آشنایی با انواع بلوک سیلندر و انواع آن
*با ما (گروه بازرگانی فلاحی) همراه باشید.
بلوک سیلندر چیست و چه ویژگی هایی دارد؟
موتور خودرو دارای قسمت ها و اجزای مختلفی است که عامل اصلی حرکت ماشین می باشد و برای این امر، نیاز به قطعات خاص و یک آرایش مخصوص می باشد که وظیفه ی آرایش و ساختار قطعات خودرو برعهده ی بلوک سیلندر می باشد. بلوک سیلندر درواقع اسکلت و تکیه گاه موتور خودرو به حساب می آید که قسمت زیادی از حجم موتور را اشغال کرده است و در واقع اجزای زیادی از موتور را در کنار هم و با آرایشی خاص در کنار هم قرار می دهد.
به طور مثال؛ سیلندرها که اصلی ترین مسئول احتراق می باشد ولی نیروی مورد نیاز خودرو برای حرکت از طریق یک سیلندر فقط تامین نمی شود؛ بلکه از طریق چندین سیلندر در کنار هم قرار گرفته شده، تامین می شود که بلوک سیلندر این سیلندرها را در کنار هم قرار می دهد.
بلوک سیلندر از چه موادی و با چه روشی ساخته شده است؟
بلوک سیلندر یک نوع قطعه ی یکپارچه می باشد که در ساخت آن، از آلیاژ چدن خاکستری با کروم، نیکل یا آهن استفاده می شود. البته در بعضی موارد، برای پایین آوردن وزن بلوک سیلندر از فلز آلومینیوم در ساخت آن نیز به کار می رود. ساخت و تولید بلوک سیلندر به روش ریخته گری صورت می گیرد و برای ساخت آن از طریق ریخته گری، دو نوع روش وجود دارد که در ذیل به این دو روش اشاره شده است:
۱) در این نوع روش، از قالب های ماسه ای مخصوص ریخته گری برای ریخته شدن مواد ریخته گری استفاده می شود و سپس بعد از عمل ریخته گری، عمل تراشکاری با ظرافت و دقت خاصی در محل ها و قسمت های مورد نیاز صورت می گیرد.
۲) در روش دیگر برای ساخت بلوک سیلندر، از قالب های فلزی جهت ریخته شدن مواد و فشردن آن ها استفاده می شود و سپس مواد به شکل و ساختار قالب مورد نظر در می آید.
سیلندر چیست؟
به نوعی سیلندر و بلوک سیلندر به هم مرتبط هستند که نمی توان این دو را متفاوت از هم دانست. سیلندر به شکل یک استوانه ی توخالی در داخل بلوک سیلندر قرار گرفته است و جنس سیلندر همانند جنس بلوک سیلندر می باشد .از کارایی و ویژگی های سیلندر می توان گفت که سیلندر یک نوع فضا برای حرکت پیستون ها می باشد که انرژی شیمیایی موجود در موتور را به انرژی حرارتی تبدیل و سپس، این انرژی حرارتی را به شکل فشار تبدیل می کند و فشار تولید شده را به صورت یک نیرو برای حرکت پیستون ها تبدیل می کند.
در واقع سیلندر از مهمترین قسمت های موتور می باشد؛ به گونه ای که صدمه و آسیب به آن، باعث از کار افتادن موتور و اختلال در عملکرد آن می شود.
چه اجزایی بر روی بلوک سیلندر قرار دارند؟
در واقع همانطور که قبلاً گفته شد، بلوک سیلندر به عنوان تکیه گاه و اسکلت موتور محسوب می شود؛ چرا که اجزای موتور بر روی آن قرار می گیرند و این بلوک سیلندر است که به موتور شکل و ساختار می دهد و اجزای موتور را به صورت یک ساختار منظم و متحد در کنار هم قرار می دهد.
قبل از نصب اجزای موتور بر روی بلوک سیلندر، مجاری و حفره های متعددی بر روی بلوک سیلندر قرار دارد که ساخت و طراحی هیچ کدام از آن ها، بی دلیل نبوده است؛ چرا که تعدادی از آن ها، محل عبور آب و روغن و تعدادی از آن ها، جایگاه قسمت ها و بخش هایی از موتور می باشند. در واقع، اجزای زیادی بر روی بلوک سیلندر قرار می گیرند که به تعدادی از آن ها در ذیل اشاره شده است و درباره ی آن ها، توضیح مختصری داده شده است:
کارتل روغن: کارتل روغن یا صحیح تر آن؛ کارتر روغن بعد از بلوک سیلندر، بیشترین حجم موتور را شامل می شود و جایگاه آن، در قسمت انتهایی یا زیر سیلندر می باشد. کارتر روغن در واقع یک نوع محفظه ی نگهداری روغن است و هنگامی که موتور ماشین خاموش می باشد، روغن موتور درون این محفظه جمع می شود و می توان گفت بیشتر حجم روغن ماشین، درون این قسمت نگهداری می شود.
