بلوک سیلندر اصلی ال90 - ساندرو

وک سیلندر (به فرانسوی: Bloc-cylindres) یا بلوک موتور (به فرانسوی: Bloc-moteur) (به انگلیسی: Engine block) ساختاری است که شامل سیلندرها و قطعات دیگر در یک پیشرانه درون‌سوز است. در خودروهای قدیمی تنها از بلوک سیلندر تشکیل شده بود که یک میل‌لنگ جداگانه به آن وصل شده بود. اما در خودروهای امروزی بلوک‌های موتور اغلب شامل عناصری مانند قطعات سردکننده و مخزن‌های روغن می‌شوند.^[۱]

بلوک‌های سیلندر بخش ثابت و جدایی‌ناپذیر مکانیزم میل لنگ هستند و سیلندرهای موتور را به هم متصل می‌کند. با عملیات ریخته گری و از فلزاتی مانند چدن ساخته می‌شوند و البته گاهی اوقات از آلومینیوم و همچنین آلیاژهای منیزیم ریخته گری می‌شود. در بلوک سیلندر، میل لنگ بر روی سطوح حمایتی ویژه نصب می‌شود.

قسمت بالایی بلوک‌های سیلندر با سر سیلندر بسته می‌شود و میل لنگ به پایین بلوک سیلندر متصل می‌شود. پایین بلوک سیلندر هم کارتل وجود دارد و به وسیله این کارتل پایین سیلندر کاملا بسته می‌شود. کارتل وظیفه نگه داشتن روغن موتور را بر عهده دارد. می‌دانید که از روغن موتور هم برای روغن کاری سیلندر و پیستون استفاده می‌شود. تمام اجزای اصلی موتور روی در بلوک سیلندر نصب می‌شوند. این قطعات، از جمله سوراخ‌های سیلندر، بسیار دقیق تراشیده می‌شوند.

احتراقی که برای حرکت خودرو لازم است درون بلوک سیلندر اتفاق میافتد. قطعات بلوک سیلندر به نحوی ساخته می‌شوند تا فشارهای مخلوط سوخت در حال سوختن را مهار کنند. اتصالات محکمی بین پایه سیلندر و حلقه‌های پیستون بسته می‌شوند و اصطلاحا آب بندی می‌شوند تا رینگ‌های پیستون بتوانند گاز قابل احتراق را مهار کنند و اجازه خروج آن را ندهند.

اگر سیلندرها در اثر سایش بیضی شکل شوند، مقداری گاز از طریق رینگ‌های پیستون آزاد می‌شود. گازی که از رینگ‌های پیستون نشت می‌کند، دمیدن نامیده می‌شود. این دمیدن بازده موتور را کاهش می‌دهد.

پیستون‌های آلومینیومی به خوبی در برابر دیواره‌های سیلندر چدنی سایش دارند. عیب اصلی چدنی و آهنی بودن بلوک سیلندر، سنگین بودن وزن آن است، به همین دلیل است که بلوک‌های موتور در حال حاضر بیشتر از آلومینیوم سبک وزن ساخته می‌شوند. وزن بلوک‌های آلومینیومی بسیار کمتر از بلوک‌های چدنی و آهنی است. پوسته‌های پیستون آلومینیومی که به دیواره سیلندر آلومینیومی ساییده می‌شوند، خیلی سریع فرسوده می‌شوند. بنابراین اکثر بلوک‌های استوانه‌ای آلومینیومی مجهز به آسترهای استوانه‌ای فولادی یا چدنی شکل هستند.

بلوک سیلندر و خنک کنندگی

بلوک‌های سیلندر به‌ طور ویژه برای مقاومت در برابر دما و بارهای مختلف طراحی شده‌اند تا پایداری و روان‌کاری هر موتور را در شرایط مختلف حفظ کنند. هر بلوک دارای تعدادی مخزن روغن برای انتقال روغن در سرتاسر موتور است و در نتیجه روانکاری تمام اجزای حیاتی موتور را به راحتی انجام می‌دهد. این بلوک همچنین حاوی مخزن‌های آب مورد نیاز برای خنک‌سازی موتور برای حفظ دمای بهینه موتور در همه حالات است. اگر دمای موتور خنک نشود عملکرد آن با مشکل مواجه می‌شود.

