El bloc motor: què és, de què està fet, parts, tipus, fabricació

El bloc motor és la part més important del nostre cotxe. Conèixer-ho ens ajudarà a saber què s'amaga sota el capó ia entendre el funcionament del nostre vehicle. La seva construcció requereix un gran treball d'enginyeria per al seu funcionament òptim.

Què és el bloc dun motor

El bloc motor es la peça més important del motor. És l'estructura sobre la qual se situen la resta d'elements, com poden ser la culata a la part de dalt, els pistons a l'interior i la bancada (si en té) a la part inferior.

Com pots veure a la imatge principal, es tracta de una sola peça amb totes les cavitats necessàries per al muntatge: cilindres, conductes de refrigerant i oli, buits per a cargols i juntes, etc. Per fer un bloc tan complex d´una sola peça, es fabrica a partir d´un motlle de sorra.

Com es fabrica un bloc motor

Per fer aquest motlle a la fàbrica es barreja sorra de zirconi, cua i un enduridor. S'usa aquesta sorra perquè té un punt de fusió molt elevat (prop dels 2.500ºC). Els passos principals per a la fabricació d'un bloc motor són:

• Aquesta barreja de sorra es fica als motlles mestre per donar-li la forma desitjada i se li injecta un gas que solidifica la barreja. Després es munten els diferents motlles resultants, enganxant les parts amb una cua especial que suporta la calor extrema. D'aquesta manera, s'aconsegueix un motlle complet al qual se li injecta el metall fos.

• Aquest metall s'obté a partir de lingots que es fiquen en un forn de fosa. En el cas de l'alumini s'escalfa fins a 800ºC per liquar-lo. Com es dilata en aquest estat, cal utilitzar més metall per compensar la contracció que es produeix quan se solidifica.
• Després, s'injecta al motlle des de baix, per evitar que es contamini amb òxid d'alumini. Una substància que es crea quan l'alumini fos entra en contacte amb l'aire. Si es fes des de dalt, la pròpia acció de l'abocament generaria l'òxid pel contacte més gran amb l'aire.
• El següent pas és deixar-ho reposar sis hores en un forn tèrmic de recuperació. Així es descompon la cua perquè la sorra es desprengui. A més, aquesta calor extra durant diverses hores reforça el metall.
• Després d'això, es col·loca el bloc cap per avall i es sacseja perquè caigui la sorra solta. Així, el bloc d'alumini queda exposat i només requereix uns contes retocs:
  • El primer, és tallar l'extra de metall que es va ficar al motlle per compensar el 7% de contracció que es produeix amb la solidificació de l'alumini.
  • El segon, polir les superfícies amb una altíssima precisió, per donar-los l'acabat adequat per utilitzar-los.
• Finalment, com a la majoria de les peces d'un cotxe, se li passa una inspecció per comprovar que tot està en perfectes condicions.

De què està fet el bloc del motor

Habitualment, el bloc motor sol estar fabricat de fosa o alumini. Amb el primer es té més resistència en igualtat de volum i amb el segon s'estalvia pes i es millora la refrigeració.

Tot i que no és així en tots els motors, la tendència general és passar-se a l'alumini, per diversos motius. Per exemple, els millors dissenys i la millor qualitat de construcció permeten que els blocs motor d'alumini tinguin resistències molt altes. També, que les bondats d'aquest material són molt desitjables per a la reducció d'emissions imperant actualment (reducció de pes).

Pel que fa a la conductivitat. Els blocs dalumini tenen una menor inèrcia tèrmica. El que implica que triguen menys a escalfar-se i menys a refredar-se. El que sumat a un bon disseny del sistema de refrigeració i del bloc permet arribar a la seva temperatura de servei abans a tot el motor i dissipar la calor de forma més eficaç quan és necessari.

Un exemple de tot el contrari són alguns motors EcoBoost de Ford. En conservar els blocs de fosa que triga més a escalfar-se, necessiten uns conductes secundaris per al refrigerant. Així poden repartir la calor per tot el bloc de manera homogènia des del principi i evitar les diferències de temperatura nocives.

A això cal sumar que un motor més lleuger fet d'alumini, facilita aconseguir un millor equilibri de pesos entre l'eix davanter i el darrere. Això pot suposar una millora en les qualitats dinàmiques del vehicle.

Parts del bloc del motor

Tot i així s'indica en algunes pàgines web, no formen part del bloc motor peces com la junta de culata, els pistons, els anells, bulons o bieles. Tot això són parts del motor, però no del bloc motor en si. Una forma correcta de dividir parts importants del bloc motor són les diferents cavitats:

cilindres

A l'interior de l' bloc motor ens trobem els cilindres. És on van ubicats els pistons que generen el moviment del motor amb les explosions.

Aquests poden anar despullats, és a dir, directament amb les parets del bloc a l'aire, o coberts per unes camises. Que no són altra cosa que uns tubs que recobreixen els cilindres per evitar el seu desgast pel frec amb els segments dels pistons. Cosa que no és gaire freqüent en els motors de turismes convencionals.

Article relacionat:

Camises humides, seques i directes: diferències i instal·lació al motor

La mida dels cilindres varia segons la carrera i mida del pistó. D'altra banda, l'espessor de les parets que formen els cilindres depèn de la pressió de treball a què és sotmès el motor. Tenint això en compte, podem dir que tots els motors dièsel tenen unes parets de cilindre més gruixudes i/o resistents, ja que treballen a una pressió superior que als motors de gasolina

Canals de refrigeració

Al voltant dels cilindres, es troben tots els canals de refrigeració per on circula el anticongelant. El seu disseny ha de ser molt precís per poder dissipar la calor per contacte amb el líquid, sense que es perdi gaire resistència de les parets.

