Fundição do bloco de cilindros: a base sólida do "coração" do motor

Em um motor de combustão interna, o bloco de cilindros é a estrutura do núcleo que carrega todo o sistema de energia e é conhecida como "concha do coração do motor". Fundição do bloco de cilindros , como um de seus componentes mais originais e críticos, não está apenas relacionado ao desempenho, confiabilidade e vida de toda a máquina, mas também determina diretamente o custo de fabricação e a viabilidade do processamento subsequente.

1. O que é fundição do bloco de cilindros?

A fundição do bloco de cilindros refere -se ao bloco de cilindro não processado em branco fabricado pelo processo de fundição, que é um dos componentes estruturais mais importantes do mecanismo de combustão interna. Sua principal função é suportar peças móveis, como pistões, eixos de manivela e bielas, suportar o impacto de gases de alta temperatura e alta pressão gerados pela combustão e manter a rigidez geral do motor. Devido a condições de trabalho extremamente duras, a força, a estabilidade térmica, a resistência ao desgaste e a processabilidade das peças fundidas dos blocos de cilindros são extremamente altas.

2. Análise dos principais materiais: a batalha entre ferro fundido cinza, ferro dúctil e liga de alumínio
Existem três tipos principais de seleção de materiais para peças fundidas de blocos de cilindros:

Ferro fundido cinza (HT250, HT300, etc.): Materiais tradicionais, baixo custo, excelente desempenho de fundição, boa absorção de choque e desempenho de processamento, ainda dominante em motores a diesel de média e baixa velocidade e alguns motores a gasolina.

Ferro dúctil: maior resistência, melhor resistência à tração e resistência ao impacto do que o ferro fundido cinza, adequado para motores de alta carga e alto desempenho.

Liga de alumínio (como alia al-Si): Representante da tendência leve, com excelente condutividade térmica e propriedades de processamento, é o material preferido para os modernos motores a gasolina de carros de passageiros.

À medida que a indústria automobilística se desenvolve para a conservação de energia, redução de emissões e blocos de cilindro de liga de alumínio leves, substituindo gradualmente o ferro fundido tradicional, mas no campo de motores a diesel pesados, o ferro fundido cinza ainda tem vantagens insubstituíveis.

3. Rota do processo convencional de fundição de blocos de cilindros
Os requisitos do processo de fabricação da fundição do bloco de cilindros são extremamente altos, que devem não apenas atender à moldagem de estruturas complexas, mas também à precisão dimensional e à uniformidade organizacional. O principal fluxo do processo é o seguinte:

1. Design de moldagem e caixa de núcleo
São utilizados materiais de moldagem, como areia de resina, areia de argila ou areia de vidro de água, combinada com uma estrutura de superfície de várias partes para garantir a moldagem de precisão de estruturas complexas, como a cavidade interna e a jaqueta de água de resfriamento. A jaqueta aquática e as peças do canal de óleo geralmente requerem posicionamento preciso com núcleos de areia oca.

2. Derretendo e derramando
A composição dos metais deve ser estritamente controlada durante a fundição, especialmente o conteúdo de elementos como C, Si, Mn, S e P. A temperatura de vazamento é geralmente controlada entre 1300 e 1400 ℃ para evitar defeitos de fundição, como fechado a frio e encolhimento.

3. Tratamento térmico e regulamentação organizacional
Algumas peças fundidas de cilindro de alto desempenho requerem tratamento normalizando, recozimento ou envelhecimento para melhorar as propriedades organizacionais, resistência ao calor e estabilidade do processamento.

4. Limpeza e inspeção
Incluindo rebarbas de moagem, jateamento de areia para remover a escala de óxido, detecção de falhas (como raio-x, ultrassônico), detecção de tamanho etc., para garantir a taxa de passagem de qualidade das peças fundidas.

4. Projeto de otimização estrutural: a arte de equilibrar força e leveza
Excelentes peças fundidas do bloco de cilindros não devem apenas ser "fundidas", mas também "bem usadas". Os seguintes pontos precisam ser levados em consideração no projeto estrutural:

Layout razoável do revestimento do cilindro e jaqueta de água: verifique se a eficiência de resfriamento e a uniformidade da espessura da parede.

Arranjo da placa da torácica: aumente o desempenho sísmico e reduza a ressonância.

Projeto integrado do canal de óleo/canal de água: melhore a utilização do espaço e a facilidade de processamento.

Projeto de precisão da posição do flange e do orifício de montagem: verifique se a vedação e a combinação com a cabeça do cilindro, o cárter e outros componentes.

Com a ajuda da modelagem e análise de software CAD/CAE, mais e mais fabricantes alcançaram a transformação do "Design de experiência" para "orientado a dados".

Castões de blocos de cilindro omitem a missão básica do núcleo de poder. Seja inovação material, otimização de processos ou atualização inteligente, as capacidades de fabricação sofisticadas por trás dela são um indicador importante do nível da indústria de equipamentos de um país. No futuro, com a profunda promoção de fabricação verde e transformação digital, as peças fundidas do bloco de cilindros também desempenharão um papel insubstituível em um nível superior.