Care este avantajul internelor forjate într-un motor? Pistoane, etc

Forjarea este un proces în care metalul fierbinte de formă brută este apoi foarte strâns cu forța prin matrițe de formă exactă, comprimând sever moleculele de metal sau aliaj. Există tensiuni interne create în cadrul structurii, care rezistă în cele din urmă la stresul pur și tensiune, având o rezervă de „forțe” contrabalansate, datorită multitudinii de mici noduri de stres create de forjă în interior. Matrițele nu sunt necesare pentru forjare, deoarece orice fierar sau săbier creează tensiuni similare atunci când bate metalul fierbinte cu un ciocan pe măsură ce se răcește. Cu toate acestea, dacă partea (sau sabia) este reîncălzită, o mare parte din câștig se poate pierde pe măsură ce moleculele își relaxează pozițiile înghesuite.

Există și stingere, care ia o parte metalică care este foarte aproape un punct eutectic (schimbare de fază) și răcirea bruscă într-o baie de ulei sau apă, poate chiar gaz lichefiat. Acest lucru creează proprietăți de rezistență similare, dar nu trebuie considerat forjare, deoarece câștigul este superficial și de obicei nu se extinde prin piesă. Acest lucru este de obicei urmat de „recoacere”, care este un proces foarte controlat de încălzire și răcire lentă care ameliorează UNELE din tensiunile suprafeței care ar putea duce la fisuri sau spargeri. Dacă piesa are dimensiuni neregulate (cum ar fi o bielă cu capăt mare și capăt mic), procesul de stingere poate provoca deformarea care trebuie îndepărtată, de obicei mecanic prin îndoire. Nu sunt conștient de faptul că acest lucru este folosit deloc pentru piesele motorului.

Cea mai mare parte a producției în masă a pieselor motorului se face cu turnare, ceea ce este diferit de forjarea în care metalul topit este „pur și simplu” turnat într-un mucegaiul aproape de formă și lăsat să se răcească. Moleculele din aliaj sunt lăsate să se deplaseze după cum au nevoie, iar piesa are puțin stres intern. Acesta este un proces mai puțin costisitor decât forjarea, deoarece matrițele sunt mult mai ieftine de fabricat decât forjarea matrițe – precum și multe alte motive. Piesele forjate încep adesea ca piese turnate. În aplicații de mare putere și în alte cazuri în care presiunea RPM și / sau a cilindrilor (BMEP) sunt foarte mari, cheltuiala adăugată a forjelor merită.

BMW, Porsche, Corvette, Ferrari etc. vor folosi forjări în cazul în care costul este mai puțin îngrijorător față de performanță și percepție. Un alt bonus crucial este că piesele pot fi forjate cu mai puțin material pentru o greutate mai mică , în timp ce este încă mai puternic decât turnarea mere-la-portocale. Acest lucru este UMER în ceva ca o bielă (pl un piston), în care majoritatea defecțiunilor NU sunt cauzate de compresia de la boost, ci de tensiunea stresează oboseala de la schimbarea direcției după Top Dead Center. Fiecare ansamblu alternativ poate cântări doar câteva kilograme, dar imaginați-vă stresul dacă ar trebui să aruncați acest lucru de la dvs. și să-l întoarceți instantaneu – de 15000 de ori pe minut, de 250 de ori pe AL doilea pe o motocicletă sau un motor F1 modern. Acesta este motivul pentru care motoarele cu compresie ridicată, RPM mare, cu putere mare utilizează forjate interne … nu atât din cauza presiunii, ci din cauza forțelor de tensiune mai mari create de piesele turnate cu greutate mai mare – forțe care sunt (cred că îmi amintesc) CUBAT în raport cu RPM și pătrat în raport cu greutatea. [această amintire s-ar putea să nu fie exactă] … Mergând mai departe în ceea ce privește reducerea greutății sugerează materiale precum titanul sau nanoparticulele exotice compozite din metal carbon yadayada, care sunt mult dincolo de a răspunde la întrebarea dvs. sau portofelul meu.

TOATE acestea procesele necesită prelucrări exacte de prelucrare pentru a obține dimensiunile exacte adecvate pentru montarea rulmenților și filetele pentru asamblare. În urmă cu 6000 de ani, artizanii făceau săbii care încă nu au fost recreate pe deplin până în prezent. În ciuda câștigurilor incredibile în tehnologia de prelucrare a aliajelor și metalelor, totuși simt singura diferență uriașă între arta alchimiei și știința metalurgiei, este că metalurgia funcționează de fapt!

