Blok mesinnya terdiri dari bahan apa? Bahan untuk membuat blok silinder. Sambungan baut kepala silinder

Ini adalah bagian mesin terbesar dan terberat, diproduksi menggunakan pengecoran dan pemesinan selanjutnya. Pada mesin berpendingin cairan, saluran pendingin terletak di sekitar silinder untuk membentuk jaket air.

Beras. Blok silinder aluminium dari mesin V8 dengan liner kering yang ditekan.

Silinder mesin berpendingin udara biasanya diproduksi terpisah dan memiliki sirip untuk menambah luas permukaan pendinginan.
Bagian bawah blok silinder biasanya dikerjakan agar sesuai dengan bantalan utama poros engkol ke dalam blok dan untuk memasang wadah oli. Jarak antara silinder yang berdekatan sangat penting. Menambah jarak memungkinkan untuk meningkatkan kekakuan blok dan memberikan kemungkinan peningkatan lebih lanjut [[Perpindahan mesin |perpindahan mesin]] dengan meningkatkan diameter silinder (cara termudah untuk mendapatkan modifikasi mesin dengan berbagai tenaga). Di sisi lain, hal ini menyebabkan peningkatan dimensi keseluruhan mesin dan bobotnya. Baru-baru ini, beberapa produsen mesin mobil telah memproduksi blok silinder yang silinder-silindernya berdekatan menyentuh dinding (disebut blok siam). Cara ini memungkinkan diperolehnya struktur yang cukup kaku dengan ukuran yang relatif kecil. Kekakuan blok silinder sangat menentukan karakteristik kebisingan mesin.

Beras. Silinder dan piston mesin dua langkah berpendingin udara

Dahulu kala, satu-satunya bahan untuk membuat blok silinder adalah besi tuang. Bahan ini tidak mahal, memiliki kekuatan dan kekakuan yang tinggi dengan sifat pengecoran yang baik. Selain itu, permukaan bagian dalam silinder besi cor yang diasah memiliki sifat anti-gesekan yang sangat baik dan ketahanan aus yang tinggi. Kerugian signifikan dari besi cor adalah massanya yang besar dan konduktivitas termal yang rendah. Keinginan para desainer untuk menciptakan mesin yang lebih ringan menyebabkan berkembangnya desain blok silinder yang terbuat dari paduan aluminium. Aluminium secara signifikan lebih rendah daripada besi tuang dalam hal kekakuan dan ketahanan aus, sehingga blok aluminium harus memiliki banyak pengaku, dan silinder biasanya merupakan lapisan besi cor yang sama, yang dimasukkan ke dalam blok aluminium selama proses perakitan, dituangkan atau ditekan ke dalamnya selama pembuatan. Jika liner silinder langsung dibilas dengan cairan pendingin, disebut "basah", Dan jika tidak - "kering". Liner basah harus memiliki segel yang dapat diandalkan dengan rongga pendingin blok silinder.

Beras. Blok silinder dengan liner “kering”. Bagian tersebut dengan jelas menunjukkan bagaimana liner “kering” dimasukkan ke dalam blok silinder dan alur dibuat di bagian bawah piston untuk melindungi katup agar tidak menyentuh piston.

Penggunaan sejumlah besar pengaku dan pelapis besi cor sebagian besar meniadakan keuntungan menggunakan blok silinder yang terbuat dari paduan aluminium. Penggunaan teknologi modern dalam produksi memungkinkan pembuatan mesin “aluminium” ringan yang blok silindernya tidak memiliki lapisan besi cor. Pada permukaan kerja silinder dalam blok aluminium, peningkatan kandungan silikon dibuat secara elektrolitik, dan kemudian silinder digores secara kimia untuk membuat lapisan silikon murni berpori tahan aus pada permukaan kerja silinder, yang menahan pelumas dengan baik. Selain itu, terutama sering pada mesin dua langkah, lapisan kromium atau paduan silikon-nikel diaplikasikan pada silinder aluminium ( Nikasil).

Beras. Mesin dengan blok aluminium. Blok silinder mesin enam silinder V-twin 24 katup kompak ini, dirancang untuk pemasangan melintang di dalam kendaraan, seluruhnya terbuat dari paduan aluminium

Kekakuan blok silinder aluminium dapat ditingkatkan tidak hanya dengan menggunakan pengaku dalam jumlah besar, tetapi juga dengan menggunakan alat khusus. spacer tipe tangga di blok. Spacer yang terhubung ke blok tersebut, selain secara signifikan meningkatkan kekakuan blok itu sendiri, berfungsi sebagai dasar yang kokoh untuk memasang bantalan utama poros engkol, yang meningkatkan daya tahannya. Desain blok silinder ini menjadi norma dalam produksi mesin bensin pada mobil penumpang modern. Dalam produksi mesin diesel yang memerlukan kekakuan blok yang tinggi karena beban dan kebisingan yang tinggi, blok silinder besi cor sering digunakan.

Beras. Bingkai tipe tangga dalam blok. Rangka tipe tangga menggantikan tutup bantalan utama poros engkol biasa dalam desain mesin pembakaran internal modern, memberikan kekakuan tinggi pada blok silinder dan memperpanjang umur poros engkol.

