¿De qué material está hecho el cilindro del motor de un vehículo blindado?
Bloque de cilindros, camisa de cilindro. Un cilindro es una cavidad cilíndrica que guía el movimiento de un pistón. El bloque de cilindros en un sentido estricto se refiere a la carcasa que envuelve el cilindro. Sin embargo, la mayoría de los motores de automóviles actuales están refrigerados por agua. Para que sea más compacto, el cárter inferior y el bloque de cilindros a menudo se funden juntos para formar un grupo bloque-cárter, a menudo llamado bloque de cilindros, refiriéndose en términos generales a un bloque de cilindros.
El bloque de cilindros es la pieza básica para ensamblar el motor. Todas las partes del motor están instaladas en el bloque de cilindros, lo que mantiene la relación posicional precisa entre las partes móviles. Cuando el bloque de cilindros está funcionando, la superficie de trabajo está en contacto con gas a alta temperatura y alta presión, y el pistón realiza un movimiento alternativo de alta velocidad en él. Al mismo tiempo, también soporta diversas fuerzas de impacto generadas por la presión del gas, la fuerza inercial alternativa, la fuerza centrífuga alternativa, la fricción y la masa del propio motor. También soporta grandes cambios de temperatura y cargas mecánicas y térmicas. Por lo tanto, se requiere que el bloque de cilindros tenga suficiente rigidez y resistencia, buena resistencia al calor y conductividad térmica, así como buena resistencia a la corrosión y al desgaste. Por supuesto, cuanto menor sea la masa, mejor. Cuanto mayor sea la relación potencia-peso, más compacto será el motor.
En la superficie, el bloque de cilindros es un bloque de hierro (o bloque de aluminio) con varios agujeros grandes. De hecho, su estructura interna es sumamente compleja. Dentro del cilindro hay canales de agua y aceite entrecruzados, varios orificios para asientos, tabiques, etc. , y forman una gran cantidad de cavidades para almacenar refrigerante y aceite. Para lubricar cojinetes como cigüeñales y árboles de levas, y para disipar el calor de la inyección de aceite del pistón, estas piezas tienen canales de distribución de aceite y boquillas de aceite para guiar el flujo de aceite y garantizar la circulación normal del sistema de lubricación del motor. Además, hay canales de agua, varios cuerpos de válvulas y orificios de proceso para guiar la dirección del flujo de agua. Si miras el bloque de cilindros desde el centro, encontrarás que su interior es tan complejo como un palacio subterráneo.
Una estructura tan compleja, con suficiente rigidez y resistencia, debe fabricarse mediante un proceso de fundición de metal. Los bloques de cilindros ordinarios generalmente están fundidos con hierro fundido gris; para aumentar la resistencia y la resistencia al desgaste del bloque de cilindros, se pueden agregar elementos como níquel, molibdeno, cromo y fósforo al hierro fundido para formar una aleación de alta calidad. hierro; algunos motores diésel de alta resistencia utilizan hierro fundido de grafito dúctil de mayor resistencia o hierro de grafito compactado. La mayoría de los motores de gasolina que se utilizan hoy en día en los turismos están fabricados con aleaciones de aluminio. También hay algunos motores fabricados con aleaciones de aluminio y magnesio, pero la resistencia de las aleaciones de aluminio y magnesio es ligeramente menor y temen al agua, por lo que el bloque de cilindros no puede estar en contacto directo con el agua, por lo que su aplicación es muy limitada.
En realidad lo que más discutimos es cuál es mejor, el motor de aleación de aluminio o el motor de fundición. Aunque solo sea en términos de propiedades mecánicas, los motores de hierro fundido serán mejores, con mayor resistencia mecánica, mejor resistencia al calor, pueden soportar mayores cargas mecánicas y térmicas y los motores de aleación de aluminio tienen mayor resistencia al desgaste y a la corrosión. Las ventajas son más ligeras; Peso y mejor disipación del calor, pero no tan bueno como el hierro fundido en otros aspectos. Teniendo en cuenta todos los factores, los motores de hierro fundido son ligeramente mejores.
Entonces, ¿por qué la mayoría de los turismos utilizan ahora motores de aleación de aluminio?
