Engine Block – Khối động cơ, Thân máy là gì?

Engine Block – Khối động cơ, Blốc máy, Lốc máy, Thân máy hay Thân động cơ, là một trong những bộ phận lớn nhất, nặng nhất và quan trọng nhất của động cơ đốt trong. Khối động cơ được cố định trên thân xe, thông qua các gối đỡ đàn hồi thụ động, ụ cao su hay cao cấp hơn là giảm chấn thủy lực chủ động. Khối động cơ đôi khi được gọi là khối xi lanh và nó có cùng một ý nghĩa.

Thuật ngữ “khối xi-lanh” (cylinder block) thường được sử dụng thay thế cho “khối động cơ”, mặc dù về mặt kỹ thuật, khối động cơ hiện đại (tức là nhiều xi-lanh được tích hợp với một bộ phận khác) sẽ được phân loại là khối liền khối monobloc.

Thân máy là nơi chứa và lắp đặt các cơ cấu và các hệ thống của động cơ. Thân động cơ có kết cấu phức tạp, thường được chế tạo từ nhôm hợp kim hoặc gang (bằng công nghệ đúc).

Cấu trúc khối động cơ

Cấu trúc chính của động cơ thường bao gồm xi lanh, đường dẫn chất làm mát, khoang chứa dầu, cacte và (các) đầu xi lanh. Những động cơ sản xuất đầu tiên của những năm 1880 đến 1920 thường sử dụng các bộ phận riêng biệt cho từng bộ phận này, chúng được bắt vít lại với nhau trong quá trình lắp ráp động cơ. Tuy nhiên, các động cơ hiện đại thường kết hợp nhiều yếu tố này thành một thành phần duy nhất để giảm chi phí sản xuất.

Quá trình phát triển từ các thành phần riêng biệt sang các khối động cơ nguyên khối đã diễn ra dần dần kể từ đầu thế kỷ 20. Sự tích hợp của các yếu tố đã dựa vào sự phát triển của kỹ thuật đúc và gia công. Ví dụ, một động cơ V8 chi phí thấp thực tế là không khả thi cho đến khi Ford phát triển các kỹ thuật được sử dụng để chế tạo động cơ V8 đầu phẳng của mình. Những kỹ thuật đó sau đó đã được các nhà sản xuất khác áp dụng cho động cơ của họ.

Các chức năng chính của khối động cơ

• Chứa các thành phần chuyển động của động cơ: pít-tông, thanh truyền, trục khuỷu
• Chứa một phần của mạch làm mát
• Cùng với đầu xi lanh (nắp máy) tạo thành buồng đốt
• Hỗ trợ cho một phần của mạch bôi trơn: chảo dầu, bơm dầu, lọc dầu
• Hỗ trợ các thiết bị phụ trợ: động cơ khởi động, máy nén A/C, máy phát điện, ống nạp và ống xả, v.v.

Đầu xi lanh (hay còn được gọi là nắp quy lát) được gắn trên đỉnh của khối động cơ. Nó được cố định bằng các bu lông dài xuyên qua đầu xi lanh và luồn vào khối động cơ. Giữa đầu xi-lanh và lốc máy có một miếng đệm đầu xi-lanh giúp làm kín buồng đốt và mạch làm mát.

Tùy thuộc vào động cơ, khối động cơ (khối xi lanh) có thể là một thành phần duy nhất hoặc được chia thành hai khối, khối trên và khối dưới.

Ống lót xi lanh

Ống lót xi lanh hay xi lanh là một thành phần tạo nên buồng đốt động cơ, có cấu trúc trụ trơn, dẫn hướng chuyển động cho piston, truyền nhiệt làm mát khi động cơ làm việc.

Ống lót xi lanh ướt (Wet Liner)

Ống lót xi lanh ướt là một thành phần tách rời, có thể tháo, thay thế, độc lập với khối động cơ. Được lắp ráp với khối động cơ bằng các gioăng đệm đặc biệt. Được gọi là ống lót ướt bởi vì bề mặt ngoài của nó tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát động cơ.

Ưu điểm của lớp lót ướt là khối lượng thấp hơn, giảm yêu cầu không gian và chất làm mát được làm nóng nhanh hơn từ một khởi đầu lạnh, giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu khởi động và cung cấp hệ thống sưởi cho cabin xe sớm hơn.

Ống lót xi lanh khô (Dry Liner)

Ống lót xi lanh khô được chế tạo có thể là liền khối với thân động cơ hoặc là một lớp lót riêng biệt được chèn vào khối động cơ để hình thành xi lanh. Về cơ bản thì ống lót xi lanh khô không độc lập hoặc không tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát.

Vật liệu chế tạo

Trong quá trình động cơ chạy, có ứng suất cơ học và nhiệt cao tác dụng lên khối động cơ. Khối động cơ phải chịu được lực, áp suất, rung động và nhiệt độ rất cao. Các xi lanh cần có hệ số ma sát thấp nhưng độ cứng cao. Đồng thời, khối lượng khối động cơ phải càng thấp càng tốt.

Thông thường, khối động cơ được sản xuất từ gang hợp kim. Đây là một giải pháp hiệu quả về chi phí. Các động cơ hiệu suất được làm từ hợp kim nhôm, so với các khối động cơ bằng gang có những ưu điểm sau:

• Khối lượng thấp hơn
• Tính dẫn nhiệt cao hơn
• Khả năng chống mài mòn tốt hơn
• Dễ sản xuất hơn

Nhược điểm quan trọng nhất của khối động cơ làm bằng nhôm là giá thành cao hơn.

Các dạng hình học khối động cơ

Tùy thuộc vào cấu hình xi lanh, chúng ta có thể có các dạng hình học khác nhau của khối động cơ:

• Khối động cơ thẳng đứng: tất cả các xi-lanh nằm trong một hàng (động cơ thẳng hàng)
• Khối động cơ chữ “V”: với hai hàng xi-lanh (đặt lệch nhau một góc 90° – 120°)
• Khối động cơ nằm ngang: xi-lanh đối nhau 180° (động cơ boxer)
• Khối động cơ “W” (Động cơ W16 Bugatti Veyron): hai hàng xi-lanh chữ “V” được đặt lệch một góc

EnterKnow