بلوک سیلندر یکی از بخشهای اصلی موتور خودرو است و بهعنوان “قلب” موتور شناخته میشود. این قطعه، چارچوب اصلی موتور را تشکیل میدهد و محفظهای برای حرکت پیستونها ایجاد میکند. در بلوک سیلندر، محفظههای سیلندر، گذرگاههای آب و روغن، و معمولاً مجاری دیگر برای عملکرد سیستمهای خنککننده و روانکننده موتور قرار دارد.
وظایف بلوک سیلندر کدامند؟
- محل حرکت پیستونها: سیلندرها در داخل این بلوک تعبیه شدهاند که پیستونها در آنها بالا و پایین میروند.
- خنککاری و روانکاری: بلوک سیلندر شامل مجاریای برای عبور مایع خنککننده و روغن است تا دمای موتور کنترل شود و قطعات در حال حرکت با حداقل اصطکاک کار کنند.
- حفظ استحکام موتور: این قطعه باید به اندازه کافی قوی باشد تا فشارهای ناشی از احتراق سوخت و حرکت قطعات موتور را تحمل کند.
- بلوک سیلندر معمولاً از جنس چدن یا آلیاژ آلومینیوم ساخته میشود. چدن مقاومت بالا در برابر گرما و فشار دارد، در حالی که آلومینیوم به دلیل سبکتر بودن، در خودروهای مدرن بیشتر استفاده میشود.
سیلندر چیست؟
سیلندر در موتور خودرو محفظهای است که در آن فرآیند احتراق داخلی و تولید قدرت اتفاق میافتد. در واقع سیلندر یک ساختار لولهای شکل در داخل بلوک سیلندر است که پیستونها در آن بالا و پایین حرکت میکنند. حرکت پیستون در سیلندر باعث فشرده شدن سوخت و هوا میشود و با انفجار مخلوط سوخت و هوا، انرژی تولید میشود.
وظیفه اصلی سیلندر چیست؟
درون سیلندر، فرایندهای مکش، تراکم، انفجار و تخلیه که مراحل اصلی کار موتور احتراق داخلی هستند، رخ میدهند. این چهار مرحله به تولید نیروی مکانیکی منجر میشوند که در نهایت به حرکت چرخهای خودرو میانجامد.
خودروها براساس نوع و قدرت موتور، ممکن است دارای 3، 4، 6، 8 و یا حتی بیشتر از سیلندر باشند. تعداد بیشتر سیلندرها معمولاً به معنای قدرت بیشتر موتور است، اما مصرف سوخت نیز بیشتر میشود.
جنس بلوک سیلندر چیست؟
بلوک سیلندر به طور معمول به صورت یکپارچه است و اغلب از جنس آلیاژ چدن خاکستری با کروم، نیکل و آهن ساخته می شود. گاهی اوقات به دلیل کاهش وزن بلوک سیلندر این قطعه را از آلومینیوم نیز می سازند. برای ساختن بلوک از روش ریخته گری استفاده می شود که به دو صورت زیر پیاده سازی می شود.
استفاده از قالب ماسه ای و ریخته گری و در نهایت تراشکاری در قسمت های مورد نیاز. در این روش مواد درون قالب ها قرار می گیرند و قسمت هایی که اندازه و فرم آن ها از اهمیت بیشتری برخوردار باشد با دقت و توجه زیاد فرم دهی و تراشکاری می شوند.
استفاده از قالب های فلزی و فشردن مواد درون آن ها. در این روش نیز مواد درون قالب های مخصوص شکل داده می شوند و به گونه ای فشرده می شوند که تمامی قسمت ها به شکلی که باید درآیند.
بلوک سیلندرها بر اساس آرایش سیلندرها به چندین نوع اصلی تقسیم میشوند که هر یک بر اساس طراحی خاص خود تأثیر متفاوتی بر قدرت، ابعاد و عملکرد موتور دارند. این آرایشها شامل موارد زیر هستند:
-
آرایش خطی (In-line):
در این نوع، سیلندرها به صورت یک ردیف پشت سر هم قرار گرفتهاند. این طراحی معمولاً برای موتورهای 3، 4 و 6 سیلندری استفاده میشود. آرایش خطی به دلیل ساختار ساده ، هزینه ساخت کمتری داشته و فضای کمتری را اشغال میکند. همچنین تعمیر و نگهداری آن آسانتر است. این آرایش در بیشتر خودروهای سواری معمولی و اقتصادی به کار میرود.
-
آرایش خورجینی (V-type):
در این نوع، سیلندرها در دو ردیف و به شکل حرف V نسبت به میللنگ قرار میگیرند. این طراحی باعث کاهش طول موتور و افزایش قدرت میشود. معمولاً برای موتورهای 6، 8، 10 و 12 سیلندر استفاده میشود. آرایش V به دلیل فشردگی و تولید قدرت بالا، در خودروهای اسپرت، خودروهای لوکس و خودروهای سنگین به کار میرود.
-
آرایش تخت یا بوکسر (Flat/Boxer):
سیلندرها بهصورت افقی و در دو ردیف در مقابل هم قرار میگیرند. این طراحی مرکز ثقل پایینتری دارد و باعث پایداری بیشتر خودرو میشود. پیستونها در این حالت مانند مشتزنها به سمت هم حرکت میکنند. این آرایش در خودروهای خاصی مانند پورشه و سوبارو استفاده میشود.
-
آرایش W:
این طراحی از ترکیب دو آرایش V شکل بهوجود می آید و سیلندرها در چهار ردیف قرار دارند. این ساختار برای تولید قدرت بسیار زیاد در موتورهای 12 و 16 سیلندری به کار میرود و در خودروهای فوقلوکس و سوپراسپرت مانند بوگاتی استفاده میشود.
-
آرایش ستارهای (Radial):
سیلندرها بهصورت شعاعی دور میللنگ قرار دارند و بیشتر در هواپیماها و برخی موتورسیکلتهای قدیمی استفاده میشوند. این آرایش خنککاری بهتری را فراهم میکند.
نقشهای بلوک سیلندر در خنککاری:
مجاری خنککننده (Passages for Coolant):
درون بلوک سیلندر، مجاریای برای عبور مایع خنککننده (معمولاً آب و ضدیخ) قرار دارد. این مجاری مایع خنککننده را از پمپ آب به اطراف سیلندرها میرسانند. مایع خنککننده گرمای تولیدی توسط موتور را جذب میکند و سپس به سمت رادیاتور هدایت میشود تا گرمای جذبشده را دفع کند و دوباره به بلوک سیلندر بازگردد.
رادیاتور و جریان هوای اطراف بلوک سیلندر:
علاوه بر مایع خنککننده، جریان هوای اطراف بلوک سیلندر نیز به خنککاری کمک میکند. خودروها معمولاً دارای پرهها و کانالهایی هستند که هوای خنک را به اطراف بلوک هدایت میکنند و از افزایش بیش از حد دما جلوگیری میکنند.
انتقال حرارت به خارج از بلوک:
بلوک سیلندر به دلیل موادی مانند چدن یا آلومینیوم که بهخوبی گرما را انتقال میدهند، نقش مهمی در پخش گرما به محیط اطراف دارد. این ویژگی به کاهش دمای موتور کمک میکند