Setiap motor memiliki struktur yang kompleks, yang setiap elemennya diperlukan untuk melakukan tugas tertentu. Salah satu elemen tersebut adalah kepala silinder.

Kepala silinder merupakan komponen utama pada setiap mobil atau motor. Perangkat ini diperlukan untuk mengontrol pembuangan gas di mesin pembakaran internal. Sesuai sifatnya, kepala silinder merupakan penutup yang menutupi blok itu sendiri. Penutup kepala silinder terbuat dari paduan aluminium, bisa juga dibuat dari besi cor. Dalam produksi, kepala silinder mengalami proses penuaan buatan. Jumlah kepala silinder secara langsung tergantung pada jenis mesin pembakaran internal, jika berbentuk V, digunakan kepala terpisah untuk setiap baris.

Pengoperasian kepala silinder sangat bergantung pada derajat penyegelan kepala dengan blok silinder. Hal ini menjelaskan fakta bahwa bagian atas bagian ini sedikit lebih sempit dibandingkan dengan bagian bawah. Gasket terletak di antara kepala dan blok silinder itu sendiri.

Pemasangan dan fiksasi kepala silinder dilakukan dengan menggunakan pin yang dirancang untuk mengamankan bagian tersebut. Pemasangan yang benar sangat mempengaruhi pengoperasian kepala silinder selanjutnya. Untuk setiap kendaraan, instruksinya menunjukkan peraturannya sendiri. Oleh karena itu, sebaiknya Anda tidak meminjam diagram pemasangan kepala mobil luar negeri untuk mobil dalam negeri. Jangan lupa bahwa pin memiliki urutan pengencangan tertentu, dan torsi pengencangan yang diperlukan juga ditunjukkan. Untuk memasang kepala silinder dengan benar, alat khusus digunakan - kunci momen.

Saat memasang dan mengencangkan kepala silinder, Anda sebaiknya mengandalkan petunjuk pemasangan, bukan kekuatan fisik yang kasar. Jika Anda mengencangkan kepala silinder secara berlebihan, Anda dapat merusak paking penyegel, saluran oli kepala silinder, dan komponen lain yang sama pentingnya dari sistem ini. Misalnya, kepala silinder dapat retak atau berubah ukurannya; seluruh pengoperasian mesin, dan akibatnya, kendaraan secara keseluruhan, bergantung pada pengoperasian elemen ini.

Fitur desain

Desain kepala silinder tidak sesederhana kelihatannya pada pandangan pertama. Semua komponen bagian ini akan dijelaskan di bawah ini.

Saat ini, semua elemen kepala silinder terbuat dari paduan aluminium, sebelumnya besi cor paduan digunakan untuk tujuan yang sama. Beberapa kendaraan masih dilengkapi dengan kepala silinder besi cor. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa besi cor paling cocok untuk suhu yang sangat tinggi atau sangat rendah. Paduan aluminium paling rentan terhadap deformasi akibat perubahan suhu. Dimensi kepala silinder berubah selama pengoperasian mesin karena peningkatan suhu.

Kepala silinder terdiri dari elemen-elemen berikut.

• paking penyegel.
• Mekanisme distribusi gas.
• Rumah kepala silinder adalah tempat semua mekanisme dan pipa sistem pendingin, kabel oli, dan ruang bakar berada.
• Kompartemen tempat busi selanjutnya dipasang.
• Penggerak mekanisme distribusi gas.
• Ruang bakar tempat berlangsungnya proses pembakaran bahan bakar.
• Ada juga pesawat pendaratan yang memungkinkan pelepasan gas olahan.

Masing-masing elemen ini harus dijelaskan secara lebih rinci. Katup kepala silinder terletak di baris 1, yang masing-masing miring ke silinder sebesar dua puluh derajat. Mobil generasi terbaru mungkin menggunakan prinsip desain kepala silinder yang sedikit berbeda, namun secara umum semuanya kurang lebih sama.

Perlu dibicarakan lebih detail tentang paking penyegel, yang dasarnya adalah asbes yang diperkuat. Pembuatan elemen ini dari bahan ini dijelaskan oleh suhu tinggi selama pengoperasian mesin pembakaran internal, dan tekanan besar juga diberikan pada paking. Gasket asbes yang diperkuat mampu menjamin kekencangan seluruh saluran dan sistem mesin.

Jika Anda membongkar bagian depan perangkat ini, Anda dapat melihat bahwa penggerak mekanisme distribusi gas terletak di sini bersama dengan penegang rantai. Ruang bakar mempunyai kontak dekat dengan blok, oleh karena itu diproses secara mekanis. Volume ruang kompresi agak lebih kecil dari ukuran piston. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa selama pengoperasian mesin pembakaran internal, pada saat piston dinaikkan, desain ini memungkinkan campuran udara berputar. Hasilnya, proses pembakaran itu sendiri menjadi lebih baik.

Di sisi kiri kepala silinder terdapat lubang untuk busi, sistem penyangga tuas dan ring penyangga juga dipasang di sini. Pada bagian atas kepala silinder terdapat penutup yang dipasang pada seluruh bodi dengan baut.

