اصطلاحاتی مانند موتور بیگ بلاک و اسمال بلاک یا شورت بلاک و لانگ بلاک همگی در صنعت خودرو استفاده میشوند. تفاوت بیگ بلاک و اسمال بلاک اساساً به ابعاد فیزیکی موتور مربوط میشود، اما تفاوت شورت بلاک و لانگ بلاک به وجود یا نبود سرسیلندرها ارتباط دارد؛ در موتورهای خطی یا تک سیلندر نیز ممکن است تنها یک سرسیلندر وجود داشته باشد.
از آنجا که لانگ بلاک که یکی از انواع موتورهای بازسازیشده رایج است، سرسیلندرهای مورد نیاز را نیز به همراه دارد، ممکن است تفاوت میان بلوک موتور و سرسیلندر برای برخی افراد گیجکننده باشد. با این حال، این دو قطعه، اجزای کاملاً مجزا و مهم موتور هستند و وظایف متفاوتی بر عهده دارند.
بلوک موتور در واقع پایه و ساختار اصلی موتور را تشکیل میدهد. این قطعه یک ساختار مستحکم برای نصب موتور روی شاسی یا مجموعه نگهدارنده موتور فراهم میکند و سطحی است که سرسیلندر روی آن قرار میگیرد. قطعات متحرک و چرخشی موتور مانند میللنگ، شاتونها و پیستونها درون بلوک قرار دارند. بسته به نوع طراحی سیستم سوپاپ، میلسوپاپ نیز ممکن است در داخل بلوک موتور قرار گرفته باشد.
در موتورهایی که از سیستم میلسوپاپ بالاسری (OHC) استفاده میکنند، میلسوپاپ یا میلسوپاپها در قسمت سرسیلندر قرار دارند. صرفنظر از محل قرارگیری میلسوپاپ، در بیشتر موتورهای مدرن، سرسیلندر محل قرارگیری سوپاپهایی است که جریان هوای ورودی و گازهای خروجی را کنترل میکنند.
در نهایت، یکی از اصلیترین وظایف سرسیلندر، بستن قسمت باز محفظه احتراق است. سرسیلندر با کمک واشر سرسیلندر یک آببندی محکم ایجاد میکند تا فشار حاصل از تراکم مخلوط و احتراق درون سیلندر حفظ شود و انرژی تولیدشده در چرخه موتور هدر نرود.
انواع مختلف بلوک موتور
بلوکهای موتور در اندازهها، آرایشها و جنسهای مختلف ساخته میشوند. امروزه استفاده از آلومینیوم در ساخت بلوک موتور رواج بیشتری پیدا کرده است؛ زیرا سازندگان میتوانند از وزن پایین این فلز برای کاهش وزن کلی خودرو استفاده کنند. برای مدت طولانی، چدن یکی از گزینههای اصلی برای ساخت بلوک موتور بود؛ دلیل آن نیز استحکام مناسب و هزینه پایین این ماده بود. البته برخی موتورهای مدرن از مواد پیشرفتهتری استفاده میکنند. برای مثال، موتور دیزلی ۶.۷ لیتری پاور استروک فورد از بلوک ساختهشده از چدن گرافیت فشرده (CGI) استفاده میکند؛ مادهای که میتواند استحکام بیشتری نسبت به چدن معمولی داشته باشد، در حالی که وزن آن پایینتر است.
بلوک موتور از نظر آرایش سیلندرها نیز انواع مختلفی دارد. یکی از شناختهشدهترین آنها، موتورهای V شکل هستند که در نسخههایی مانند V2، V6 و V8 دیده میشوند. موتورهای V10، V12 و V16 نیز در همین خانواده قرار میگیرند، هرچند استفاده از آنها در خودروهای تولید انبوه بسیار محدودتر است.
موتورهای تک سیلندر نیز نباید فراموش شوند. این موتورها اگرچه در خودروهای سواری معمولاً دیده نمیشوند، اما در بسیاری از تجهیزاتی که روزمره با آنها سروکار داریم کاربرد دارند؛ از جمله تجهیزات باغبانی و چمنزنی، قایقها، ژنراتورهای قابل حمل و برخی موتورسیکلتهای کوچک. موتورهای خطی نیز در تعداد سیلندرهای مختلف، از دو تا شش سیلندر، مورد استفاده قرار میگیرند و طیف وسیعی از موتورسیکلتها، خودروها و کامیونها را به حرکت درمیآورند.