Como todos sabemos, la mayoría de los turismos actuales adoptan una estructura de motor transversal y tracción delantera, con el motor instalado delante del eje delantero. Este tipo de construcción es muy sensible al peso en la parte delantera. Si la parte delantera del coche es demasiado pesada, tendrá un grave impacto en el manejo del coche. Lo más común es el subviraje y los empujones fuertes al tomar curvas a alta velocidad. Reducir el peso del motor puede reducir el peso de la parte delantera del automóvil, reducir la tendencia a empujar la parte delantera y mejorar el manejo del automóvil. El uso de motores de aleación de aluminio puede reducir eficazmente el peso del motor. Para los motores de pequeña cilindrada utilizados en automóviles familiares comunes, los motores de aleación de aluminio son entre 10 y 20 kg más livianos que los motores de hierro fundido, lo que ya representa un gran logro de reducción de peso para los automóviles familiares comunes. Si se trata de un motor multicilíndrico de gran cilindrada utilizado en coches de lujo, el efecto de reducción de peso de la aleación de aluminio es más evidente, por lo que casi todos los motores de los coches de lujo están hechos de aleación de aluminio.
Además, el coste de los motores de aleación de aluminio es menor que el de los motores de hierro fundido.
Sí, has leído bien, y Lao Hou también. Para las empresas de automóviles, el coste de los motores de aleación de aluminio es efectivamente menor que el de los motores de hierro fundido.
Algunas personas dicen ¿cómo es esto posible? La aleación de aluminio es mucho más cara que el hierro fundido, pero el coste de fabricación del bloque de cilindros es muy bajo. Esto se debe principalmente a que: los costos de materiales solo representan una pequeña parte del costo del motor, y otros costos, como los costos de diseño y los costos de procesamiento, son la mayor parte.
Los motores de aleación de aluminio se utilizaron por primera vez en automóviles de lujo y luego en automóviles familiares comunes.
En el proceso de descentralización de esta tecnología, sus costos de desarrollo y diseño ya se han asignado a los automóviles de lujo, y cuando se aplica a los automóviles familiares, los costos de diseño son casi insignificantes. En términos de costos de procesamiento, las aleaciones de aluminio tienen un mejor rendimiento de fundición, pueden fundir formas más complejas, pueden reducir los pasos de posprocesamiento y reducir los costos de procesamiento. Además, las aleaciones de aluminio tienen un punto de fusión bajo, un bajo consumo de energía durante la fundición y el bajo consumo de energía durante la fundición; La tasa de rendimiento de las piezas fundidas es mucho mayor que la del hierro fundido. Tiene menos defectos de fundición. De esta manera, el coste de uso del bloque de cilindros de aleación de aluminio no es mayor que el del bloque de cilindros de hierro fundido, e incluso puede ser menor debido a su gran uso. Las empresas de automóviles afirman que los motores de aleación de aluminio cuestan más, pero esto es sólo un truco para que los consumidores gasten más.
Aquí hay un caso especial, es decir, el motor EA888 de Volkswagen siempre ha utilizado un bloque de cilindros de hierro fundido. Esto se debe principalmente a que este motor se ha ajustado a diferentes versiones de alta y baja potencia, y todavía hay mucho espacio para modificaciones y actualizaciones posteriores. Se ha utilizado en algunos automóviles de alto rendimiento o modificados, y el uso de bloques de cilindros de hierro fundido puede cumplir con los requisitos de resistencia. Además, los motores de los modelos Audi están dispuestos verticalmente y no son muy sensibles al peso. El uso de hierro fundido tiene poco impacto en el manejo, por lo que Volkswagen insiste en utilizar este bloque de cilindros de hierro fundido. De hecho, esto también es una forma de compartir costos. Si los motores de aleación de aluminio se desarrollan por separado, los coches de Volkswagen serán más caros.
Se cavó un agujero en la parte delantera, diciendo que el bloque de cilindros es el componente básico del conjunto del motor y se utiliza para mantener la relación posicional precisa entre las piezas móviles. ¿Qué importancia tiene esta base? Es posible que muchas personas no lo comprendan muy profundamente. Dígalo brevemente.