A més, com hem dit abans, l'extracció de calor ha de mantenir unes temperatures suficientment parelles entre els diferents punts del motor. Si no, la diferència de dilatació podria causar problemes.

Galeries de l'oli

Són altres conductes per on passarà l'oli que es requereixi a cada part del motor. Sense ells, no es lubricarien les parts mòbils i el motor quedaria inservible en poc temps.

El seu disseny és molt important, per mantenir la pressió de l'oli correcta a tot el recorregut. Així el flux arribarà a la quantitat adequada a cada part.

Acoblaments

Són les superfícies dissenyades per acoblar altres parts del motor. Per exemple: l'acoblament de la bomba d'aigua, acoblament del distribuïdor, acoblament de la bomba de benzina, del suport del filtre d'oli… i d'altres, si així ho requereix el disseny del motor.

Com veus, tots són òrgans molt importants per al funcionament del motor, que han d'anar correctament ancorats al bloc. Van cargolats i segellats mitjançant juntes que suporten les altes temperatures. Com és el cas de la junta de la culata, que és la que pateix més si s'escalfa el cotxe en excés.

Rodament de cigonyal

És a la part inferior i és on s'ubica el cigonyal. És a dir, l'encarregat de convertir el moviment lineal dels pistons al moviment rotatiu necessari per desplaçar el vehicle.

El rodament és la mitja lluna que abraça el cigonyal per dalt i el coixinet la mitja lluna que l'envolta per baix i que va cargolat al bloc. Aquesta part és només trobada en els blocs motor tancats. A l'apartat de Tipus de bloc te'n parlem (més avall).

Altres cavitats

Depenent del disseny del motor, el bloc haurà de portar unes o altres cavitats. Per exemple, les cavitats dels empenyedors de les vàlvules.

Article relacionat:

El Rol de les vàlvules del motor

Tipus de bloc motor

Oberts o Tancats

• Un bloc obert és el que no inclou cap suport per al cigonyal. Pel que aquest es col·loca a la bancada del motor o directament al càrter, segons estigui dissenyat.
• Un bloc tancat és el que sí que inclou un suport per al cigonyal, de manera que té una part en mitja lluna per baix per recollir-lo (rodament) i després uns coixinets cargolats per fixar-ho al bloc.

Segons la disposició dels cilindres

La forma del bloc, així com la seva estructura, depèn bàsicament del tipus constructiu que tingui el motor, segons els tipus de motors. Per això, aquesta categorització és la mateixa que s'aplica als motors de combustió:

• en línia: els cilindres estan col·locats un darrere l'altre de forma vertical.
• A V: els cilindres estan col·locats en diagonal i en parelles. D'aquesta manera dues bieles van acoblades al mateix canell del cigonyal. Una variant són els blocs VR, que tenen un V, però molt tancada.
• A W: que és com dos motors a V junts en un mateix bloc.
• boxejador: bloc motor amb els cilindres en horitzontal i enfrontats.

Open Deck o Closed Deck

Aquesta diferenciació fa referència a la disposició dels conductes de refrigeració. Open Deck vol dir que els cilindres estan envoltats pels canals de refrigeració. Per tant, la dissipació de la calor és més senzilla.

En el cas dels blocs tipus Closed Deck, aquests conductes no envolten els cilindres, de manera que són més resistents a la pressió, però la seva refrigeració és més complicada. També hi ha Semi Open Deck o Semi Closed Deck, que són una combinació de tots dos tipus. Per tant, els que els canals de refrigeració envolten parcialment els cilindres.

Elements que s'acoblen al bloc motor

culata

La culata, situada normalment sobre el bloc motor, és el component de més complexitat a lhora del disseny dun motor. A més, és la peça que més fragilitat presenta ja que ha de suportar grans esforços i temperatures molt altes a la cambra de combustió. A l'interior de la culata se situen les vàlvules i els arbres de lleves, entre d'altres elements.

El material utilitzat per a la fabricació d'una culata és molt similar al del bloc motor. Per al disseny de la cambra de combustió situada a la culata, es té en compte la relació de compressió a què treballarà el motor, així com la disposició de les vàlvules.

Entre la culata i el bloc motor se situa la junta de culata. La missió d'aquesta junta és proporcionar estanquitat i hermeticitat. Gràcies a la junta de culata també es poden evitar fugues d'anticongelant o oli, dels corresponents canals de greixatge.

Bancada o Carter

Segons el disseny del motor, és possible que el bloc en porti una bancada acoblada a sota, que és on reposaria el cigonyal (bloc obert + bancada). si no, portarà acoblat directament un càrter, que és on es troba l'oli i d'on es treu per lubricar la resta del motor.

Altres òrgans del motor

De nou, depenent del disseny del motor, el bloc tindrà acoblades diferents peces per al seu funcionament correcte. Poden ser molts, però els més habituals són la bomba d'aigua, bomba de benzina d'alta pressió, el suport del filtre d'oli, Etc

Imatges – nzhamstarS, Paul Schultz, OK Foundry Company, Inc., Colin, Ramsay Thomson, Eric Kilby, DieselDemon