Kepala silinder berisi elemen yang tidak dapat dilepas. Dudukan katup, yang diperlukan untuk kekencangan mekanisme distribusi gas, juga memiliki selongsong pemandu. Harap dicatat bahwa elemen-elemen ini dipasang menggunakan penekanan. Artinya, tidak mungkin menggantinya di rumah, Anda perlu menghubungi pusat layanan atau menggunakan peralatan khusus.

Beberapa pemilik mobil mencoba melakukan perbaikan kepala silinder sendiri, tetapi hal ini tidak disarankan, jika tidak maka akan timbul konsekuensi negatif.

1. Kepala silinder dapat berubah bentuk, sehingga penyegelan katup dan ruang bakar terganggu.
2. Karena pemanasan yang tidak tepat, kepala silinder menjadi tidak dapat digunakan.
3. Retakan dan retakan mikro mungkin terjadi, sehingga pengoperasian motor yang benar menjadi tidak mungkin.

Pekerjaan perbaikan pada elemen tetap di rumah mungkin memerlukan pembelian kepala silinder baru. Tidak ada yang mengatakan bahwa spesialis yang kompeten tidak dapat memperbaiki salah satu bagian ini, tetapi hal ini tidak selalu memungkinkan.

Diagnostik dan pemeliharaan

Cepat atau lambat, mekanisme apa pun di dalam kendaraan akan memerlukan diagnostik dan pemeliharaan; kepala silinder tidak terkecuali. Dalam hal ini, tugas utama pemilik kendaraan adalah mendiagnosis secara berkala elemen-elemen yang paling sering gagal.

• Katup dan segelnya.
• paking penyegel.

Perhatian khusus harus diberikan pada paking, jika sudah aus, cairan kerja dapat tercampur, yang akan menyebabkan kegagalan mesin. Jika cairan pendingin masuk ke dalam oli kerja, ia akan menggelembung. Seiring waktu, hal ini akan membuat mesin tidak dapat dihidupkan. Dalam hal ini, sinyal utamanya adalah sensor suhu, yang akan menunjukkan mendidihnya mesin pembakaran internal. Anda juga dapat menilai situasinya dengan melepas busi. Mengapa perbaikan perlu dilakukan? Seringkali, pembongkaran kepala silinder tidak dapat dihindari dalam kasus berikut.

• Ketinggian kepala silinder telah berubah.
• Ada kebutuhan untuk menekan katup dan jok.
• Satu atau lebih katup berhenti berfungsi dan perlu diganti.
• Penutupnya perlu diampelas.
• Gasket penyegel perlu diganti.
• Hal ini diperlukan untuk menghilangkan microcracks.

Jika Anda memahami tujuan setiap langkah dan memiliki alat yang diperlukan, Anda dapat melakukan pekerjaan perbaikan kepala silinder di rumah, tetapi bahkan peralatan paling berteknologi tinggi di tangan pemilik yang tidak berpengalaman tidak akan membantu memperbaiki masalah.

Jika Anda memiliki pertanyaan, tinggalkan di komentar di bawah artikel. Kami atau pengunjung kami akan dengan senang hati menjawabnya

Istilah mesin "blok pendek" paling sering digunakan ketika keadaan benar-benar buruk, dan lebih jarang digunakan ketika Anda menginginkan sesuatu yang baru. Mari kita jelaskan: blok pendek mesin adalah seperangkat blok silinder mesin dan sejumlah komponen mesin, yang paling sering diperlukan ketika piston aus sebagai alasan perbaikan yang mahal. Ini adalah blok pendek yang merupakan alternatif yang sangat baik untuk membeli seluruh mesin, karena ketika kelompok piston aus, banyak bagian mesin yang sebenarnya tidak aus, dan tidak memerlukan penggantian, jadi bagi banyak orang tidak masuk akal untuk membeli a perakitan mesin lengkap, dan blok pendek dirancang khusus sehingga hanya mencakup komponen pengganti yang penting. Kasus kedua (ketika Anda menginginkan sesuatu yang baru) adalah ketika blok pendek bukan hanya sekedar alternatif perakitan mesin, tetapi juga sarana untuk meningkatkan dinamika mobil - blok pendek tersebut dapat memiliki silinder dengan piston dengan diameter lebih besar.

Mesin blok pendek biasanya mencakup piston dengan cincin (sudah ditekan ke dalam blok silinder), batang penghubung dan poros engkol. Blok pendek selalu memerlukan pemasangan komponen internal tambahan, yang meliputi (namun tidak terbatas pada):

• pompa minyak,
• panci minyak,
• manifold buang,
• kepala silinder (kepala silinder),
• gasket

Namun, blok pendek berbeda dengan blok pendek, dan rangkaian komponen tertentu bergantung pada model mesin dan mobil. Banyak blok pendek tersedia dengan camshaft dan banyak bagian tambahan (termasuk gasket, sejumlah kecil sensor).

Blok pendek mesin 4 silinder dengan satu set piston, batang penghubung dan poros engkol

Tetapi ada juga yang disebut blok panjang - ini adalah blok pendek yang lebih baik dan lebih lengkap, yang mencakup, selain dilengkapi dengan blok pendek, kepala silinder, wadah oli, manifold buang, penutup katup. dan sejumlah bagian lainnya. Faktanya, blok panjang itu hampir merupakan mesin yang lengkap.

