エンジンの鍛造内部構造の利点は何ですか？ピストンなど

鍛造は、粗い形状の溶銑を使用するプロセスです。次に、正確な形状のダイによって非常に強制的に押しつぶされ、金属または合金の分子が激しく圧縮されます。構造内に内部張力が発生します。これは、内部に無数の小さな鍛造によって作成された応力ノードによる釣り合いのとれた「力」を確保することにより、最終的にはせん断応力と張力応力に抵抗します。鍛冶屋や刀鍛冶屋は、溶銑をハンマーで叩いて冷やすときに同様の応力を発生させるため、鍛造に金型は必要ありません。ただし、パーツ（または剣）を再度加熱すると、分子が窮屈な位置を緩和するため、ゲインの多くが失われる可能性があります。

急冷もあり、非常に近い金属パーツを使用します。共晶（相変化）ポイントであり、オイルバスまたはウォーターバス、おそらく液化ガスで突然冷却します。これにより、同様の強度特性が作成されますが、ゲインが浅く、通常は部品全体に及ばないため、鍛造と見なすべきではありません。これに通常は「焼きなまし」が続きます。これは、非常に制御された加熱および徐冷プロセスであり、亀裂や粉砕につながる可能性のある表面応力の一部を緩和します。部品のサイズが不規則な場合（大きな端と小さな端のコネクティングロッドなど）、急冷プロセスによって反りが発生する可能性があります。これは、通常は曲げによって機械的に除去する必要があります。私はこれがエンジン部品にあまり使用されていることにまったく気づいていません。

エンジン部品のほとんどの大量生産は鋳造で行われ、溶融金属が「単に」注がれるという点で鍛造とは異なります。形状に近い金型で冷却します。合金の分子は必要に応じて動き回ることができ、部品の内部応力はほとんどありません。金型は鍛造よりもはるかに安価であるため、これは鍛造よりも安価なプロセスです。金型やその他の多くの理由。鍛造部品は鋳造品として始まることがよくあります。高馬力の用途や、RPMやシリンダー圧力（BMEP）が非常に高いその他の場合、鍛造の追加費用はそれだけの価値があります。

BMW、ポルシェ、コルベット、フェラーリなどは、性能や知覚よりもコストの問題が少ない鍛造品を使用します。もう1つの重要なボーナスは、部品をより少ない材料でより軽量に鍛造できることです。 、リンゴからオレンジへの鋳造よりも強力ですが、これは接続ロッドのようなものでは巨大です（plほとんどの故障はブーストによる圧縮ではなく、上死点後の方向転換による疲労応力による疲労です。レシプロアセンブリ全体の重さはわずか数ポンドですが、それを捨ててすぐに元に戻す必要がある場合のストレスを想像してください。1分間に15000回、リッターバイクまたは最新のF1エンジンで2回目の250倍です。これが、高圧縮、高RPM、高ブーストエンジンが鍛造内部構造を使用する理由です…圧力のためではなく、より重い鋳造物によって生成されるより高い張力のために-力は（私は覚えていると思います） RPMに関しては立方体であり、重量に関しては二乗されています。 [その記憶は正確ではないかもしれません] …さらに軽量化を進めると、チタンやエキゾチックなナノ粒子炭素金属複合材料yadayadaのような材料が示唆されます。これらは、あなたの質問や私の財布に答えるにはほど遠いものです。

これらすべてプロセスでは、ベアリングの取り付け具と組み立て用のねじ山の適切な正確な寸法を達成するために、正確な機械加工のあとがきが必要です。

冶金学は非常に興味深いものです。 6000年前、職人たちは今でも完全に再現されていない刀を作っていました。合金と金属加工技術の驚異的な進歩にもかかわらず、錬金術の芸術と冶金学の科学の唯一の大きな違いは、冶金学が実際に機能することです！

鍛造されたマンリーのセットが大好きですまたは私のSaabaruEJ205プロジェクトのクローワーロッドですが、1000ドルから1400ドルは、ストック車両の完全に修理可能なストックパーツのコストの4倍または5倍になる可能性があります。鍛造クランクシャフトのコストについても言及しません。そして、これらのピストンの事柄があります… [ため息]

コメント

• 鍛造の素晴らしい背景といくつかの説明をありがとう鍛造内部の利点。コストと在庫を比較すると、基本的に、新しい在庫のショートブロックだけで1800ドルの費用がかかり、鍛造ピストン/ロッド/クランクが延期する可能性のあるほとんどすべての壊滅的な障害に取って代わると言っていますか？たとえば、ロッドが高回転で故障してブロックに浸透した場合。
• 何を求めているのか正確にはわかりません。鍛造レシプロセット全体（ピストン、クランク、ロッド）は、私が精通している4気筒ボクサーで3500ドル以上になる可能性があります。' "ショートブロック"全体を購入できます。これには、これらすべての部品（鋳造品）に加えて、ブロックとその他のビット、工場OEMが含まれます。光沢のある真新しい、おそらく1800ドル。 2.5Lには工場から鍛造ロッドが付属しているStiSubaru imprezaバージョンがいくつかありましたが、一般的に、生産車には鋳造部品が付属しています。
• その'まさに私が求めていた比較です。 'ここで推測していますが、鍛造ピストン（高ブースト用）や鍛造ロッド（高回転用）が'パフォーマンスあたりの金額という点では、それだけの価値はありません。鋳造内部エンジンがロッドを投げてブロックに穴を開けると、2番目のブロック+ピストン&ロッド+クランクは鍛造前のコストよりもまだ少なくなります内部。極端な高回転+高ブーストに乗ることが特に重要でない限り、平均的なジョーにとっては、他のパフォーマンスの変更にお金が費やされる可能性があるように感じます。
• はい。 非常に大まかに言って、ストックエンジンがサウンドデザイン、たとえば200hpの場合、キャストパーツを300〜350hpまで実行できる可能性があります。鍛造パーツを追加し、400馬力以上の範囲でプレイします。しかし、今日'のチューナーは2.5スバルから750hpを取得しています…これはすべてが完璧でバランスが取れている必要があり、そのような獣を作るための天文学的なコストは5000〜10,000ごとに繰り返されますマイル、

ターボドッジの世界からのちょっとした経験（84-93 2.2 / 2.5lターボエンジン）

鋳造および鍛造のコネクティングロッドがありました。キャストは約200hpを保持すると言われ、鍛造は問題なく約400hpを保持します。

キャストと鍛造のクランクがありましたが、クランクの問題について聞いたことはありません。

エンジンにはすべて鋳造ピストンが付属しています。高ブーストになって爆発した場合、リングの着陸を簡単に割ることができます。鍛造ピストンはもう少し乱用に耐えることができます。

鋳造品は鍛造品よりも製造上の欠陥がある可能性が高い、つまり鋳造にはプロセス変数が多い。鋳造品は鍛造品よりも粗粒である可能性が高い。 ;それは追加の熱処理（均質化+正規化）で修正できますが、費用がかかります。一部の鋳造品は炭素の修復が必要な場合があり、さらに多くの費用がかかります。何十年もの間、多くの部品が粉末金属で作られ、焼結されています。おそらく他の合金（私はそのプロセスに精通していません）。老人として、私はカムシャフトを理解するのに苦労しています、粉末製のピストンとロッドですが、ほとんどのメーカーが使用しています。鍛造品には問題がないわけではありません。粒子の流れは、応力の方向に対して正しく方向付けられる必要があります。一部の複雑な部品は、鍛造では合理的に製造できません。したがって、どちらが最適かは、コンポーネントとそのコストによって異なります。