Qual è il vantaggio di Forged Internals in un motore? Pistoni, ecc.

La forgiatura è un processo in cui il metallo caldo di forma grezza viene quindi schiacciato con molta forza da stampi di forma esatta, comprimendo gravemente le molecole di metallo o lega. Ci sono tensioni interne create allinterno della struttura, che alla fine resistono a sollecitazioni di tensione e tensione avendo una riserva di “forze” controbilanciate a causa della miriade di minuscoli nodi di stress creati dalla forgia allinterno. Le matrici non sono necessarie per la forgiatura, poiché qualsiasi fabbro o fabbro crea sollecitazioni simili quando batte il metallo caldo con un martello mentre si raffredda. Tuttavia, se la parte (o la spada) viene nuovamente riscaldata, gran parte del guadagno può essere perso poiché le molecole rilassano le loro posizioni anguste.

Cè anche la tempra, che sta prendendo una parte metallica che è molto vicina un punto eutettico (cambiamento di fase) e raffreddarlo improvvisamente in un bagno dolio o acqua, forse anche gas liquefatto. Questo crea proprietà di resistenza simili, ma non dovrebbe essere considerato forgiatura poiché il guadagno è superficiale e in genere non si estende attraverso la parte. Questo di solito è seguito dalla “ricottura”, che è un processo di riscaldamento molto controllato e raffreddamento lento che allevia ALCUNE delle sollecitazioni superficiali che potrebbero portare a crepe o frantumazioni. Se la parte è di dimensioni irregolari (come una biella con estremità grande e estremità piccola) è probabile che anche il processo di tempra provochi deformazioni che devono essere rimosse, tipicamente meccanicamente mediante piegatura. Non sono a conoscenza del fatto che questo venga utilizzato molto per le parti del motore.

La maggior parte della produzione in serie di parti del motore viene eseguita con la fusione, che è diversa dalla forgiatura in quanto il metallo fuso viene “semplicemente” versato in un stampo quasi modellato e lasciato raffreddare. Le molecole della lega possono muoversi come necessario e la parte ha poco stress interno. Questo è un processo meno costoso della forgiatura, poiché gli stampi sono molto più economici da realizzare rispetto alla forgiatura stampi – così come molte altre ragioni. Le parti forgiate spesso iniziano come fusioni. Nelle applicazioni ad alta potenza e in altri casi in cui i giri / min e / o le pressioni dei cilindri (BMEP) sono molto alti, la spesa aggiuntiva dei forgiati vale la pena.

BMW, Porsche, Corvette, Ferrari, ecc. useranno forgiati dove il costo è meno preoccupante rispetto alle prestazioni e alla percezione. Un altro vantaggio fondamentale è che le parti possono essere forgiate con meno materiale per un peso inferiore , pur essendo ancora più forte di un casting mele-arance. Questo è ENORME in qualcosa come una biella (pl noi un pistone), dove la maggior parte dei guasti NON sono dovuti alla compressione da boost, ma da stress di tensione, fatica dal cambio di direzione dopo il punto morto superiore. Ogni intero assemblaggio alternativo potrebbe pesare solo pochi libbre, ma immagina lo stress se dovessi buttarlo via da te e immediatamente riportartelo indietro – 15000 volte al minuto, 250 volte al SECONDO su una litro o un moderno motore di F1. QUESTO è il motivo per cui i motori ad alta compressione, alto numero di giri, alto boost utilizzano interni forgiati … non tanto a causa della pressione, ma a causa delle forze di tensione più elevate create da fusioni di peso maggiore – forze che sono (penso di ricordare) CUBATO rispetto al numero di giri e quadrato rispetto al peso. [quel ricordo potrebbe non essere esatto] … Andare oltre nella riduzione del peso suggerisce materiali come il titanio o i compositi di carbonio metallo di nanoparticelle esotiche yadayada, che vanno ben oltre la risposta alla tua domanda o al mio portafoglio.

TUTTI questi i processi richiedono una lavorazione precisa successiva per ottenere le dimensioni esatte corrette per il montaggio dei cuscinetti e le filettature per lassemblaggio.

La metallurgia è incredibilmente interessante. 6000 anni fa gli artigiani producevano spade che ancora non sono state completamente ricreate fino ad oggi. Nonostante gli incredibili miglioramenti nella tecnologia di lavorazione delle leghe e dei metalli, sento ancora che lunica grande differenza tra larte dellalchimia e la scienza della metallurgia, è che la metallurgia funziona davvero!

