Đúc khối xi lanh: nền tảng vững chắc của "trái tim" của động cơ

Trong một động cơ đốt trong, khối xi lanh là cấu trúc lõi mang toàn bộ hệ thống điện và được gọi là "vỏ tim của động cơ". Đúc khối xi lanh , là một trong những thành phần nguyên bản và quan trọng nhất của nó, không chỉ liên quan đến hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ của toàn bộ máy, mà còn xác định trực tiếp chi phí sản xuất và tính khả thi của xử lý tiếp theo.

1. Đúc khối xi lanh là gì?

Việc đúc khối xi lanh đề cập đến khối xi lanh chưa được xử lý được sản xuất bởi quy trình đúc, đây là một trong những thành phần cấu trúc quan trọng nhất của động cơ đốt trong. Chức năng chính của nó là hỗ trợ các bộ phận chuyển động như piston, trục khuỷu và thanh kết nối, chịu tác động của các khí nhiệt độ cao và áp suất cao được tạo ra bởi quá trình đốt cháy và duy trì độ cứng tổng thể của động cơ. Do điều kiện làm việc cực kỳ khắc nghiệt, sức mạnh, độ ổn định nhiệt, khả năng chống mài mòn và khả năng xử lý của các vật đúc khối xi lanh là cực kỳ cao.

2. Phân tích các vật liệu chính thống: Trận chiến giữa gang xám, sắt dẻo và hợp kim nhôm
Có ba loại lựa chọn vật liệu chính cho đúc khối xi lanh:

Gang màu xám (HT250, HT300, v.v.): Vật liệu truyền thống, chi phí thấp, hiệu suất đúc tuyệt vời, hiệu suất hấp thụ và xử lý sốc tốt, vẫn chiếm ưu thế trong động cơ diesel tốc độ trung bình và thấp và một số động cơ xăng.

Sắt dễ chịu: Độ bền cao hơn, độ bền kéo tốt hơn và độ bền tác động so với gang xám, phù hợp với động cơ hiệu suất cao, tải cao.

Hợp kim nhôm (như Hợp kim Al-Si): đại diện cho xu hướng nhẹ, với tính dẫn nhiệt và tính chất xử lý tuyệt vời, là vật liệu ưa thích cho động cơ xăng xe chở khách hiện đại.

Khi ngành công nghiệp ô tô phát triển theo hướng bảo tồn năng lượng, giảm phát thải và các khối xi lanh hợp kim nhôm, nhẹ đang dần thay thế gang truyền thống, nhưng trong lĩnh vực động cơ diesel hạng nặng, gang xám vẫn có những lợi thế không thể thay thế.

3. Lộ trình xử lý chính của việc đúc khối xi lanh
Các yêu cầu quy trình sản xuất của đúc khối xi lanh là cực kỳ cao, không chỉ đáp ứng sự đúc của các cấu trúc phức tạp, mà còn kiểm soát độ chính xác về chiều và tính đồng nhất của tổ chức. Lưu lượng quy trình chính như sau:

1. Thiết kế hộp đúc và lõi
Các vật liệu đúc như cát nhựa, cát đất sét hoặc cát thủy tinh nước được sử dụng, kết hợp với cấu trúc bề mặt đa bộ phận để đảm bảo đúc chính xác của các cấu trúc phức tạp như khoang bên trong và áo nước làm mát. Các bộ phận áo nước và các bộ phận kênh dầu thường yêu cầu định vị chính xác với lõi cát rỗng.

2. Teling và đổ
Thành phần của kim loại phải được kiểm soát nghiêm ngặt trong quá trình luyện kim, đặc biệt là hàm lượng của các yếu tố như C, SI, Mn, S và P. Nhiệt độ rót thường được kiểm soát trong khoảng từ 1300 đến 1400 để tránh các khuyết tật như đóng và co ngót.

3. Điều trị nhiệt và điều chỉnh tổ chức
Một số vật đúc xi lanh hiệu suất cao đòi hỏi phải bình thường hóa, ủ hoặc điều trị lão hóa để cải thiện tính chất tổ chức, khả năng chống nứt nhiệt và ổn định xử lý.

4. Làm sạch và kiểm tra
Bao gồm các khối mài, phun cát để loại bỏ quy mô oxit, phát hiện lỗ hổng (như tia X, siêu âm), phát hiện kích thước, v.v., để đảm bảo tốc độ truyền chất lượng.

4. Thiết kế tối ưu hóa cấu trúc: Nghệ thuật cân bằng sức mạnh và sự nhẹ nhàng
Các vật đúc khối xi lanh tuyệt vời không chỉ phải là "đúc", mà còn "được sử dụng tốt". Các điểm sau đây cần được tính đến trong thiết kế cấu trúc:

Bố cục hợp lý của lớp lót xi lanh và áo nước: đảm bảo hiệu quả làm mát và độ đồng đều độ dày tường.

Sắp xếp tấm sườn: Tăng cường hiệu suất địa chấn và giảm cộng hưởng.

Thiết kế tích hợp kênh/kênh nước: cải thiện việc sử dụng không gian và dễ xử lý.

Thiết kế chính xác của vị trí lỗ mặt bích và lắp đặt: đảm bảo niêm phong và khớp với đầu xi lanh, trục khuỷu và các thành phần khác.

Với sự trợ giúp của mô hình và phân tích phần mềm CAD/CAE, ngày càng có nhiều nhà sản xuất đạt được sự chuyển đổi từ "thiết kế kinh nghiệm" thành "dựa trên dữ liệu".

Vụ đúc khối xi lanh vai Nhiệm vụ cơ bản của lõi sức mạnh. Cho dù đó là sự đổi mới vật chất, tối ưu hóa quy trình hoặc nâng cấp thông minh, khả năng sản xuất cao cấp đằng sau nó là một chỉ số quan trọng của cấp ngành thiết bị của một quốc gia. Trong tương lai, với việc quảng bá chuyên sâu về sản xuất xanh và chuyển đổi kỹ thuật số, việc đúc khối xi lanh cũng sẽ đóng một vai trò không thể thay thế ở cấp độ cao hơn.