Pembuatan mesin sipil adalah industri yang sangat konservatif. Poros engkol, piston, silinder, katup sama seperti 100 tahun lalu. Skema tanpa engkol, aksial, dan skema lainnya yang luar biasa tidak mau diterapkan, membuktikan ketidakpraktisannya. Bahkan mesin Wankel, terobosan besar di tahun enam puluhan, pada dasarnya sudah ketinggalan zaman.

Semua “inovasi” modern, jika Anda perhatikan lebih dekat, hanyalah pengenalan teknologi balap dari lima puluh tahun yang lalu, dibumbui dengan barang elektronik yang murah untuk diproduksi untuk kontrol perangkat keras yang lebih presisi. Kemajuan dalam pembangunan mesin pembakaran internal lebih mungkin terjadi melalui sinergi perubahan kecil dibandingkan terobosan global.

Dan mengeluh sepertinya merupakan dosa. Kali ini kita tidak akan berbicara tentang keandalan dan pemeliharaan, tetapi tenaga, kebersihan, dan efisiensi mesin modern tampaknya merupakan keajaiban nyata bagi seseorang dari tahun tujuh puluhan. Bagaimana jika kita mundur beberapa dekade lagi?

Seratus tahun yang lalu, mesin masih berupa karburator, dengan pengapian magneto, biasanya katup rendah atau bahkan dengan katup masuk “otomatis”. Dan mereka bahkan tidak memikirkan tentang supercharging apa pun. Dan mesin lama tidak memiliki bagian yang sekarang menjadi komponen utamanya - blok silinder.

Sebelum menerapkan blok tersebut

Mesin pertama memiliki bak mesin dan satu silinder (atau beberapa silinder), tetapi tidak memiliki blok. Anda akan terkejut, tetapi dasar strukturnya - bak mesin - sering bocor, piston dan batang penghubung terbuka untuk semua angin, dan dilumasi dari kaleng oli dengan metode tetes. Dan kata “crankcase” sendiri sulit diterapkan pada desain yang mempertahankan posisi relatif poros engkol dan silinder dalam bentuk braket kerawang.

Untuk mesin stasioner dan kelautan, skema serupa masih dipertahankan hingga hari ini, tetapi mesin pembakaran internal mobil masih membutuhkan kekencangan yang lebih besar. Jalanan selalu menjadi sumber debu, yang sangat merugikan mesin.

Pelopor dalam bidang "penyegelan" dianggap sebagai perusahaan De Dion-Bouton, yang pada tahun 1896 meluncurkan motor dengan bak mesin silinder tertutup, di dalamnya terdapat mekanisme engkol.

Benar, mekanisme distribusi gas dengan bubungan dan pendorongnya masih ditempatkan secara terbuka - hal ini dilakukan demi pendinginan dan perbaikan yang lebih baik. Omong-omong, pada tahun 1900, perusahaan Perancis ini ternyata menjadi produsen mobil dan mesin pembakaran internal terbesar di dunia, memproduksi 3.200 mesin dan 400 mobil, sehingga desain memiliki pengaruh yang kuat terhadap perkembangan pembuatan mesin.

...dan kemudian Henry Ford muncul

Desain produksi massal pertama dengan blok silinder padat masih tetap menjadi salah satu mobil yang paling banyak diproduksi secara massal dalam sejarah. Model T Ford, diperkenalkan pada tahun 1908, memiliki mesin empat silinder, dengan kepala silinder besi tuang, katup kaki, piston besi tuang, dan blok silinder - sekali lagi terbuat dari besi tuang. Volume mesinnya terbilang “dewasa” saat itu, 2,9 liter, dan tenaganya 20 hp. Dengan. Untuk waktu yang lama, ini dianggap sebagai indikator yang cukup baik.

Desain yang lebih mahal dan rumit pada tahun-tahun itu menggunakan silinder terpisah dan bak mesin yang dipasang. Kepala silinder seringkali bersifat individual, dan seluruh struktur kepala silinder serta silinder itu sendiri dipasang ke bak mesin dengan kancing. Setelah munculnya tren komponen yang lebih besar, bak mesin sering kali tetap menjadi bagian terpisah, namun blok dua atau tiga silinder masih dapat dilepas.

Apa gunanya memisahkan silinder?

Desain dengan masing-masing silinder yang dapat dilepas terlihat agak tidak biasa sekarang, tetapi sebelum Perang Dunia Kedua, meskipun ada inovasi dari Henry Ford, ini adalah salah satu skema yang paling umum. Pada mesin pesawat terbang dan mesin berpendingin udara, masih dipertahankan hingga saat ini. Dan "boxer air" Porsche 911 seri 993 tidak memiliki blok silinder apa pun hingga tahun 1998. Jadi mengapa memisahkan silinder?

Silinder dalam bentuk bagian tersendiri sebenarnya cukup nyaman. Itu bisa terbuat dari baja atau bahan lain yang sesuai, seperti perunggu atau besi cor. Permukaan bagian dalam dapat dilapisi dengan lapisan paduan yang mengandung kromium atau nikel, sehingga sangat keras jika diperlukan. Dan di bagian luar, buatlah jaket yang dirancang untuk pendingin udara. Pemrosesan mekanis dari rakitan yang relatif kompak akan akurat bahkan pada mesin yang cukup sederhana, dan dengan perhitungan pengikatan yang baik, deformasi termal akan minimal. Anda dapat melakukan perawatan permukaan galvanik, karena bagiannya kecil. Jika silinder tersebut mengalami keausan atau kerusakan lainnya, silinder tersebut dapat dilepas dari bak mesin dan dipasang yang baru.

