صب كتلة الأسطوانة: الأساس الصلب "قلب" المحرك

في محرك الاحتراق الداخلي ، كتلة الأسطوانة هي الهيكل الأساسي الذي يحمل نظام الطاقة بأكمله ويعرف باسم "قشرة القلب للمحرك". بلوك الأسطوانة صب ، باعتبارها واحدة من أكثر مكوناته الأصلية والحرجة ، لا يرتبط فقط بأداء وموثوقية وحياة الآلة بأكملها ، ولكنها تحدد أيضًا تكلفة التصنيع وجدوى المعالجة اللاحقة مباشرة.

1. ما هو صب كتلة الأسطوانة؟

يشير صب كتلة الأسطوانة إلى كتلة الأسطوانة غير المجهزة فارغة تصنعها عملية الصب ، والتي تعد واحدة من أهم المكونات الهيكلية لمحرك الاحتراق الداخلي. تتمثل وظيفتها الرئيسية في دعم الأجزاء المتحركة مثل المكابس ، والعمود المرفقية ، وقضبان التوصيل ، وتحمل تأثير غازات درجة الحرارة العالية والضغط العالي الناتجة عن الاحتراق ، والحفاظ على الصلابة الكلية للمحرك. نظرًا لظروف العمل القاسية للغاية ، فإن القوة والاستقرار الحراري ومقاومة التآكل وقابلية المعالجة في المسبوكات كتلة الأسطوانة عالية للغاية.

2. تحليل المواد السائدة: المعركة بين الحديد الزهر الرمادي والحديد الدكتايل وسبائك الألومنيوم
هناك ثلاثة أنواع رئيسية لاختيار المواد لسباق بلوك الأسطوانات:

الحديد الزهر الرمادي (HT250 ، HT300 ، وما إلى ذلك): المواد التقليدية ، التكلفة المنخفضة ، أداء صب ممتازة ، امتصاص الصدمات الجيد وأداء المعالجة ، لا يزال مهيمنًا في محركات الديزل المتوسطة والمنخفضة السرعة وبعض محركات البنزين.

الحديد الدكتايل: قوة أعلى ، قوة شد أفضل وتأثير صلابة من الحديد الزهر الرمادي ، مناسبة للمحركات عالية التحميل وعالي الأداء.

سبيكة الألومنيوم (مثل سبيكة الساي): تمثل الاتجاه الخفيف الوزن ، مع الموصلية الحرارية الممتازة وخصائص المعالجة ، هي المادة المفضلة لمحركات جوز السيارات الحديثة للركاب.

مع تطور صناعة السيارات نحو الحفاظ على الطاقة ، فإن الحد من انبعاثات كتل أسطوانات سبيكة الألومنيوم خفيفة الوزن ، تحل محل الحديد الزهر التقليدي تدريجياً ، ولكن في مجال محركات الديزل الشاقة ، لا يزال الحديد الزهر الرمادي لا يمكن تعويضه.

3. طريق العملية السائدة لالتقاط كتلة الأسطوانة
متطلبات عملية التصنيع من صب بلوك الأسطوانة مرتفع للغاية ، والتي يجب ألا تفي فقط بتشكيل الهياكل المعقدة ، ولكن أيضًا تتحكم في دقة الأبعاد والتوحيد التنظيمي. تدفق العملية الرئيسي على النحو التالي:

1. القولبة وتصميم الصندوق الأساسي
يتم استخدام مواد صب مثل رمال الراتنج أو رمل الطين أو رمال زجاج الماء ، جنبًا إلى جنب مع بنية سطح متعددة الأوتار لضمان صب الدقة للهياكل المعقدة مثل التجويف الداخلي وسترات المياه البارد. عادة ما تتطلب سترة الماء وأجزاء قناة الزيت وضعًا دقيقًا مع النوى الرملية المجوفة.

2. الذوبان والسكب
يجب التحكم في تكوين المعادن بشكل صارم أثناء الصهر ، وخاصة محتوى العناصر مثل C ، Si ، Mn ، S ، و P. يتم التحكم في درجة حرارة صب ما بين 1300 و 1400 ℃ لتجنب عيوب صب مثل الإغلاق البارد والانكماش.

3. معالجة الحرارة والتنظيم التنظيمي
تتطلب بعض المسبوكات ذات الأسطوانات عالية الأداء تطبيع أو تلبيس أو شيخوخة لتحسين الخصائص التنظيمية ، ومقاومة الكراك الحراري واستقرار المعالجة.

4. التنظيف والتفتيش
بما في ذلك نطق الطحن ، والرمل لإزالة مقياس الأكسيد ، والكشف عن العيوب (مثل الأشعة السينية ، والموجات فوق الصوتية) ، والكشف عن الحجم ، وما إلى ذلك ، لضمان معدل تمرير الجودة من المسبوكات.

4. تصميم التحسين الهيكلي: فن الموازنة بين القوة والخفة
يجب ألا تكون مصبوبات كتلة الأسطوانات الممتازة "مصبوبًا" فحسب ، بل "مستخدم جيدًا". يجب أخذ النقاط التالية في الاعتبار في التصميم الهيكلي:

تخطيط معقول من بطانة الأسطوانة وسترة الماء: ضمان كفاءة التبريد وتوحيد سمك الجدار.

ترتيب لوحة الضلع: تعزيز الأداء الزلزالي وتقليل الرنين.

تصميم متكامل لقناة النفط/قناة المياه: تحسين استخدام المساحة وسهولة المعالجة.

تصميم الدقة لشفة وموضع ثقب التثبيت: تأكد من الختم والمطابقة برأس الأسطوانة ، علبة المرافق والمكونات الأخرى.

بمساعدة نمذجة وتحليل برامج CAD/CEE ، حقق المزيد والمزيد من الشركات المصنعة التحول من "تصميم التجربة" إلى "تعتمد على البيانات".

كتل كتلة الأسطوانة الكتف المهمة الأساسية لنواة الطاقة. سواء أكان الابتكار المادي أو تحسين العملية أو الترقية الذكية ، فإن إمكانيات التصنيع المتطورة وراءها هي مؤشر مهم على مستوى صناعة المعدات في البلد. في المستقبل ، مع الترويج المتعمق للتصنيع الأخضر والتحول الرقمي ، ستلعب مصبوبات كتلة الأسطوانات أيضًا دورًا لا يمكن الاستغناء عنه على مستوى أعلى.