بلوک سیلندر در واقع اسکلت و بدنه اصلی یک موتور درون سوز است که بخش اعظم حجم موتور را به خود اختصاص می‌دهد. این بخش از موتور به نوعی پایه و تکیه‌گاه اجزای دیگر نیز محسوب می‌شود به طوری که محل نصب اجزایی مانند، میل‌لنگ، رینگ پیستون، شاتون ، سرسیلندر، کارتل و منیفولد گاز را در خود جای می‌دهد. بنابراین می‌توان گفت فلسفه تولید و استفاده از بلوک سیلندر ایجاد یکپارچگی بین اجزای مختلف موتور به وسیله آن و تعدد در سیلندرها است. به بیان دیگر، سیلندر تقریبا اصلی‌ترین قسمت در صورت گرفتن احتراق است
سیلندر چیست و چه وظایفی دارد؟
آمیختگی سیلندر و بلوک سیلندر به گونه‌ای است که نمی‌توان تفاوت چندانی بین این دو بخش از موتور قائل شد. سیلندر که همان استوانه توخالی موجود در بلوک است محفظه رفت و برگشتی پیستون را در موتورهای احتراق داخلی و یا رفت و برگشتی تامین می‌کند. سیلندر را می‌توان هسته مرکزی خودرو دانست چرا که احتراق در آن صورت می‌گیرد. کارایی سیلندر در موتور به صورت زیر است:
- فضای برای حرکت پیستون.
- تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی حرارتی.
– تبدیل انرژی حرارتی به فشار
– تبدیل فشار به نیرو
- تبدیل نیرو به حرکت پیستون
اجزای بلوک سیلندر
۱- کارتل روغن : انتهای بلوک سیلندر یا در واقع زیر آن نصب می‌شود. این قطعه که نام صحیح آن کارتر است ضمن محافظت از میل‌لنگ روغن موتوره داغ خارج شده از موتور را درون محفظه مخصوص خود نگه می‌دارد تا پیش از بازگشت به موتور به دمای مناسب برسند. کارتل بعد از بلوک بزرگترین بخش حجمی موتور است.
۲-سرسیلندر : روی بلوک سوار شده و به وسیله کپه‌هایی به آن چفت می‌شود. معمولا از جنس بلوک سیلندر است و اجزایی مانند سوپاپ‌ها و شمع‌ها روی آن سوار می‌شوند.
۳-واشر سرسیلندر: بین سرسیلندر و بلوک قرار می‌گیرد و سیلندرها را عایق بندی می‌کند. معمولا با وجود قابلیت ارتجاعی از استحکام لازم نیز برخوردار است و مقاومت دمایی بالایی دارد
۴-میل‌لنگ : بین کارتل و بلوک قرار می‌گیرد. در واقع زیر بلوک بخشی طراحی شده است که مخصوص قرار گرفتن میل‌لنگ است و پس از سوار شدن میل‌لنگ کارتل زیر آن نصب می‌شود. میل‌لنگ ضمن انتقال نیروی ایجاد شده از احتراق درون سیلندرها به چرخ‌ها، حرکت رفت و برگشتی موتور را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کند. این نیرو توسط شاتون که به پیستون متصل است به میل‌لنگ منتقل می‌شود.
۵-سینی موتور : این قطعه که فلزی یا پلاستیکی است جلوی بلوک نصب می‌شود. زنجیر تایم، دنده میل‌لنگ، دنده میل سوپاپ و مانیفولدهای سوخت روی این سینی سوار می‌شوند. علاوه‌بر این سینی از موتور در برابر وزن وارده از سوی دیگر اجزا و ضربات محافظت می‌کند.
۶-فلایویل : در پشت بلوک سیلندر به گونه‌ای نصب می‌شود که با انتهای میل‌لنگ در ارتباط است. این قطعه که یک دیسک گردان چدنی است چرخ لنگر نیز نامیده می‌شود. فلایویل در موتور حرکت میل‌لنگ را تنظیم می‌کند.
اجزای جزئی و کوچک دیگری که روی بلوک نصب شده و به سایر قطعات اصلی کمک می‌کنند نیز شامل واتر پمپ،پمپ بنزین و فیلتر روغن و پایه آن می‌شود. این قطعات معمولا توسط واشرها به صورت جداگانه و مجزا عایق‌بندی می‌شوند. همچنین بلوک سیلندر قطعات دیگری مانند پیستون و شاتون را درون خود جای می‌دهد.
انواع بلوک سیلندر
گفته شد که بلوک سیلندر امکان قرار گرفتن سیلندرهای متعدد در کنار هم با آرایش خاص را فراهم می‌کند. در واقع بلوک سیلندر تعیین کننده نوع قرارگیری سیلندرها در کنار هم و در نتیجه نوع موتور است. بلوک سیلندر بر اساس همین نوع آرایش به چند دسته تقسیم می‌شود که عبارتند از:
۱- آرایش خطی قائم: تعداد سیلندرها در این نوع بلوک۶ یا ۴ است. این سیلندرها در کنار هم به صورت خطی در ساختار بلوک طراحی می‌شوند. زاویه سیلندرها نیز در آنها به صورت قائم است. به این نوع بلوک یک ردیفه نیز می‌گویند. بلوک‌های خطی اولین و ساده‌ترین نوع آرایش سیلندر را در صنعت خودرو سازی از آن خود کرده‌اند و همچنان در خودروهای بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آرایش که به موتور در تامین قدرت بالا کمک بیشتری می‌کند تا سرعت. نکته آخر اینکه بلوک‌های ۴سیلندر خطی عمومیت بیشتری دارند و خیلی به ندرت شاهد موارد ۶سیلندر در آن هستیم.