Kerugiannya juga banyak. Selain harga yang lebih tinggi dan persyaratan yang tinggi untuk kualitas pembuatan mesin dengan silinder terpisah, kelemahan seriusnya adalah rendahnya kekakuan desain tersebut. Ini berarti peningkatan beban dan keausan pada kelompok piston. Dan menggabungkan “prinsip pemisahan” dengan pendingin air sangatlah tidak nyaman.

Motor dengan silinder terpisah sudah lama meninggalkan arus utama - kerugiannya lebih besar daripada mereka. Pada pertengahan tahun tiga puluhan, desain seperti itu hampir tidak pernah terlihat di industri otomotif. Berbagai desain gabungan - misalnya, dengan blok beberapa silinder, bak mesin umum, dan kepala silinder - ditemukan pada mobil mewah skala kecil dengan mesin perpindahan (Anda dapat mengingat merek Delage yang setengah terlupakan), tetapi pada akhirnya dari tahun 30an semuanya padam.

Kemenangan konstruksi serba besi

Desain yang kita kenal saat ini unggul berkat kesederhanaannya dan biaya produksi yang rendah. Pengecoran besar dari bahan yang murah dan tahan lama setelah pemesinan yang presisi masih lebih murah dan lebih andal dibandingkan silinder individual dan perakitan seluruh struktur yang cermat. Dan pada mesin dengan katup bawah, katup dan poros bubungan terletak tepat di dalam blok, yang semakin menyederhanakan desain.

Jaket sistem pendingin dibentuk dalam bentuk rongga pada blok. Untuk kasus-kasus khusus, dimungkinkan untuk menggunakan liner silinder terpisah, tetapi mesin pada Ford T tidak memiliki fasilitas seperti itu. Piston besi cor dengan cincin kompresi baja bekerja langsung pada silinder besi cor. Dan omong-omong, cincin pengikis oli dalam bentuk biasa tidak ada, perannya dimainkan oleh cincin kompresi ketiga bawah, yang terletak di bawah pin piston.

Desain “besi cor seluruhnya” ini telah membuktikan keandalan dan kemampuan manufakturnya selama bertahun-tahun produksi. Dan hal ini diadopsi dari Ford oleh produsen massal seperti GM selama bertahun-tahun yang akan datang.

Benar, pengecoran balok dengan jumlah silinder yang banyak ternyata merupakan tugas yang sulit secara teknologi, dan banyak mesin memiliki dua atau tiga setengah balok dengan masing-masing beberapa silinder. Jadi, "enam" in-line tahun tiga puluhan kadang-kadang memiliki dua semi-blok tiga silinder, dan "delapan" in-line bahkan lebih diproduksi sesuai dengan desain ini. Misalnya, motor Duesenberg Model J yang paling bertenaga dibuat persis seperti ini: dua setengah blok ditutupi dengan satu kepala.

Namun, pada awal tahun empat puluhan, kemajuan memungkinkan terciptanya balok padat sepanjang ini. Misalnya, blok “Flathead” Chevrolet Straight-8 sudah kokoh sehingga mengurangi beban pada poros engkol.

Selongsong besi cor dalam balok besi cor juga merupakan solusi yang cukup baik. Besi cor tahan bahan kimia paduan berkekuatan tinggi lebih mahal dari biasanya, dan tidak ada gunanya menuang seluruh balok besar dari besi tersebut. Namun selongsong “basah” atau “kering” yang relatif kecil ternyata merupakan pilihan yang baik.

Desain dasar motor, yang dikuasai pada tahun-tahun sebelum perang, tidak berubah selama beberapa dekade berturut-turut. Blok silinder pada banyak mesin modern dibuat dari besi cor kelabu, terkadang dengan sisipan berkekuatan tinggi di area titik mati atas. Misalnya, blok besi cor memiliki Renault Kaptur yang sepenuhnya modern dengan mesin F4R, yang pemeliharaannya sedang kita bicarakan. Besi tuang bagus, khususnya, karena balok yang terbuat dari besi tersebut dapat dengan mudah dirombak dengan mengebor silinder berdiameter lebih besar. Kecuali, tentu saja, pabrikan memproduksi piston ukuran “perbaikan”.

Benar, selama bertahun-tahun blok-blok tersebut menjadi semakin “terbuka” dan semakin tidak masif. Sulit untuk menemukan angka untuk blok awal, tapi mari kita ambil dua keluarga motor dengan perbedaan usia lebih dari 10 tahun. Untuk blok seri GM Gen II pertengahan tahun 90an, ketebalan dinding motor berkisar antara 5 hingga 9 mm. VW EA888 modern di akhir tahun 2000-an sudah memiliki 3 hingga 5. Tapi kami jelas lebih maju...

