Химический состав и термическая обработка
Литейные алюминиевые сплавы, которые применяют для изготовления блоков цилиндров автомобилей, обычно включают сплавы 46200 и 45000 по Европейскому стандарту EN 1706 (громоздкая приставка “EN AC-“ опущена). Химические «формулы» этих сплавов имеет соответственно вид AlSi8Cu3 и AlSi6Cu4. Их американскими аналогами – более известными – являются сплавы А380.2 и А319. Эти доэвтектические алюминиево-кремниевые сплавы обычно производят из вторичного алюминия. Из них отливают автомобильные блоки цилиндров различными методами гравитационного литья.
Таблица – Химический состав и состояния
алюминиевых литейных сплавов для блоков цилиндров
Относительно высокое содержание меди позволяет этим сплавам сохранять свою прочность при повышенных температурах и, кроме того, обеспечивает им хорошую обрабатываемость резанием. Обычно для этих сплавов – 46200 и 45000 (А380.2 и А319) – применяют состояния F (литое состояние), Т4 (закалка и естественное старение) и Т5 (неполная закалка и искусственное старение). Для отливок из этих сплавов может также применяться и состояние Т6, но для многих изделий из этих сплавов достаточно стабилизирующего состояния Т5.
Почти все блоки цилиндров, которые отливают методом литья под высоким давлением, изготавливают из сплава 46000 (AlSi9Cu3(Fe)). Обычно этот сплав не требует термической обработки, кроме умеренного отпуска для снижения остаточных напряжений.
Блоки цилиндров из алюминиевых сплавов 42100 (AlSi7Mg0,3) и 42000 (AlSi7Mg) получают высокую прочность и удлинение при комнатной температуре, когда подвергаются термической обработке на состояние Т6. В этом случае необходимо внимательно контролировать остаточные напряжения, которые возникают при закалке отливки для достижения состояния Т6. Более высокое сопротивление растрескиванию этих сплавов дают им возможность противостоять термическим усталостным нагрузкам. Это происходит за счет определенного ухудшения обрабатываемости резанием и повышения стоимости из-за дополнительных расходов на термическую обработку на состояния Т6 или Т7. Выполнение требования по пониженному содержанию примесей, таких как железо, марганец, медь и никель, также требует дополнительных расходов по сравнению со вторичными сплавами, которые упоминались выше.
Блоки цилиндров из заэвтектоидных алюминиево-кремниевых сплавов (AlSi17CuMg) обычно отливают методом литья при низком давлении с последующей термической обработкой на состояние Т6. Этот сплав также более дорогой, чем стандартные литейные сплавы из вторичного алюминия.
Раздел часто задаваемых вопросов
Какие бывают типы блоков двигателя?
Блок двигателя имеет следующие основные типы:
- Оппозитный блок цилиндров двигателя
- Блок цилиндров рядного двигателя
- V-образный цилиндр двигателя
Где расположен блок цилиндров в двигателе?
Блок цилиндров — это структурная часть двигателя, которая простирается вверх от центральной линии коренного подшипника коленчатого вала до соединения с головкой блока цилиндров.
Какова функция блока цилиндров?
- Основная функция блока цилиндров заключается в размещении в нем коленчатого вала, шатуна и поршня. Эти компоненты работают внутри блока.
- Блок цилиндров обеспечивает поддержку различных компонентов, включая дополнительное оборудование (например, впускной и выпускной коллекторы, генераторы переменного тока, компрессоры кондиционера и т.д.).
- Он содержит компоненты циркуляции смазки, такие как масляный фильтр, масляный насос и масляный поддон.
- Он также играет важную роль в контуре охлаждения.
Сколько стоит замена блока цилиндров?
Стоимость замены блока цилиндров варьируется в зависимости от модели двигателя и региона проживания. Стоимость замены блока маленького двигателя варьируется от $500 до $1100. Аналогично, стоимость замены длинноблочного двигателя варьируется от $1500 до $2600.
Что вызывает повреждение блока двигателя?
Перегрев двигателя является наиболее распространенной причиной повреждения или выхода из строя блока двигателя. Когда внутренняя температура двигателя становится очень высокой, тепловое напряжение воздействует на блок цилиндров, в результате чего он трескается.
Блок также может треснуть из-за температуры замерзания. Это происходит, когда система охлаждения заполнена большим количеством воды, а антифриз недостаточен для контроля температуры воды в системе охлаждения.
Что такое подогреватель блока двигателя?
Подогреватель блока двигателя — это устройство, которое используется для подогрева жидкости (т.е. масла) и двигателя непосредственно перед запуском автомобиля.
Подогреватель блока очень полезен при экстремально низких температурах, так как он снижает риск повреждения из-за «холодного запуска» и холостого хода.
Типы блоков цилиндров
- Блок цилиндров рядного двигателя
- V-образный цилиндр двигателя
- Оппозитный блок цилиндров двигателя
1) V-образный цилиндр двигателя
Это самый известный тип блока цилиндров двигателя. Он наиболее часто используется в двигателях различных автомобилей. В этой конфигурации цилиндры двигателя располагаются в два ряда. Эти два ряда цилиндров расположены таким образом, что образуют V-образную форму. Поэтому такой тип двигателя известен как V-образный двигатель.
Два ряда цилиндров расположены под определенным углом друг к другу. Этот угол должен быть очень маленьким (т.е. от 15° до 20°). Если этот угол больше, то балансировка двигателя будет очень сложной. V-образный двигатель трудно балансировать с противовесами на коленчатых валах.
Коленчатый вал содержит только два кривошипа, и шатуны двух противоположных рядов цилиндров соединяются с одним и тем же шатуном. Один шатун соединяется с двумя шатунами. V-образные двигатели имеют различные типы блоков цилиндров, такие как V4, V8 и V16.
2) Цилиндр рядного двигателя
Цилиндры рядного двигателя расположены в одну линию. Автомобили с рядными двигателями работают очень плавно. Поэтому они используются в основном в тех случаях, когда требуется высокая скорость.
Автомобили с таким типом блока цилиндров работают плавно. Рядные двигатели используются для легковых автомобилей.
3) Цилиндр боксового двигателя или цилиндр оппозитного двигателя
Боксовый двигатель — это V-образный двигатель с плоским прессом. Блок цилиндров этого двигателя имеет два ряда цилиндров. Каждый ряд содержит два цилиндра. Цилиндры этих двух рядов расположены напротив друг друга.
Боксовый двигатель также называют «блинным». Для его работы требуется очень мало места в головке блока, что делает компактным отсек двигателя.
Двигатели Volkswagen содержат этот тип расположения четырех цилиндров. Это двигатель с воздушным охлаждением. Он устанавливается на заднюю часть автомобиля. Этот тип блока цилиндров также используется в современных двигателях Porsche и Subaru.
Каковы проблемы блока цилиндров?
- Внешняя утечка охлаждающей жидкости двигателя: В большинстве случаев этот тип утечки возникает из-за ослабления шлангов, сердечников печки, радиаторов или водяных насосов. Она также может возникнуть из-за трещин в блоке двигателя.
- Пористый блок двигателя: Отказ блока цилиндров этого типа обычно происходит из-за попадания загрязняющих веществ в металл. Он также может появиться в процессе производства. Избежать этой проблемы невозможно, поскольку она является причиной возникновения блока цилиндров.
- Износ цилиндра/трещина цилиндра : После длительной эксплуатации внутри цилиндра начинают появляться проблемы с износом. Эти проблемы могут повредить обработанные гладкие стенки и повлиять на уплотнение поршневого кольца. Вы можете остановить эту проблему, увеличив размер отверстия.
