدیل انرژی احتراق سوخت از طریق حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی میل لنگ اطمینان حاصل می کند.

با توجه به آرایش ساختاری سیلندرهای موتور احتراق داخلی، بلوک های سیلندر عبارتند از:

• در خط
• V شکل
• مخالفت کرد

بلوک های سیلندر از انواع ساختاری دیگر نیز وجود دارد، اما این سه نوع بیشتر در اتومبیل ها استفاده می شود.

سیستم خنک کننده بلوک موتور

علاوه بر مکانیسم میل لنگ، بلوک سیلندر شامل یک "جلف" ​​خنک کننده است.

این برای گردش مایع خنک کننده، یعنی حذف انرژی حرارتی از موتور است.

این تضمین می کند که موتور احتراق داخلی در دمای عملیاتی بهینه کار می کند. "ژاکت" خنک کننده در داخل بلوک سیلندر با یک ابزار مخصوص بریده می شود.

برای جلوگیری از گرفتگی و کک شدن، مایع خنک کننده باید پس از مدت معینی مطابق با مستندات نظارتی و فنی برای عملکرد خودرو تعویض شود.

توسط سازنده گردآوری شده است.

طراحی بلوک سیلندر

خود سیلندرها با استفاده از تراش به داخل بلوک بریده می شوند.

آنها باید صاف و مقاوم در برابر سایش و گرما باشند. صافی از طریق روش هومینگ به دست می آید و استحکام از طریق عملیات حرارتی فلز حاصل می شود.

در موتورهای سبک قدیمی، سیلندرها "خط دار" بودند - یک آستر در سوراخ حفر شده سیلندر قرار داده شد که در داخل آن پیستون حرکات رفت و برگشتی را انجام می داد.

در اتومبیل های مدرن، سیلندرها فقط در موارد مهم تعمیرات اساسی موتور احتراق داخلی "روکش" می شوند.

مشکلات بلوک عمدتاً با سنگ زنی دیواره های سیلندر در حین کار موتور همراه است.

برای جلوگیری از افزایش سایش دیواره های سیلندر و همچنین قسمت هایی از گروه سیلندر-پیستون، لازم است به طور منظم روان کننده ها و مواد فیلتر را تعویض کنید.

هنگام تعیین سایش سیلندر، از اصطلاح "سایش سیلندر" استفاده می شود.

توسط یک دستگاه مخصوص اندازه گیری می شود - Nutrometer، که می تواند ...

اگر خروجی از حداکثر مقدار مجاز بیشتر شود، بلوک سیلندر برای حفاری به اندازه تعمیر بعدی پیستون ها ارسال می شود.

اگر سیلندرها آنقدر فرسوده شده اند که خسته کننده کمکی نمی کند، در این صورت آنها آستر شده اند.

با این حال، به ندرت به این روش متوسل می شود و بلوک به طور کامل با یک روش جدید جایگزین می شود.

پس از سوراخ کردن بلوک، حتماً با ترنر بررسی کنید که سیلندرها برای چه اندازه پیستون حوصله دارند (اگر خودتان این موضوع را به او نگفتید) تا پیستون هایی با اندازه تعمیر مورد نیاز خریداری کنید.

در غیر این صورت بلوک مدت زیادی به شما خدمت نمی کند و بعد از چند هزار کیلومتر دوباره آن را برای چرخش برمی گردانید.

به یاد داشته باشید که هنگام تعمیر یک بلوک، خطای 0.1 میلی متری می تواند کشنده باشد. بنابراین، صبر و ابزار لازم را از قبل تهیه کنید. به خصوص مهم است که یک میکرومتر در دست داشته باشید.