Membuat blok lebih ringan

Menipiskan dinding, yang telah dilakukan para desainer dengan sekuat tenaga dalam beberapa tahun terakhir, seperti yang Anda pahami, bukanlah satu-satunya cara untuk mengurangi berat balok. Pada tahun 20-an dan 30-an, mereka tidak terlalu memikirkan penghematan berat dan bahan bakar dibandingkan sekarang, tetapi upaya keringanan pertama telah dilakukan. Itupun mereka berpikir untuk menggunakan aluminium.

Pada mobil balap dan sport pada masa itu, kita dapat menemukan simbiosis bak mesin aluminium dan kepala silinder dengan blok silinder besi cor. Kemudian kemajuan dalam pengerjaan logam memungkinkan terciptanya versi simbiosis yang lebih nyaman. Blok silinder tetap kokoh, tetapi terbuat dari aluminium, yang mengurangi bobotnya tiga hingga empat kali lipat, termasuk karena sifat pengecoran logam yang lebih baik. Silindernya sendiri dibuat dalam bentuk selongsong besi cor yang ditekan ke dalam balok.

Kartrid dibagi menjadi “kering” dan “basah”; perbedaannya umumnya jelas dari namanya. Dalam blok dengan liner kering, itu dimasukkan ke dalam silinder aluminium (atau blok dilemparkan di sekitarnya) dengan interferensi, dan liner "basah" dipasang di blok dengan ujung bawahnya, dan saat memasang silinder kepala, rongga disekitarnya berubah menjadi jaket pendingin. Opsi kedua ternyata lebih menjanjikan pada saat itu, karena menyederhanakan pengecoran dan mengurangi massa komponen. Namun kemudian, meningkatnya persyaratan untuk kekakuan struktural, serta kompleksitas perakitan mesin tersebut, membuat teknologi ini “berlebihan” dari kemajuan.

Selongsong kering dalam blok aluminium masih merupakan pilihan paling umum untuk pembuatan suku cadang. Dan salah satu yang paling sukses, karena selongsong besi cor terbuat dari besi cor paduan berkualitas tinggi, blok aluminiumnya kaku dan ringan. Selain itu, secara teori, desain ini juga dapat diperbaiki, seperti balok besi cor. Lagi pula, selongsong yang sudah usang bisa “dikeluarkan” dan dimasukkan yang baru.

Apa berikutnya?

Satu-satunya teknologi baru yang mendasar dalam beberapa tahun terakhir adalah balok yang lebih ringan dengan penyemprotan lapisan ultra-kuat dan ultra-tipis pada permukaan bagian dalam silinder. Saya telah menulis secara rinci tentang, dan bahkan tentang struktur serupa - tidak ada gunanya mengulanginya. Secara konseptual, kita memiliki mesin pembakaran internal yang sama dengan tahun 1930an. Dan ada banyak alasan untuk percaya bahwa sampai akhir “era pembakaran internal”, ketika kendaraan listrik mulai membuahkan hasil, mesin yang menggunakan hidrokarbon cair akan tetap sama.

Blok silinder

Blok silinder atau bak mesin merupakan inti dari mesin. Mekanisme utama dan bagian sistem mesin terletak di atasnya dan di dalamnya. Blok silinder dapat dibuat dari besi cor kelabu (mesin mobil ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320) atau dari paduan aluminium (mesin GAZ-24 Volga, GAE-53A, dll.). Partisi horizontal membagi blok silinder menjadi bagian atas dan bawah. Di bidang atas blok dan di partisi horizontal, lubang dibuat untuk memasang liner silinder. Di dalam silinder yang memandu pergerakan piston, terjadi siklus kerja mesin. Selongsongnya bisa basah atau kering. Cylinder liner disebut basah jika tercuci oleh cairan pendingin, dan kering jika tidak bersentuhan langsung dengan cairan pendingin.

Beras. 1. Blok silinder dan kepala blok mesin berbentuk V: 1 - blok silinder; 2 - paking kepala; 3 - ruang bakar; 4 - kepala blok; 5 - liner silinder; 6 - cincin penyegel; 7 - kancing

Silinder dapat dicor dari besi cor kelabu bersama-sama dengan dinding jaket air dalam bentuk satu balok atau dalam bentuk selongsong terpisah yang dipasang dalam balok. Mesin dengan silinder yang dibuat dalam bentuk liner basah yang dapat diganti lebih mudah diperbaiki dan dioperasikan (mesin GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320, dll.).

Permukaan bagian dalam silinder tempat piston bergerak disebut cermin silinder. Bahan ini dirawat dengan hati-hati untuk mengurangi gesekan saat bergerak di dalam silinder dan ring piston dan sering kali dikeraskan untuk meningkatkan ketahanan aus dan daya tahan. Selongsong silinder dipasang agar cairan pendingin tidak menembus ke dalamnya atau ke dalam bak, dan gas tidak keluar dari silinder. Penting juga untuk menyediakan kemungkinan mengubah panjang liner tergantung pada suhu mesin. Untuk memperbaiki posisi vertikal liner, liner memiliki kerah khusus yang menempel pada blok silinder dan sabuk pemasangan. Liner basah di bagian bawah disegel dengan cincin karet yang ditempatkan di lekukan blok silinder (mesin mobil KamaE-5320), di lekukan liner (mesin mobil MA3-5335, ZIL-130, dll. ), atau gasket cincin tembaga dipasang di antara blok dan permukaan pendukung sabuk bawah liner (mesin GAZ -24 Volga, GAE -53A, dll.). Ujung atas selongsong menonjol di atas bidang blok silinder sebesar 0,02-0,16 mm, yang berkontribusi pada kompresi paking kepala yang lebih baik dan penyegelan selongsong, blok, dan kepala silinder yang andal.