درون کارتر روغن، میل لنگ وجود دارد و علاوه بر آن، یک اویل پمپ وجود دارد که روغن را به قسمت های مختلف موتور پمپاژ می کند. البته روغن موتور بعد از ارسال به دیگر قسمت های موتور، در نهایت به کارتر بر می گردد. البته لازم به ذکر است، چون کارتر روغن در قسمت انتهایی موتور قرار گرفته است، برای جلوگیری از آسیب جاده ای در زیر این قسمت، پوشش یا یک نوع سینی قرار می دهند که یک نوع محافظ برای کارتر محسوب می شود.
سر سیلندر: یکی دیگر از اجزای بلوک سیلندر، سر سیلندر می باشد که روی آن پیچ می شود و می توان آن را یکی از اجزای اصلی بلوک سیلندر دانست. سطح فوقانی بلوک های سیلندر بدون اجزا و قسمت های آن، باز می باشد، سر سیلندر سطح این حفره ها را می پوشاند و در داخل سیلندرها، یک نوع محفظه ی احتراق را به وجود می آورد. علاوه بر آن؛ سر سیلندر، برای احتراق مناسب مخلوط سوخت و گاز، از خروج گازها از سیلندر جلوگیری می کند. علاوه بر آن، سر سیلندر می تواند باعث تزریق موقت سوخت در زمان مناسب به داخل سیلندر و خروج دود از محفظه احتراق بشود.
البته لازم به ذکر است که سر سیلندر باید نسبت به حرارت و سوختن مقاومت بالایی داشته باشد تا بتواند قابلیت تحمل دمای بالای محفظه ی احتراق و اشتعال درون آن را داشته باشد. معمولاً جنس سر سیلندر، همانند جنس بلوک سیلندر می باشد که معمولاً جنس سر سیلندر از آلیاژهای آهن می باشد.
واشر سر سیلندر: یکی از قطعات به کار رفته در بلوک های سیلندر خودرو، واشر سر سیلندر می باشد. وظیفه ی واشر سر سیلندر، آب بندی فضای خالی بین سیلندر و سر سیلندر می باشد و در واقع مانع از نشت آب از کانال های آب و نشت گاز و روغن از محفظه های حاوی آن ها می شود.
آب بندی و پر شدن فضای خالی به وجود آمده در اتصالات، یک مسئله ی مهم در رابطه با خودرو و قطعات آن می باشد؛ چرا که هر گونه نشتی به وجود آمده از قطعات خودرو، باعث ضعیف شدن عملکرد و پایین آمدن راندمان خودرو می شود. اغلب، واشر سر سیلندر را از فولاد، مس و پنبه نسوز می سازند تا توانایی و قدرت تحمل فشار و حرارت زیاد ناشی از موتور را داشته باشد.
با تغییر شکل واشر سر سیلندر یا به اصطلاح؛ سوختن آن، عملکرد آب بندی قطعات خودرو به مشکل بر می خورد. از عواقب سوختن واشر سر سیلندر؛ می توان به نقص فنی در واتر پمپ، نقص فنی در ترموستات، پیچ خوردگی شیلنگ های ورودی و خروجی رادیاتور، کم شدن آب رادیاتور، وجود آب در سر پیستون ها، خروج بخار آب از اگزوز و همچنین، فشار بر موتور خودرو و کم شدن توان و قدرت آن اشاره کرد.
میل لنگ: جای میل لنگ در موتور خودرو، بین کارتل و بلوک سیلندر می باشد که به وسیله ی یاتاقان بر روی بلوک سیلندر قرار می گیرد. در واقع می توان گفت، بخشی در زیر بلوک قرار دارد که محل قرار گرفتن میل لنگ می باشد و زمانی که میل لنگ نصب شود، کارتل نیز در زیر میل لنگ قرار گرفته می شود.
وظیفه ی میل لنگ، تبدیل حرکت خطی پیستون ها به حرکت دورانی می باشد و درواقع، میل لنگ دارای نقش بسیار مهمی در حرکت خودرو می باشد. میل لنگ را غالباً از ترکیب فولاد و کربن و یا از ترکیب آلیاژهای فولاد با فلزهایی؛ همچون: نیکل و کروم می سازند. البته در ساخت میل لنگ از عنصر وانادیوم نیز استفاده می شود که باعث می شود این قطعه خودرو سریع تر خنک شود.
