Hva er fordelen med Forged Internals i en motor? Stempel osv.

Smiing er en prosess der varmt metall i grov form blir deretter veldig kraftig klemt av nøyaktig form dør, og komprimerer metall- eller legeringsmolekylene alvorlig. Det er interne spenninger opprettet i strukturen, som til slutt motstår rene og spenningsspenninger ved å ha en reserve av motvektede «krefter» på grunn av det utallige bittesmå smideskapte stressnodene inni. Dyser er ikke nødvendige for smiing, da enhver smed eller sverdsmed skaper lignende påkjenninger når man slår varmt metall med en hammer når det avkjøles. Imidlertid, hvis delen (eller sverdet) varmes opp igjen, kan mye av gevinsten gå tapt når molekylene slapper av i trange posisjoner.

Det er også slukking, som tar en metalldel som er veldig nær et eutektisk (faseendrings) punkt og plutselig kjøle det ned i et olje- eller vannbad, kanskje til og med flytende gass. Dette skaper lignende styrkeegenskaper, men bør ikke betraktes som smiing, da forsterkningen er grunne og vanligvis ikke strekker seg gjennom delen. Dette etterfølges vanligvis av «annealing», som er en veldig kontrollert oppvarmings- og langsom kjøleprosess som avlaster NOE av overflatespenningene som kan føre til sprekker eller knusing. Hvis delen er uregelmessig i størrelse (som en forbindelsesstang med en stor ende og en liten ende), vil også slukkeprosessen forårsake vridning som må fjernes, vanligvis mekanisk ved å bøye. Jeg er ikke klar over at dette i det hele tatt blir brukt til motordeler.

Mesteproduksjon av motordeler gjøres med støping, noe som er ulikt smiing ved at smeltet metall «ganske enkelt» helles i en form som får nesten form og får avkjøles. Molekyler av legeringen får bevege seg slik de trenger, og delen har lite indre spenning. Dette er en billigere prosess enn smiing, siden formene er mye billigere å lage enn smiingen dør – i tillegg til mange andre grunner. Smidde deler begynner ofte som støpegods. I applikasjoner med høy hestekrefter og andre tilfeller der RPM og / eller sylindertrykk (BMEP) er veldig høye, er ekstrautgiftene til smiing vel verdt det.

BMW, Porsche, Corvette, Ferrari osv. vil bruke smiing der kostnadene er mindre bekymringsverdige mot ytelse og oppfatning. En annen grusom bonus er at deler kan smides med mindre materiale for lavere vekt , mens du fremdeles er sterkere enn en eple-til-appelsiner-støping. Dette er ENORM i noe som en forbindelsesstang (pl oss et stempel), der de fleste feil IKKE skyldes kompresjon fra boost, men fra spenningsspenninger tretthet fra å endre retning etter Top Dead Center. Hver hele frem- og tilbakegående forsamling kan bare veie noen få kilo, men tenk deg stresset hvis du måtte kaste det fra deg og umiddelbart rykke det tilbake til deg – 15000 ganger i minuttet, 250 ganger i SEKUND på en motorsykkel eller en moderne F1-motor. DETTE er grunnen til at høy komprimering, høyt turtall og høy boost motorer bruker smidde innvendige … ikke så mye på grunn av trykket, men på grunn av høyere spenningskrefter skapt av støp med høyere vekt – krefter som er (tror jeg husker) CUBED med hensyn til RPM, og squared med hensyn til vekt. [den erindringen er kanskje ikke nøyaktig] … Hvis du går lenger i vektreduksjon, antyder du materialer som titan eller eksotiske nanopartikler karbonmetallkompositter yadayada, som er langt utover å svare på spørsmålet ditt eller lommeboken min.

ALLE disse prosesser krever nøyaktig bearbeiding av etterord for å oppnå riktige nøyaktige dimensjoner for lagermontering og gjenger for montering.

Metallurgi er utrolig interessant. For 6000 år siden laget håndverkere sverd som fremdeles ikke har blitt gjenskapt helt den dag i dag. Til tross for utrolige gevinster innen legering og metallbearbeidingsteknologi, føler jeg fortsatt den eneste enorme forskjellen mellom alkymi og vitenskapen om metallurgi, er at metallurgi faktisk fungerer!