یکی دیگر از آرایشهای مهم، موتور تخت (Boxer) است که گاهی با عنوان موتور H نیز شناخته میشود. این موتورها معمولاً با تعداد زوج سیلندر ساخته میشوند و نمونههای دو، چهار و شش سیلندر دارند. موتورهای چهار و شش سیلندر تخت در خودروهای برندهایی مانند فولکسواگن و پورشه استفاده شدهاند و برخی سازندگان موتورسیکلت نیز از چنین آرایشی بهره گرفتهاند.
تفاوت بلوکهای باز و بسته
ساختار داخلی بلوکهای موتور نیز با یکدیگر متفاوت است. دو نمونه شناختهشده، طراحیهای باز و بسته هستند.
در بلوکهای باز، فضای بیشتری در اطراف سیلندرها وجود دارد تا مایع خنککننده بتواند با آزادی بیشتری در اطراف آنها گردش کند. این طراحی میتواند به مدیریت حرارت کمک کند، اما در مقابل، مواد نگهدارنده اطراف سیلندر کمتر است.
در طراحی بسته، قسمت بیشتری از اطراف سیلندر توسط ساختار بلوک پشتیبانی میشود. در نتیجه، بلوک از استحکام و صلبیت بیشتری برخوردار است، اما طراحی مسیر گردش مایع خنککننده پیچیدهتر میشود. به همین دلیل، مهندسان موتور معمولاً تلاش میکنند میان استحکام بلوک، وزن، خنککاری و هزینه تولید تعادل مناسبی ایجاد کنند.
سرسیلندر چه نسخه هایی دارد؟
تفاوتهای مربوط به سرسیلندرها شاید به اندازه تفاوتهای بلوک موتور مورد توجه قرار نگیرند؛ مگر اینکه با علاقهمندان حرفهای موتور و تیونینگ صحبت کنید. در دنیای تیونینگ، اصطلاحاتی مانند پورت و پولیش سرسیلندر بسیار رایج هستند و تغییر شکل کانالهای ورودی و خروجی یکی از روشهای بهبود جریان هوا و افزایش عملکرد موتور محسوب میشود.
برای سادهتر کردن عملکرد موتور احتراق داخلی میتوان آن را نوعی پمپ هوا در نظر گرفت. موتور هوا و در موتورهای احتراق داخلی متعارف سوخت را وارد میکند و سپس هوا و گازهای حاصل از احتراق را خارج میکند. تقریباً تمام این جریانها از مسیرهایی عبور میکنند که در سرسیلندر قرار دارند.
سرسیلندرهای مخصوص موتورهای پرفورمنس معمولاً دارای سوپاپهای ورودی و خروجی بزرگتر هستند. در بسیاری از این طراحیها، برای هر سیلندر دو سوپاپ ورودی و دو سوپاپ خروجی در نظر گرفته میشود. همچنین مسیرهای عبور هوا از سرسیلندر تا حد امکان با مانع کمتری طراحی میشوند تا جریان هوا و گازهای خروجی با مقاومت کمتری انجام شود.
محفظه احتراق نیز در سرسیلندرهای عملکردمحور معمولاً با دقت زیادی طراحی میشود و شکل و حجم آن میتواند تأثیر مستقیمی بر تراکم، نحوه احتراق و عملکرد موتور داشته باشد. در مقابل، در موتورهایی که هدف اصلی آنها سادگی، هزینه پایین و دوام است، سرسیلندر ممکن است طراحی بسیار سادهتری داشته باشد. برای مثال، در برخی موتورهای ساده مورد استفاده در تجهیزات چمنزنی، سرسیلندر وظیفه بسیار محدودی دارد و عمدتاً برای بستن و آببندی محفظه احتراق استفاده میشود.
در نتیجه، اگر بخواهیم تفاوت این دو قطعه را به سادهترین شکل بیان کنیم، بلوک موتور اسکلت و پایه اصلی موتور است و قطعاتی مانند پیستون، شاتون و میللنگ را در خود جای میدهد، در حالی که سرسیلندر قسمت بالایی موتور است که محفظه احتراق را میبندد و در بیشتر موتورهای مدرن، سوپاپها و اجزای مربوط به کنترل جریان هوا را در خود جای میدهد. این دو قطعه در کنار یکدیگر قلب مکانیکی موتور را تشکیل میدهند و آببندی دقیق میان آنها نیز برای حفظ تراکم سیلندر، جلوگیری از نشت روغن و مایع خنککننده و عملکرد صحیح موتور حیاتی است.