سینی موتور: یکی از قطعات خودرو، سینی موتور می باشد که باعث محافظت قسمت زیرین موتور خودرو می باشد. سینی خودرو در جلوی بلوک سیلندر قرار دارد. سینی موتور در اکثر خودروها از پلاستیک و در برخی دیگر از فلز ساخته شده است.
سینی موتور برای آنکه بتواند محافظ خوبی برای موتور ماشین باشد، برای دارای ویژگی هایی خاص باشد که شامل موارد زیر است:
- سینی موتور باید دارای انعطاف پذیری و استحکام بالایی باشد که در صورت ضربه و فشار، آسیبی به آن وارد نشود.
- قابلیت محافظت موتور را در برابر آب و گل و لای داشته باشد.
- مقاوم در برابر تغییرات آب و هوایی باشد.
- در فصول سرد و دماهای پایین مانع از یخ زدگی از و سرد شدن قطعات خودرو شود.
- سینی خودرو در برابر زنگ زدگی مقاوم باشد.
▪︎فلایویل: فلایویل یا همان چرخ لنگر، یکی دیگر از اجزای اصلی موتور خودرو می باشد که در پشت بلوک سیلندر تعبیه شده است و با انتهای میل لنگ در ارتباط می باشد. وظیفه ی فلایویل، تنظیم حرکت میل لنگ می باشد. همچنین؛ فلایویل، انرژی مورد نیاز سیستم ها و قطعاتی را که به انرژی مداوم نیاز دارند، تامین می کند.
انواع بلوک سیلندر
بلوک های سیلندر باعث قرار گرفتن سیلندرهای متعدد در کنار هم و تعیین کننده ی شکل و آرایشی خاص آن ها می باشند. بلوک های سیلندر بنابر قرار گیری سیلندرها و ساختار و آرایش خاص آن ها دارای انواعی می باشند که در زیر به آن ها اشاره شده است:
۱)بلوک سیلندر خطی
در بلوک های سیلندر خطی، بلوک ها پشت سر هم قرار گرفته اند که البته اکثر خودروهای موجود در بازار دارای بلوک خطی ۴ سیلندری می باشند. بلوک سیلندر خطی، ساده ترین نوع بلوک سیلندر استفاده شده در صنعت خودرو سازی می باشد که لازم به ذکر است، استفاده از بلوک سیلندر خطی بیشتر در بالا بردن قدرت موتور خودرو نسبت به سرعت آن عمل می کند. بلوک های خطی خود نیز در انواع گوناگونی تولید می شود که در ذیل به آن ها اشاره شده است.
▪︎بلوک سه سیلندری خطی: این نوع بلوک سیلندر دارای سه عدد سیلندر می باشد که به صورت خطی در کنار هم قرار دارند. استفاده از این نوع بلوک سیلندر در ساخت خودرو زیاد رواج ندارد اما تعدادی از شرکت های خودروسازی از این بلوک سیلندر در ساخت خودروهای خود به نحو مناسب استفاده می کنند و حتی در ساخت برخی از موتور سیکلت ها از این نوع موتور استفاده می شود.
▪︎بلوک چهار سیلندری خطی: این نوع ساختار بلوک سیلندر دارای ۴ عدد سیلندر می باشد که سیلندرهای قرار گرفته در این نوع بلوک، به صورت خطی در کنار هم قرار گرفته اند و زاویه ی ان ها به صورت قائم می باشد.
▪︎بلوک پنج سیلندری خطی: این نوک بلوک سیلندر، دارای پنج عدد سیلندر با آرایش خطی می باشد که بهتر است، بدانید؛ بلوک پنج سیلندری دارای قدمت بیشتری نسبت به بلوک چهار سیلندری می باشد.
حجم زیادی در این بلوک سیلندر، برای محفظه ی احتراق در نظر گرفته شده است که با وجود مفید بودن، شرکت های خودرو سازی نمی توانند از این نوع بلوک به دلیل بزرگ بودن سایز و حجم آن در ساخت خودروهای کوچک استفاده کنند و البته ایراد دیگری که این نوع بلوک دارد، سر و صدای بالای موتور آن می باشد که باعث شد، از این نوع بلوک کمتر در ساخت ماشین ها استفاده شود.