Beras. 2. Diagram silinder mesin: a - tanpa liner, tetapi dengan sisipan pendek (mobil ZIL -157 K, GAZ -52-04); b dan c - dengan selongsong "basah" (mesin diesel YAMZ-2E6 dan KamAZ-5320); g - dengan selongsong "basah" tempat sisipan pendek ditekan (pada GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130, dll.); 1 - blok silinder 2 g - jaket air; 3 - masukkan; 4, 5 hingga 6 - liner silinder; 7 - cincin penyegel (karet atau tembaga, dipasang di bawah kerah)

Selama pengoperasian mesin, campuran kerja terbakar di bagian atas silinder. Pembakaran disertai dengan keluarnya produk oksidasi yang menyebabkan korosi pada silinder. Untuk meningkatkan ketahanan aus silinder, beberapa mesin menggunakan sisipan yang terbuat dari besi cor anti korosi. Mereka ditekan ke dalam blok silinder (mesin mobil ZIL-130K, GAZ-52-04) atau ke dalam liner silinder (mesin GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130, dll.). Hal ini mempersulit teknologi pembuatan mesin. Di masa depan, desainer berencana menggunakan logam khusus, yang akan menghilangkan penggunaan sisipan pada silinder.

Partisi vertikal melintang di dalam blok silinder, bersama dengan dinding depan dan belakang, memberikan kekuatan dan kekakuan yang diperlukan. Di partisi ini, serta di dinding depan dan belakang blok, soket dibuat untuk bagian atas bantalan utama poros engkol. Bagian bawah bantalan utama ditempatkan dalam tutup yang dipasang pada balok dengan kancing atau baut.

Pada mesin berbentuk V, salah satu baris blok silinder sedikit diimbangi relatif terhadap yang lain, hal ini disebabkan oleh letak dua batang penghubung pada pin engkol poros engkol: satu untuk blok kanan dan satu lagi untuk blok kiri. . Jadi, pada mesin mobil GAZ -53A berbentuk V, blok silinder kiri digeser ke depan (sepanjang perjalanan kendaraan) sebesar 24 mm, dan pada mobil ZIL -130 - sebesar 29 mm relatif terhadap blok kanan. Penomoran silinder ditunjukkan terlebih dahulu untuk blok silinder kanan (searah arah mobil), dan kemudian untuk blok kiri: silinder yang paling dekat dengan kipas adalah nomor satu, dan seterusnya.

Silinder dengan kepala berfungsi sebagai ruang tempat berlangsungnya proses kerja mesin; Dinding silinder mengarahkan pergerakan piston.

Blok silinder adalah keseluruhan pengecoran tempat silinder berada. Mesin segaris memiliki satu bagian blok silinder, sedangkan mesin berbentuk V memiliki dua bagian (kanan dan kiri), disatukan oleh bak mesin yang sama. Blok silinder diproduksi bersama dengan bak mesin. Pengecoran ini disebut crankcase, berfungsi untuk mengamankan dan merakit seluruh mekanisme dan perangkat mesin.

Bak mesin dibuat dari besi tuang atau paduan aluminium.

Pada mesin in-line, saat membuat balok besi tuang, silinder dicor bersama dengan balok tersebut. Permukaan kerja bagian dalam silinder 6, diproses dan dipoles dengan hati-hati, disebut cermin silinder. Di antara dinding silinder dan dinding luar blok terdapat rongga 8 yang berisi air yang mendinginkan mesin dan disebut jaket air.

Dalam hal pengecoran bak mesin dari paduan aluminium, serta dengan blok besi cor untuk mesin berbentuk V, silinder dibuat dalam bentuk pelapis besi cor terpisah yang dipasang di lubang partisi atas dan bawah mesin. memblokir. Di dalam blok, selongsong diamankan dengan kerah atas atau bawah yang sesuai dengan ceruk partisi blok, dan dijepit oleh kepala yang dipasang di atas blok pada paking.

Selongsong tersebut bersentuhan langsung dengan air yang bersirkulasi di dalam jaket air dan disebut “basah”. Dalam hal ini, selongsong disegel dengan aman di partisi bawah blok menggunakan cincin tembaga atau karet atau beberapa cincin karet yang dipasang di bawah pada lekukan pada selongsong.

Pelapis pendek yang terbuat dari besi cor anti korosi khusus yang tahan aus biasanya ditekan ke bagian atas silinder blok atau pelapis, yang paling terkena suhu tinggi dan efek korosif dari gas buang, untuk meningkatkan masa pakai mesin. silinder.

Dengan susunan katup bawah, salah satu sisi blok mesin segaris memiliki lubang masuk dan keluar serta dudukan tempat katup dipasang. Di sisi yang sama dari blok ada ruang - kotak katup, di mana bagian-bagian mekanisme distribusi gas berada. Kotak katup ditutup dengan satu atau dua penutup.

