اهمیت و چالش ساخت موتورهای سنگین

15 اسفند 1401

بلوک (بدنه) اصلی‌ترین سازۀ یک موتور بوده و از آنجایی که اکثر قطعات موتور بر روی بدنه مونتاژ می‌شوند، کارکرد تمامی قطعات و مکانیزم‌های موتور به‌شدت به این قطعه وابسته می‌باشد. به‌رغم حساسیت‌ها و چالش‌های بسیار زیاد فراروی ساخت و تولید این قطعه، از آنجایی که بلوک موتور را می‌توان اسکلت اصلی این ماشین حرارتی دانست، دانش فنی کامل ساخت و تولید آن در کنار دسترسی به ابزار مورد نیاز یا زنجیرۀ تأمین مطمئن بومی از الزامات پایداری تولید برای تمامی شرکت‌هایی است که در زمینه توسعه، ساخت و تولید موتورهای رفت و برگشتی در سراسر جهان فعالیت می‌نمایند. دیگر نکتۀ حائز اهمیت در اینجا که بهتر است مورد اشاره قرار گیرد، این است که  بدنه تنها قطعه‌ای از مجموعه موتور می‌باشد که هرگز به‌صورت جداگانه از سوی تولیدکنندگان موتور به فروش نمی‌رسد. در حالی که برای تمامی موتورهای موجود در دنیا، در هر ابعاد و مقیاس توانی، تمامی قطعات دیگر به‌راحتی برای هر مصرف‌کننده‌ای قابل تأمین می‌باشد. لازم به ذکر است این قطعه جزو پنج قطعه اصلی یک موتور (5C) بوده که هر تولید کننده و طراح موتور باید به علم طراحی و تولید آن بطور کامل اشراف داشته باشد.
در اولین قدم و در فاز طراحی، آلیاژ های مهندسی شده، سطوح هندسی پیچیده، ضخامت های مختلف در نقاط مختلف، یکپارچگی قطعه، تلرانس های فوق بسته و چالش‌های بسیار زیاد ماشینکاری همگی باید در نظر گرفته شوند. قدم بعدی در فاز طراحی ساخت نمونه‌های اولیه، ثانویه و بعضا تا تولید ده‌ها نمونه برای تکمیل این فاز بوده تا بتوان مرحله تولید انبوه را با اطمینان بیشتر و صرف هزینه و زمان کمتر آغاز کرد.
جنس و آلیاژ بلوک سیلندر در اکثر موتورهای سنگین احتراق داخلی به دلیل پیچیدگی‌های تولیدی و ابعاد بسیار بزرگ، چدن در نظر گرفته می شود. چدن از نظر ساختار حالتی کامپوزیتی دارد و به‌دلیل برخی از ضعف های مکانیکی ذاتی نمی‌توان به صورت پیشفرض آن را در ساخت بدنه موتور به‌کار برد. برخی از دلائلی که سبب شده که چدن‌های معمولی به‌تنهائی پاسخگوی نیازمندی های مکانیکی و ترمومکانیکی بدنه نبوده و به‌تنهایی و به‌صورت مستقیم امکان استفاده در این قطعه را ندارند به قرار زیر است:
1- پیچیدگی‌های فرمی و هندسی
2- مدول‌های ریخته‌گری متنوع در قسمت‌های مختلف این قطعه و وجود ضخامت های مختلف در نقاط نزدیک به هم
3- شرایط کاری حاد بخصوص برای موتورهای سنگین دائم‌کار و فشار و دماهای بالا در مدت زمان طولانی
4- اهمیت عدم ایجاد خزش در دمای بالا با وجود بارهای رفت و برگشتی پربسامد در مدت زمان زیاد
5- لزوم عدم بروز نشتی دیواره‌های بسیار نازک در فضاهای گاز-هوا، آب، روغن مجاور 
...
بر این اساس تمامی تولیدکنندگان موتورهای سنگین از چدن‌های مهندسی شده با آلیاژ های اختصاصی برای بلوک موتور بهره‌ می‌برند. چرخه‌های متفاوت عملیات حرارتی بر آلیاژ‌های مهندسی‌شده را باید پایۀ اصلی طراحی و تولید این الیاژها برای کاربردهای مختلف دانست.
طراحی و ساخت قالب‌های ریخته‌گری بلوک سیلندر با عنایت به دقت‌های بالا در تولید و انجام ماهیچه‌گیری در ابعاد بسیار بزرگ دارای چالش‌ها و پیچیدگی‌های خاصی می‌باشند. در ساخت و تولید یک بلوک سیلندر از ده‌ها قالب ماهیچه گوناگون استفاده شده و فناوری قالب‌گیری و ریخته‌گری این قطعه با سایر قطعات چدنی و ریخته‌گری کاملا متمایز بوده و برای این موضوع نیازمند مجموعه‌ای مخصوص تولید این قطعه می باشد.
ماشین‌کاری بلوک سیلندر به دلیل ابعاد بزرگ، فیچرهای ماشین‌کاری مختلف در سطوح هندسی متنوع و تلرانس‌های ابعادی و هندسی بسته (ده میکرون در طول بالای 2 متر) دارای چالش‌های بسیار زیادی بوده لذا ماشین‌کاری این قطعه با استفاده از ماشین آلات مرسوم امکان‌پذیر نبوده و نیازمند استفاده از ماشین‌آلات خاص به‌همراه ابزار و فیکسچر‌های متنوع و مخصوص می‌باشد.
مجموعه فابا موتور مفتخر است با استفاده از متخصصین مجرب و بکارگیری ابزار و ماشین آلات گوناگون در حال تولید بلوک سیلندر موتورهای سنگین خود به‌صورت بومی و در داخل ایران می باشد.