▪︎بلوک شش سیلندری خطی: همانطور که مشخص است، این نوع بلوک سیلندر خطی، دارای شش عدد سیلندر می باشد که البته به ندرت از این نوع بلوک، در ساخت خودرو استفاده می شود و اغلب از این بلوک سیلندر در ساخت کشتی ها، کارخانه ها و تاسیسات به کار می رود.
▪︎بلوک هشت سیلندری خطی: قرار گرفتن هشت سیلندر به صورت خطی در موتور خودرو خیر عجیب و غیر عادی می باشد اما در بعضی از شرکت های خودروسازی از این نوع بلوک خطی در ساخت خودروهای خود استفاده می کنند.
۲)بلوک سیلندر v شکل
آرایش v شکل سیلندرها در بلوک سیلندر، به آرایش سیلندر خورجینی نیز معروف است. استفاده از بلوک های سیلندر خورجینی بیشتر در جهت بالا بردن سرعت موتور خودرو عمل می کند و در انواع مختلف زیر ساخته می شود:
▪︎بلوک دو سیلندر v شکل: از این نوع بلوک سیلندر بیشتر در موتور سیکلت استفاده می شود اما در تعداد خیلی کمی از خودروها از این نوع بلوک سیلندر استفاده می شود.
▪︎بلوک چهار سیلندر v شکل: این نوع بلوک سیلندر، دارای ۴ سیلندر می باشد که در صنعت خودروسازی از آن استفاده نمی شود.
▪︎بلوک پنج سیلندر v شکل: کشور آلمان در سال ۱۹۹۷، از این نوع بلوک سیلندر برای تولید خودروی پاسات استفاده کردند که مدت ها بعد، شرکت هوندا از این بلوک سیلندر، برای تولید موتور سیکلت RC2117 استفاده کرد.
▪︎بلوک شش سیلندر v شکل: از پرکاربردترین بلوک سیلندرها می باشد که مخصوصاً از این بلوک v شکل در تولید شاسی بلندها و خودروهای اسپرت بهره گرفته می شود. در بلوک شش سیلندر v شکل، شش عدد سیلندر وجود دارد که به صورت دو ردیف سه سیلندری در مقابل هم قرار دارند و با زاویه ی ۶۰ یا ۹۰ درجه می سازند.
▪︎بلوک هشت سیلندر v شکل: این نوع آرایش سیلندر، محبوب ترین نوع آرایش v شکل می باشد که سیلندرهای آن به صورت سه ردیف سیلندر چهارتایی به گونه ای کنار هم قرار گرفته اند که با هم زاویه ی ۴۵، ۶۰ و ۷۲ درجه تشکیل می دهند.
▪︎بلوک ده سیلندر v شکل: این نوع بلوک سیلندر دارای دو ردیف سیلندر ۵ تایی می باشد و به عبارتی می توان که این نوع بلوک سیلندر، دارای دو بانک ۵ سیلندر خطی می باشد. از بلوک ده سیلندر v شکل، در ساخت خودروی لامبورگینی استفاده شده است و همچنین BMW از این موتور در تولید M6 خود بهره گرفته است.
▪︎بلوک دوازده سیلندر v شکل: این نوع بلوک خودرو دارای قدرتی بسیار زیاد می باشد که فقط در تولید تعداد محدودی از ماشین ها، همچون؛ فراری با مدل Laferrari استفاده می شود.
▪︎بلوک شانزده سیلندر v شکل: از این نوع بلوک سیلندر و تعداد سیلندر بیشتر به ندرت در تولید خودرو به کار برده می شود و می توان گفت؛ در سال ۱۹۳۳ اولین خودروی ۱۲ سیلندری در تعداد کم تولید شد که البته در حال حاضر از این نوع بلوک سیلندر استفاده ی زیادی در صنعت خودروسازی نمی شود.
۳)بلوک سیلندر w شکل
در این نوع بلوک سیلندر، سه دسته سیلندر وجود دارد که دو دسته و ردیف آن، رو به روی هم و یک ردیف دیگر به صورت قائم بر آن ها قرار دارد که به موتورهای دارای این نوع آرایش سیلندر، موتورهای w شکل نیز گفته می شود. موتورهای w شکل به ماشین قدرت و سرعت بالایی می دهد و البته از این نوع بلوک سیلندرها، معمولاً برای ساخت ماشین های خیابانی استفاده نمی شود. بلوک سیلندر w شکل در انواع مختلف سیلندر ساخته می شود که به شرح زیر می باشد:
▪︎بلوک هشت سیلندر w شکل: یک شرکت آلمانی از این نوع بلوک سیلندر برای تولید خودرو در سال ۲۰۰۱ استفاده کرد که توانست به یکی از برترین خودروها در جهان تبدیل شود اما در نهایت، از سال ۲۰۰۵ به بعد، از این نوع بلوک سیلندر در ساخت خودرویی استفاده نشد.