Como todos sabemos, el motor es muy preciso. Esta precisión se refleja principalmente en la pequeña holgura de montaje de cada pieza y la relación de movimiento precisa entre cada pieza. Estas piezas se instalan en el bloque de cilindros. Solo cuando la posición de instalación es precisa la relación de movimiento puede ser precisa. Por lo tanto, la precisión del tamaño geométrico del bloque de cilindros determina directamente la precisión del motor.
El bloque de cilindros es una pieza mecanizada. Durante el proceso de procesamiento, inevitablemente habrá errores dimensionales, como planitud, paralelismo, coaxialidad, perpendicularidad, redondez, etc. Cuanto menores sean estas tolerancias mecánicas, más preciso será el motor. Por ejemplo, la planitud, cuanto mayor sea la planitud, mejor será el rendimiento del sellado. Una planitud excesiva provocará un sellado deficiente, fugas de aceite, fugas de agua, fugas de aire, etc. Una verticalidad excesiva entre el eje del cilindro y el eje del cigüeñal provocará una excentricidad del cilindro y un desgaste anormal del pistón; la coaxialidad excesiva del cigüeñal y el árbol de levas provocará golpes del eje, aumentará la vibración y el desgaste, acortará la vida útil del motor, etc. Por lo tanto, la precisión dimensional geométrica del bloque de cilindros es muy importante.
Entonces, ¿cómo se garantiza esta precisión? Por un lado, es la tecnología de fabricación y la precisión de los moldes y moldes de arena durante la fundición; por otro lado, es la tecnología de mecanizado posterior, como el procesamiento de máquinas herramienta y la tecnología de medición. Todo esto pone a prueba el nivel de la industria básica de un país y requiere acumulación industrial, que no puede lograrse de la noche a la mañana. La gente se pregunta a menudo por qué nuestro país no puede fabricar motores excelentes desde que se ha hecho pública la tecnología de los motores de los automóviles. De hecho, la brecha no está en el diseño, sino en estar estancados en estas industrias básicas. El ejemplo más simple es que la precisión de las máquinas herramienta de otras personas puede alcanzar los 0,01 mm, pero la suya solo puede alcanzar los 0,05 mm. ¡Incluso si copia el mejor motor, no podrá hacerlo! También hay materiales, tratamientos térmicos, etc. , que además es imposible de imitar. Por lo tanto, a la industria automotriz china todavía le queda un largo camino por recorrer.
En nuestro uso diario, el bloque de cilindros que se daña más fácilmente es la deformación por alta temperatura. Dado que la resistencia del bloque de cilindros de aleación de aluminio no es tan alta como la del bloque de cilindros de hierro fundido y su resistencia al calor no es buena, si el motor de aleación de aluminio no hierve, el bloque de cilindros y la culata se deformarán. y es propenso a fugas de aceite, fugas de agua, juntas de cilindro y otras fallas en el futuro y es muy difícil de resolver. Los motores de hierro fundido son relativamente mejores, lo cual es una de las pruebas de que los motores de hierro fundido son más duraderos. Además, el uso prolongado del motor provocará la deformación del cilindro debido a diversas vibraciones y fuerzas, lo que dará como resultado dimensiones del cilindro que están fuera de tolerancia, destruyendo las relaciones de coordinación y movimiento entre varios componentes y acortando la vida útil del motor. La vida útil de muchos motores después de una revisión es mucho menor que la del motor original, lo que se debe a la deformación de estas piezas básicas.
Además, es importante sustituir periódicamente el anticongelante del motor de aleación de aluminio. La aleación de aluminio no es muy resistente a la corrosión. El anticongelante contiene un conservante que puede reducir la corrosión de la aleación de aluminio por el agua. Si se agota el inhibidor de corrosión, el bloque de cilindros se corroerá, lo que puede causar fugas internas de agua y reducir la resistencia del bloque de cilindros. No crea en el mito de que nunca es necesario cambiar el anticongelante. Si es un motor de hierro fundido, tiene mejor resistencia a la corrosión y el intervalo de reemplazo del anticongelante puede ser más largo.