Mi piacerebbe un set di Manly forgiato o aste Crower per il mio progetto Saabaru EJ205, ma $ 1000- $ 1400 sono probabilmente 4 o 5 volte il costo di parti di serie perfettamente riparabili per un veicolo di serie. Non menzionerò nemmeno il costo di un albero motore forgiato. E poi ci sono queste cose sui pistoni … [sigh]

Commenti

• Grazie per lottimo background sulla forgiatura e la spiegazione di alcuni dei vantaggi degli interni forgiati.Quando confronti il costo con lo stock, stai essenzialmente dicendo che un nuovo blocco corto da solo costerebbe $ 1800 e sostituirebbe quasi tutti i guasti catastrofici che i pistoni / bielle / manovella forgiati potrebbero differire? Ad esempio, se una canna si guasta a regimi elevati e permea il blocco.
• Non sono sicuro esattamente di cosa stai chiedendo. È probabile che un intero set alternativo forgiato (pistoni, manovella, bielle) sia superiore a $ 3500 su un boxer a 4 cilindri che ' conosco. Puoi acquistare un intero " blocco corto ", che include tutte quelle parti (fusioni) più il blocco e alcuni altri bit, OEM di fabbrica nuovo di zecca brillante, probabilmente per $ 1800. Cerano alcune versioni di Sti Subaru impreza che il 2.5L veniva fornito con aste forgiate dalla fabbrica, ma in generale, le auto di produzione ottengono parti fuse.
• Quella ' è esattamente il confronto che stavo cercando. ' sto speculando qui, ma ho la sensazione che i pistoni forgiati (per la spinta elevata) e / o le aste forgiate (per i regimi elevati) non siano ' ne vale la pena in termini di dollari per performance. Quando il motore interno fuso lancia unasta e fora il blocco, un secondo blocco + pistoni & bielle + manovella è ancora inferiore al costo iniziale del forgiato interni. Sembra che per il joe medio, i dollari potrebbero essere spesi per altre modifiche alle prestazioni, a meno che non sia altrimenti importante guidare gli alti regimi estremi + la spinta elevata.
• Sì. molto più o meno, se il tuo motore di serie è un sound design, diciamo 200 CV, puoi probabilmente far funzionare le parti fuse a 300-350 CV. Aggiungi parti forgiate e gioca nella gamma 400+ hp. Ma oggi i sintonizzatori di ' ottengono 750 CV da una Subaru 2.5 … il che impone che tutto sia perfetto ed equilibrato, e il costo astronomico di costruire una tale bestia si ripete ogni 5000-10.000 miglia,

Un po di esperienza dal mondo del turbo dodge (84-93 2,2 / 2,5 l motori turbo)

Cerano bielle fuse e forgiate. Si diceva che il cast avesse una potenza di circa 200 CV, mentre forgiato avrebbe tenuto circa 400 CV senza problemi.

Cerano pedivelle fuse e forgiate, ma non ricordo di aver mai sentito parlare di problemi di manovella.

I motori sono tutti dotati di pistoni fusi. Se sei entrato in una spinta elevata e hai avuto una detonazione, potresti facilmente rompere un anello che atterra. I pistoni forgiati potrebbero resistere a un po più di abuso.

È più probabile che le fusioni presentino difetti di fabbricazione rispetto ai forgiati o, in altre parole, ci sono più variabili di processo nella fusione. È più probabile che le fusioni abbiano grana grossa rispetto a una forgiatura ; Questo può essere risolto con un trattamento termico aggiuntivo (omogeneizzazione + normalizzazione) ma costa denaro. Alcune fusioni potrebbero richiedere il ripristino del carbonio, anche più denaro. Per decenni molte parti sono state realizzate con metallo in polvere e sinterizzato, alcune contengono un po di rame e possibilmente altra lega (non ho familiarità con questo processo). Da vecchio, ho difficoltà a capire gli alberi a camme, pistoni e bielle in polvere, ma la maggior parte dei produttori li utilizza. I forgiati non sono privi di problemi; il flusso del grano deve essere orientato correttamente rispetto allorientamento della sollecitazione. Alcune parti complesse non possono ragionevolmente essere realizzate mediante forgiatura. Quindi, dipende dal componente e dal suo costo su quale sia il migliore.