▪︎بلوک دوازده سیلندر w شکل: یکی از پرقدرت ترین موتورها نی باشد که شرکت هایی؛ همچون: فولکس واگن و آئودی آلمان، اسپایکر هلند و بنتلی انگلیس از این موتور در ساخت اتومبیل های خود از آن استفاده کردند.
▪︎بلوک شانزده سیلندر w شکل: این نوع بلوک سیلندر در واقع به مانند ترکیبی از دو بلوک سیلندر هشت سیلندری v شکل می باشد که طراحی و ساخت آن، توسط شرکت فولوکس واگن آلمان انجام شده است.
▪︎بلوک هیجده سیلندر w شکل: این نوع بلوک های سیلندر از پرقدرت ترین موتورها می باشند که در سال ۱۹۹۸ توسط شرکت بوگاتی در ساخت خودرو از آن ها استفاده شد.
۴)بلوک سیلندر H شکل
در آرایش بلوک سیلندر H شکل یا همان افقی، جابه جایی پیستون ها در بلوک سیلندر خطی فقط به صورت افقی می باشد. این بلوک سیلندر دارای دسته ی سیلندر آن کوتاه تر نی باشد که باعث بالا رفتن ضریب چالاکی و بهره وری آن شده است. همچنین از ویژگی های این نوع بلوک می توان به کم تر بودن ارتفاع و بیشتر بودن عرض موتور بوکسوری نسبت به موتور خطی اشاره کرد.
▪︎بلوک دو سیلندر H شکل: از این نوع بلوک سیلندر در صنعت خودروسازی استفاده نمی شود و بیشتر در تولید موتور سیکلت از آن استفاده می شود.
▪︎بلوک چهار سیلندر H شکل: بلوک چهار سیلندر افقی درواقع ترکیبی از دو نوع بلوک دو سیلندر افقی می باشد که قبلاً از این نوع بلوک سیلندر در تولید فولوکس واگن بیتل استفاده می شد اما در حال حاضر، پورشه ۹۱۱ اسپرت آلمانی از این نوع بلوک سیلندر استفاده می کند.
▪︎بلوک هشت سیلندر H شکل: در سال ۱۹۶۸ میلادی، شرکت پورشه از این نوع بلوک سیلندر در ساخت مدل ۹۰۸ استفاده کرد که برای حضور در مسابقه های فرمول یک و جی تی تولید شد.
▪︎بلوک دوازده سیلندر H شکل: از این نوع بلوک سیلندر و موتور پرقدرت در ساخت ماشین های؛ پورشه ۳۶۰، آلفا رومئو Tipo ۳۳، سوبارو ۱۲۳S، فراری Testarossa و مرسدس بنز C۲۹۲ استفاده می شود.
▪︎بلوک شانزده سیلندر H شکل: شرکت پورشه یکی از پرقدرت ترین خودرو را به نام ۹۱۷ مجهز به بلوک شانزده سیلندر افقی کرده است که توانسته است در مسابقات فورد و فراری برای دیگر خودروها یک رقیب بسیار سخت و قوی باشد.
۵)آرایش خطی زاویه دار
سیلندر ها در این نوع بلوک سیلندر به صورت افقی در کنار هم چیده شده اند که به صورت تک ردیفه می باشد و تعداد سیلندری که در این نوع آرایش بلوک سیلندر به کار رفته است، دارای ۴ یا ۶ عدد می باشد. زاویه ی قرار گیری سیلندرها نسبت به هم، حدود ۱۵ الی ۶۰ درجه در اختلاف با زاویه ی قائم می باشد.
در این نوع بلوک سیلندر، قدرت موتور خودرو را همراه با سرعت آن بالا می برد. برای قرار گیری و تعبیه بلوک سیلندر خطی زاویه دار، نیاز به حجم کمی می باشد و البته، تعمیر این نوع بلوک راحت تر از دیگر بلوک های سیلندر صورت می گیرد.
۶)آرایش x شکل
در این نوع بلوک سیلندر، ۱۲ عدد سیلندر وجود دارد که به صورت چهار ردیف سه تایی قرار گرفته اند که این چهار ردیف به صورت عمودی قرار گرفته اند و این ردیف ها با هم زاویه ی قائمه می سازند که البته این نوع آرایش سیلندر در صنعت خودرو کاربردی ندارد.