Mi-ar plăcea un set de Manly forjat sau tije Crower pentru proiectul meu Saabaru EJ205, dar 1000 – 1400 USD este probabil de 4 sau 5 ori mai mare decât costul pieselor de stoc care pot fi reparate perfect pentru un vehicul de stoc. Nu am menționat nici măcar costul unui arbore cotit forjat. Și apoi sunt aceste lucruri cu piston … [suspin]

Comentarii

• Vă mulțumim pentru fundalul excelent privind falsificarea și explicația beneficiile internelor falsificate.Când comparați costul cu stocul, spuneți în esență că un nou bloc scurt de stocuri singur ar costa 1800 USD și ar înlocui aproape toate defecțiunile catastrofale care ar putea amâna pistonii / tijele / manivela? De exemplu, dacă o tijă nu reușește la rpm ridicate și pătrunde în bloc.
• Nu sunt sigur ce cereți. Un set complet alternativ forjat (pistoane, manivelă, tije) este probabil să depășească 3500 USD pe un boxer cu 4 cilindri, pe care ' îl cunosc. Puteți cumpăra un întreg " bloc scurt ", care include toate acele piese (piese turnate) plus blocul și alți biți, fabricant OEM nou strălucitor, probabil pentru 1800 USD. Au existat câteva versiuni Sti Subaru impreza pe care 2.5L le-au venit cu tije forjate din fabrică, dar, în general, mașinile de producție primesc piese turnate.
• Că ' Este exact comparația pe care am urmărit-o. ' speculez aici, dar am senzația că pistoanele forjate (pentru creștere mare) și / sau tijele forjate (pentru rpm mari) nu sunt ' nu merită în termeni de dolari pe performanță. Când motorul intern turnat aruncă o tijă și străpunge blocul, un al doilea bloc + pistoane & tije + manivelă este încă mai mic decât costul din față al forjatei interne. Se pare că, pentru joe-ul mediu, s-ar putea cheltui dolari pentru alte schimbări de performanță, cu excepția cazului în care este important să mergeți la rpm extrem de mare + creștere mare.
• Da. foarte aproximativ, dacă motorul dvs. de stoc are un design solid, să zicem 200 CP, probabil puteți rula piese turnate la 300-350 CP. Adăugați piese forjate și jucați în gama de peste 400 CP. Dar astăzi ' tunerii primesc 750 CP de la un Subaru 2.5 … care impune ca totul să fie perfect și echilibrat, iar costul astronomic al construirii unei astfel de fiare se repetă la fiecare 5000-10.000 mile,

Un pic de experiență din lumea turbo dodge (84-93 2.2 / 2.5l motoare turbo)

Au existat biele turnate și forjate. S-a spus că distribuția ar deține aproximativ 200 CP, unde forjate ar rezista aproximativ 400 CP fără probleme.

Au existat manivele turnate și forjate, dar nu-mi amintesc să fi auzit vreodată despre probleme cu manivele.

Toate motoarele au venit cu pistoane turnate. Dacă ați obținut un impuls mare și ați avut detonare, ați putea sparge cu ușurință o aterizare a inelului. Pistoanele forjate ar putea rezista la un pic mai mult abuz.

Turnările sunt mai susceptibile de a avea defecte de fabricație decât forjările sau, cu alte cuvinte, există mai multe variabile de proces în turnare. Turnările sunt mai susceptibile de a avea granule grosiere decât o forjare ; Acest lucru poate fi remediat cu un tratament termic suplimentar (omogenizare + normalizare), dar care costă bani. Unele piese ar trebui să aibă nevoie de restabilirea carbonului, de asemenea mai mulți bani. De zeci de ani multe piese au fost realizate cu pulbere de metal și sinterizate, unele conțin puțin cupru și eventual alt aliaj (nu sunt familiarizat cu acest proces). Ca bătrân, îmi este greu să înțeleg arborii cu came, pistoane și tije fabricate din pulbere, dar majoritatea producătorilor le folosesc. Forjările nu sunt lipsite de probleme; fluxul de cereale trebuie orientat corect relativ la orientarea la solicitare. Unele părți complexe nu pot fi realizate în mod rezonabil prin forjare. Deci, depinde de componentă și de costul acesteia, care este cel mai bun.