Jeg vil gjerne ha et sett med smidd Manly eller Crower-stenger for Saabaru EJ205-prosjektet mitt, men $ 1000 – $ 1400 er sannsynligvis 4 eller 5 ganger kostnadene ved fullstendig vedlikeholdbare lagerdeler til et lagerbil. Jeg nevner ikke engang kostnaden for en smidd veivaksel. Og så er det disse stempel tingene … [sukk]

Kommentarer

• Takk for den flotte bakgrunnen for smiing og forklaring av noen av de fordelene med smidde internals.Når du sammenligner kostnad med lager, sier du egentlig at en ny lagerblokk alene ville koste $ 1800 og ville erstatte nesten alle katastrofale feil som smidde stempler / stenger / sveiv kan utsette? Eksempel, hvis en stang svikter ved høyt turtall og gjennomsyrer blokken.
• Ikke sikker på nøyaktig hva du spør. Et helt smidd frem- og tilbakegående sett (stempler, veiv, stenger) vil sannsynligvis være oppover $ 3500 på en 4-sylindret bokser som jeg ' er kjent med. Du kan kjøpe en hel " kort blokk ", som inkluderer alle disse delene (støpegods) pluss blokken og noen andre biter, fabrikk-OEM skinnende helt ny, for sannsynligvis $ 1800. Det var noen få Sti Subaru impreza-versjoner som 2.5L kom med smidde stenger fra fabrikken, men generelt får produksjonsbiler støpte deler.
• At ' akkurat den sammenligningen jeg var ute etter. Jeg ' spekulerer her, men jeg får følelsen av at smidde stempler (for høy boost) og / eller smidde stenger (for høyt turtall) ikke er ' t verdt det i dollar per forestilling. Når den innvendige motoren kaster en stang og punkterer blokken, er en andre blokk + stempler & stenger + veiv fortsatt mindre enn kostnaden foran smidd innvendige. Det føles som om det for gjennomsnittlig joe kan brukes dollar på andre ytelsesendringer, med mindre det ellers er viktig å kjøre ekstreme høye rpm + høye boost.
• Ja. veldig omtrent, hvis lagermotoren din er et lyddesign, for eksempel 200 hk, kan du sannsynligvis kjøre støpte deler til 300-350 hk. Legg til smidde deler og spill i 400 + hk-serien. Men i dag får ' tunere 750 hk fra en 2.5 Subaru … som mandater alt må være perfekt og balansert, og den astronomiske kostnaden ved å bygge et slikt dyr blir gjentatt hver 5000-10 000 miles,

Litt erfaring fra turbo-dodge-verdenen (84-93 2.2 / 2.5l turbomotorer)

Det var støpte og smidde forbindelsesstenger. Cast ble sagt å holde rundt 200 hk, hvor smidd ville holde rundt 400 hk uten problemer.

Det var støpte og smidde sveiver, men jeg husker ikke å ha hørt om sveivproblemer.

Alle motorene kom med støpte stempler. Hvis du kom i høy boost og hadde detonasjon, kunne du lett knekke en ringlanding. Smidde stempler kunne tåle litt mer misbruk.

Det er mer sannsynlig at støpegods har produksjonsfeil enn smiing, eller med andre ord, det er flere prosessvariabler i støping. Det er mer sannsynlig at støpegods har grovt korn enn smiing ; Det kan løses med ekstra varmebehandling (homogenisering + normalisering), men det koster penger. Noen støpegods kan trenge karbonrestaurering, også mer penger. I flere tiår har mange deler blitt laget med pulverisert metall og sintret, noen inneholder litt kobber og muligens annen legering (jeg er ikke kjent med den prosessen). Som gammel fyr har jeg vanskelig for å forstå kamaksler, stempler og stenger laget av pulver, men de fleste produsenter bruker dem. Smiing er ikke uten problemer; kornstrømmen må orienteres riktig i forhold til stressorienteringen. Noen komplekse deler kan ikke med rimelighet lages ved smiing. Så det avhenger av komponenten og kostnaden for hvilken som er best.