Dalam hal pengaturan katup atas, pendorong dan batang mekanisme distribusi gas terletak di ruang samping blok atau kedua bagiannya dalam desain berbentuk V.

Penutup roda gigi pengatur waktu, yang terbuat dari besi tuang atau paduan aluminium, dipasang di bagian depan bak mesin. Rumah roda gila dari besi cor dipasang di bagian belakang bak mesin. Penopang poros engkol dan poros bubungan terletak di dinding depan dan belakang bak mesin serta partisi internalnya.

Bidang atas blok silinder atau masing-masing bagiannya dalam desain berbentuk V diproses dengan hati-hati dan kepala umum dipasang di atasnya, menutupi silinder dari atas. Pada kepala di atas silinder terdapat ceruk-ceruk yang membentuk ruang bakar, dan juga terdapat water jacket yang berhubungan dengan water jacket blok. Dengan susunan katup atas, kepala silinder juga berisi dudukan katup serta lubang masuk dan buang. Kepala memiliki lubang berulir untuk memasang busi.

Kepala silinder mesin karburator terbuat dari paduan aluminium. Kepala seperti itu memiliki konduktivitas termal yang tinggi, akibatnya suhu campuran kerja di silinder mesin pada akhir langkah kompresi menurun. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan rasio kompresi mesin tanpa terjadinya detonasi pembakaran bahan bakar selama pengoperasian mesin.

Beras. 3. Bentuk ruang bakar mesin

Kepala silinder dipasang ke blok dengan mur pada stud atau baut. Gasket penyegel dipasang di antara blok dan kepala, mencegah keluarnya gas dari silinder dan kebocoran air dari jaket air di persimpangan kepala dan blok. Gasketnya terbuat dari karton asbes yang dilapisi dengan baja lembaran tipis, atau karton asbes yang diresapi grafit dengan pinggiran logam di sekeliling tepi dan lubangnya. Dari bawah, panci baja yang dicap dibaut ke flensa bak mesin mesin pada paking penyegel. Bidang konektor bak mesin bertepatan dengan sumbu poros engkol atau terletak di bawahnya.

Dengan susunan katup vertikal satu arah yang lebih rendah, ruang bakar mesin karburator digeser ke samping

katup Ruang pembakaran offset ini menghasilkan pusaran campuran yang baik selama kompresi dan kondisi pembakaran terbaik. Untuk mengurangi panjang I ruang bakar dan memperbaiki kondisi pembakaran campuran kerja, serta untuk mengurangi hambatan aliran campuran pada saluran masuk ke dalam silinder dengan ruang tersebut, maka susunan katup bawah adalah biasanya digunakan, miring ke sumbu silinder.

Dengan susunan katup satu baris atas, ruang bakar pada mesin karburator biasanya berbentuk semi-baji, yang memberikan kondisi terbaik untuk pembakaran campuran kerja. Ruang bakar semi-baji, karena kesederhanaan bentuknya, dapat dikerjakan seluruhnya dengan mesin. Hal ini memungkinkan untuk memastikan kepatuhan yang tepat terhadap volume ruang bakar di semua silinder dan meningkatkan keseragaman pengoperasian mesin.

Pada kedua bentuk ruang bakar tersebut, sebagian permukaannya (displacer) terletak dekat dengan bagian bawah piston bila diposisikan di c. m.t. Pemindah semacam itu berkontribusi pada distribusi volume campuran kerja terkompresi yang lebih baik dan mengurangi kemungkinan ledakan selama pembakaran campuran.

Saat membuat bak mesin, kepala, dan bagian lain (penutup roda gigi poros bubungan, dll.) dari paduan aluminium, bobot keseluruhan mesin berkurang secara signifikan. Jika liner yang dapat dilepas digunakan, pembuatan bak mesin akan lebih mudah dan perbaikan silinder akan lebih mudah jika sudah aus.

Pada mesin diesel, tekanan gas pada saat pembakaran jauh lebih tinggi dibandingkan pada mesin karburator, yaitu bagian diesel mengalami beban yang lebih besar, sehingga dibuat lebih tahan lama dan kaku.

Blok silinder terbuat dari besi cor, yang sangat kuat dan kaku. Hal ini dicapai dengan ketebalan yang signifikan pada dinding silinder dan bak mesin, adanya lebih banyak rusuk di dalam bak mesin dan perpindahan bidang pemisah bak mesin jauh di bawah sumbu poros engkol. Silinder mesin dilengkapi dengan liner kering (yaitu, tidak bersentuhan langsung dengan air), yang dimasukkan ke dalam silinder blok yang bosan, atau liner sisipan basah yang terbuat dari besi cor khusus digunakan. Kepala silinder diesel terbuat dari besi cor, yang juga membuatnya lebih kuat dan kaku dibandingkan mesin karburator.

Dengan tingkat kompresi yang tinggi, untuk memperoleh volume ruang bakar sekecil mungkin pada mesin diesel, hanya digunakan katup susunan atas. Pada mesin dengan injeksi bahan bakar langsung (mesin diesel YaMZ), kepala tidak memiliki lekukan di atas silinder, dan ruang bakar dibentuk oleh lekukan yang sesuai di bagian bawah piston.

KE kategori: - Desain dan pengoperasian mesin