یک واحد بلوک سیلندر معمولی بسته به نوع و مشخصات مدل موتور، از تعدادی سیلندر تشکیل شده است و شامل دیواره سیلندر، گذرگاه مایع خنک کننده و آستین سیلندر خواهد بود.

نوآوری در ساخت موتور

توانایی ریخته‌گری یک بلوک سیلندر به صورت تک تکه، نوآوری مهمی در توسعه بلوک سیلندر بود. در این روش جدید، ابتدا قسمت‌های یک بلوک سیلندر ساخته می‌شود و بعدا به هم وصل می‌گردند. بلوک سیلندرهای ساخته شده با این متد، به صاحبان خودرو درجه اطمینان بیشتری را ارائه می‌دهد چرا که در صورت ایجاد مشکل برای یک قسمت از بلوک سیلندر، نیاز به تعمیر کل بلوک سیلندر نخواهند داشت. در واقع اگر قسمتی از بلوک سیلندر نیاز به تعمیر داشته باشد، به جای اینکه کل بلوک سیلندر را با بلوک جدید جایگزین کنید کافی است همان قطعه خراب شده را با قطعه جدید جایگزین نمایید. این بدان معناست که عملیات تعمیر بلوک سیلندر شما در زمان بسیار کوتاه‌تری و با هزینه کمتری اجرا می‌شود.

روند ساخت این نوع بلوک سیلندرها هم سریعتر از قبل بود. تکنولوژی ساخت بلوک سیلندرها ادامه هم یافته است و سطوح بیشتری از پیچیدگی به آنها اضافه شده است. امروزه بسیاری از کارهای مونتاژ بلوک‌های سیلندر توسط ماشین‌ها انجام می‌شود و دستی نیست.

مواد بلوک سیلندر و آستر

به طور معمول، تولید کنندگان از چدن خاکستری برای بلوک‌های سیلندر هنگام اضافه کردن نیکل و کروم استفاده می‌کنند. امروزه سازندگان بلوک سیلندر برای کاهش وزن و بهبود عملکرد از آلومینیوم نیز استفاده می‌کنند. با این حال، بلوک‌های آلومینیومی هم از آستین‌های چدنی یا فولادی روی سیلندر استفاده می‌کنند. اکثر موتورها چدن را برای دیواره سیلندر ترجیح می‌دهند زیرا خواص سایش کمتری دارد. برخی از موتورهای کوچک از کروم برای آبکاری دیواره‌ های سیلندر استفاده می‌کنند تا سایش را کاهش داده و عمر مفید را افزایش دهند.

دو دلیل برای استفاده از چدن و کروم برای دیواره‌های سیلندر وجود دارد:

• از آنجایی که سطح داخلی دیواره سیلندر در معرض شعله و گازهای داغ قرار می‌گیرد که دمای آن بین ۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد متغیر است، چنین بخشی باید از مواد با استحکام بالا ساخته شده باشند.
• از سوی دیگر سرعت لغزش رینگ‌های پیستون روی دیواره‌های سیلندر بسیار زیاد است و از ۱۲ تا ۱۵ متر بر ثانیه متغیر است، بنابراین دیواره‌های داخلی سیلندرها باید سفت باشند. در این صورت طول عمر خط سیلندر افزایش می‌یابد و قطعه در برابر انواع سایش، خوردگی و فرسایش مقاومت بیشتری خواهد داشت. در صورتی که سطح بلوک‌های سیلندر بیش از حد مجاز تعیین شده، فرسوده شده باشد، باید بلوک‌های سیلندر را تعمیر کرد.