۲- آرایش Vشکل : معمولا دارای ۱۲ سیلندر است که در دو دسته ۶تایی در دو سمت بلوک طراحی می‌شوند. این دو ردیف با هم در وسط زاویه تند نسبت به زاویه قائم می‌سازند. به آنها بلوک دو ردیفه نیز می‌گویند. به این نوع بلوک و آرایش سیلندر خورجینی نیز گفته می‌شود و پایه پیدایش آنها استفاده از سیلندرهای بیشتر در موتور خودرو و تامین فضای لازم برای این کار بود. این بلوک در موتور خودروهای سرعتی مورد استفاده بیشتری دارد.
۳- آرایش افقی: این نوع بلوک نیز حاوی ۶ محفظه سیلندر است. سیلندرها در یک صفحه افقی و دو سوی محور اصلی میل‌لنگ طراحی می‌شوند. به آنها بلوک تخت یا خوابیده نیز می‌گویند. پیستون‌ها در سیلندر این نوع بلوک، حرکت بالا به پایین ندارند و به صورت افقی جابجا می‌شوند. به موتورهای دارای این نوع بلوک بوکسوری می‌گویند. ارتفاع این موتورها کمتر و عرض آنها بیشتر از موتورهای خطی معمولی است.
۴- آرایش خطی زاویه‌دار: بلوکی به شکل بلوک‌های خطی، که تک ردیفه و شامل ۴ یا ۶ سیلندر است. اما زاویه قرارگیری آنها نسبت به زاویه قائم ۱۵ تا ۶۰ درجه اختلاف دارد. در این نوع بلوک، از خاصیت دورگیری بالای موتورهای خورجینی یا V شکل استفاده می‌شود تا با گشتاور بالا سرعت بیشتر را نیز ضمن قدرت موتور تامین شود. این نوع بلوک فضای کمتری اشغال می‌کند و موتوری کم حجم را تشکیل می‌دهد ضمن اینکه تعمیر موتورهای دارای این نوع بلوک راحت‌تر است.
۵- بلوک‌های جناغی: این نوع که موتورهای W شکل نیز معروفند دارای سه ردیف سیلندر است. به همین دلیل به آنها بلوک‌های سه ردیفه نیز می‌گویند. آرایش سیلندرها در این بلوک به شکل دو ردیف مقابل هم و ردیف دیگر عمود بر آنها طراحی می‌شود. دو ردیف مقابل هم نیز معمولا نسبت به زاویه قائمه زاویه‌ای تند تشکیل می‌دهند. تعداد سیلندرها در این بلوک معمولا ۱۲ عدد است. بلوک‌های جناغی معمولا در خودروهای سرعتی با قدرت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این بلوک برای موتور خودروهای خیابانی استفاده نمی‌شود.
۶- آرایش X شکل : سیلندرهای ۱۲گانه این بلوک در چهار ردیف سه‌تایی طراحی می‌شوند. این ۴ردیف به صورت عمود برهم قرار می‌گیرند و باهم زاویه قائمه تشکیل می‌دهند. به آنها بلوک‌های ۴ردیفه هم می‌گویند.
جنس بلوک سیلندر
بلوک سیلندر که به صورت یکپارچه ساخته می‌شود از جنس آلیاژ چدن خاکستری با کرم، نیکل یا آهن است. گاهی نیز بلوک سیلندر را برای کاهش وزن از آلومینیوم می‌سازند. بلوک معمولا به روش ریخته‌گری ساخته می‌شود. این روش به دو صورت زیر پیاده می‌شود:
– استفاده از قالب‌های ماسه‌ای و ریخته‌گری در آنها و سپس تراشکاری در قسمت‌های لازم. در این روش مواد درون قالب‌ها ریخته شده و سپس قسمت‌هایی که اندازه و فرم آنها اهمیت بیشتری دارند با دقت تراشکاری و فرم‌دهی می‌شوند.
– استفاده از قالب‌های فلزی و فشردن مواد درون آنها. در این روش مواد درون قالب‌های دقیق و کامل شکل داده شده فلزی ریخته می‌شوند و مواد پس از ریخته شدن درون قالب‌ها، فشرده می‌شوند تا تمام قسمت‌ها به شکلی که باید درآیند.
از بخش‌های حساس نیازمند به تراشکاری در بلوک سیلندر محل یاتاقان‌های ثابت میل‌لنگ و میل‌سوپاپ و مجاری عبور آب و روغن است.
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.
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.
مشکلات بلوک سیلندر
۱- نشت مایع خنک کننده
۲- فرسوده شدن و ساییدگی سیلندر
۳- بلوک خراب سیلندر
۴- ایجاد لبه در بلوک سیلندر
۵- ساییده شدن سیلندر