بلوک سیلندر سایر وسایل نقلیه

در تمام وسایل نقلیه موتوری، بلوک سیلندر هم نیاز است. اگر محدودیتی در وزن وسیله نقلیه و به طبع آن در وزن موتورها وجود نداشته باشد (مثلاً یک موتور تراکتور) سازندگان به سمت استفاده از چدن می‌روند. در وسایل نقلیه ای که محدودیت زیادی روی وزن وسیله نقلیه وجود دارد (مانند وسایل حمل و نقل هوایی) سازندگان بلوک سیلندر بیشتر از آلیاژهای سبک وزن آلومینیوم و منیزیم برای تولید بلوک‌های سیلندر این وسایل نقلیه استفاده می‌کنند.

ترکیب بلوک سیلندر

ساختار یک بلوک سیلندر چدنی از مواد زیر تشکیل شده است. درصد استفاده از هر نوع ماده هم مشخص شده است.

• آهن ۹۵ درصد
• کربن ۲٫۲ درصد
• سیلیکون ۱٫۲ درصد
• منگنز ۰٫۶۳ درصد
• گوگرد ۰٫۱۲ درصد
• فسفر ۰٫۸۵ درصد

یک بلوک سیلندر آلومینیومی معمولی از مواد اولیه زیر تشکیل شده اند. درصد استفاده از هر نوع ماده هم مشخص شده است.

• آلومینیوم ۹۱ درصد
• قلع ۲ درصد
• مس ۷ درصد

ساخت بلوک سیلندر

علاوه بر این، سر سیلندر با پیچ و مهره به سطح بالایی بلوک سیلندر متصل می‌شود. واشرهایی بین سر سیلندر و بلوک سیلندر برای ایجاد آب بندی و برای جلوگیری از نشت گاز قرار داده می‌شود. علاوه بر این، بلوک سیلندر همچنین دارای پورت‌ها، گذرگاه‌های روغن و آب هم است که در داخل آن حک شده اند تا عملیات روانکاری و خنک کنندگی روغن را فراهم کند.

البته برخی از بلوک‌های سیلندر دارای میل بادامک و جاهایی‌ برای نصب قطعات مربوطه هستند. این بلوک‌های سیلندر، میل بادامک را به وسیله بوش‌هایی که در سوراخ ‌های ماشین کاری قرار می‌گیرند، پشتیبانی می‌کنند. علاوه بر این، بلوک موتورهای خاصی دارای دهانه‌هایی برای سوپاپ‌ها و پورت‌های سوپاپ نیز می‌باشد. در برخی از موتورها، منیفولدهای ورودی و اگزوز به طرفین بلوک سیلندر متصل می‌شوند. سایر قطعات نصب شده بر روی بلوک‌ها عبارتند از: پمپ آب، چرخ دنده زمان بندی در جلو و فلایویل، محفظه کلاچ

وظایف بلوک سیلندر

بلوک سیلندر بدنه ثابت و اصلی موتور خودرو است و به عنوان پایه عمل می‌کند. آنها به عنوان تکیه گاه و محفظه برای قطعات متحرک موتور عمل می‌کنند. امروزه بلوک سیلندر و میل لنگ به صورت یکپارچه با هم ساخته می‌شوند که دارای ساختاری سفت و سخت هستند. البته در موتورهای بزرگتر، هنوز هم بلوک‌های سیلندر و میل لنگ به صورت جداگانه ساخته می‌شوند. میل لنگ‌های مجزا معمولا از آلومینیوم ساخته می‌شوند چرا که آلومینیوم وزن کمتری دارد، و جایگزینی آن سریع تر وارزانتر است.

عملکرد اصلی بلوک‌های سیلندر این است که شاتون، پیستون و میل لنگ را در بر بگیرند و همه کارهای مربوط به موتور در داخل بلوک اتفاق بیفتد. بلوک سیلندر از دیگر اجزای اصلی و لوازم جانبی موتورهای خودرو مانند کمپرسور تهویه مطبوع، دینام، منیفولد ورودی و خروجی و غیره پشتیبانی می‌کند.

همچنین بلوک سیلندر اجزای مکانیزم روغن‌کاری خودرو مانند تابه روغن، پمپ روغن، فیلتر روغن و غیره را هم در خود جای می‌دهد.