Słyszałem o tym od lat i nie do końca zrozumiałem korzyści, czy ktoś może to rozwinąć? Często pojazdy z kutymi elementami wewnętrznymi mają poważne ciśnienia doładowania, ale słyszałem również o silnikach wolnossących i / lub gaźnikowych, które zostały zmodernizowane.
Dzięki
engine-theory
performance
tuning
voxobscuro
źródło
źródło
Odpowiedzi:
Kucie jest procesem, w którym gorący metal o szorstkim kształcie jest następnie bardzo silnie ściskany przez matryce o dokładnym kształcie, silnie ściskając cząsteczki metalu lub stopu. Wewnątrz struktury powstają napięcia wewnętrzne, które ostatecznie opierają się naprężeniom ścinającym i naprężeniowym poprzez posiadanie rezerwy przeciwdziałających „siłom” z powodu niezliczonych małych, utworzonych w kuźni węzłów naprężeń wewnątrz. Matryce nie są potrzebne do kucia, ponieważ każdy kowal lub szermierz wytwarza podobne naprężenia podczas uderzania gorącego metalu młotem podczas stygnięcia. Jeśli jednak część (lub miecz) zostanie ponownie podgrzana, duża część wzmocnienia może zostać utracona, gdy molekuły rozluźnią swoje ciasne pozycje.
Istnieje również hartowanie, polegające na zabraniu metalowej części, która znajduje się bardzo blisko punktu eutektycznego (zmiany fazy) i nagle schłodzi ją w kąpieli olejowej lub wodnej, a może nawet skroplonym gazie. Stwarza to podobne właściwości wytrzymałościowe, ale nie należy tego uważać za kucie, ponieważ wzmocnienie jest płytkie i zazwyczaj nie rozciąga się przez część. Zwykle następuje po tym „wyżarzanie”, które jest bardzo kontrolowanym procesem ogrzewania i powolnego chłodzenia, który uwalnia NIEKTÓRE naprężenia powierzchniowe, które mogą prowadzić do pęknięć lub roztrzaskania. Jeśli część ma nieregularny rozmiar (jak korbowód z dużym końcem i małym końcem), proces hartowania może również powodować wypaczenie, które należy usunąć, zazwyczaj mechanicznie przez zgięcie. Nie jestem świadomy tego, że jest to w ogóle używane w części silnika.
Większość masowej produkcji części silnika odbywa się za pomocą odlewania, co w przeciwieństwie do kucia polega na tym, że stopiony metal „po prostu” wlewa się do formy zbliżonej do kształtu i pozostawia do ostygnięcia. Cząsteczki stopu mogą się poruszać w miarę potrzeby, a część ma niewielkie naprężenie wewnętrzne. Jest to mniej kosztowny proces niż kucie, ponieważ formy są znacznie tańsze w produkcji niż kucie matryc - a także z wielu innych powodów. Części kute często zaczynają się jako odlewy. W zastosowaniach o dużej mocy i innych przypadkach, w których RPM i / lub ciśnienia w cylindrach (BMEP) są bardzo wysokie, dodatkowy koszt odkuwek jest tego wart.
BMW, Porsche, Corvette, Ferrari itp. Użyją odkuwek, w których koszty są mniej ważne niż wydajność i postrzeganie. Kolejną istotną zaletą jest to, że części mogą być kute z mniejszej ilości materiału, aby uzyskać niższą masę, a jednocześnie są mocniejsze niż odlew jabłek i pomarańczy. Jest to OGROMNE w czymś takim jak korbowód (plus tłok), gdzie większość awarii NIE jest spowodowana kompresją spowodowaną doładowaniem, ale napięciem zmęczenia spowodowanym zmianą kierunku po Top Dead Center. Każdy cały zespół tłokowy może ważyć tylko kilka funtów, ale wyobraź sobie stres, jeśli musiałbyś go od siebie odrzucić i natychmiast szarpnąć z powrotem do ciebie - 15000 razy na minutę, 250 razy SECOND na litbike lub nowoczesnym silniku F1. Właśnie dlatego silniki o wysokim stopniu kompresji, wysokiej prędkości obrotowej i wysokim doładowaniu wykorzystują kute elementy wewnętrzne ... nie tyle z powodu ciśnienia, ale z powodu wyższych sił rozciągających wytwarzanych przez odlewy o większej masie - siły, które (myślę, że pamiętam) są PODŁOŻONE w odniesieniu do obrotów na minutę i podniesione do kwadratu w odniesieniu do masy. [to wspomnienie może nie być dokładne] ... Dalsze obniżanie wagi sugeruje materiały takie jak tytan lub egzotyczne nanocząstki węglowo-metaliczne kompozycje yadayada, które są daleko poza odpowiedzią na twoje pytanie lub mój portfel.
WSZYSTKIE z tych procesów wymagają dokładnego posłowia do obróbki, aby uzyskać odpowiednie dokładne wymiary dla montażu łożyska i gwintów do montażu.
Metalurgia jest niezwykle interesująca. 6000 lat temu rzemieślnicy wytwarzali miecze, które do dziś nie zostały w pełni odtworzone. Mimo niewiarygodnych postępów w technologii obróbki stopów i metali, nadal uważam, że jedyną ogromną różnicą między sztuką alchemii a nauką metalurgii jest to, że metalurgia faktycznie działa!
Chciałbym mieć zestaw kutych prętów Manly lub Crower dla mojego projektu Saabaru EJ205, ale 1000–1400 USD to prawdopodobnie 4 lub 5 razy więcej niż koszt perfekcyjnie serwisowanych części magazynowych dla pojazdu podstawowego. Nie wspomnę nawet o koszcie kutego wału korbowego. A potem są te tłoki ... [westchnienie]
źródło
Trochę doświadczenia ze świata turbo dodge (silniki turbo 84-93 2.2 / 2.5l)
Były odlewane i kute korbowody. Mówiono, że obsada ma moc około 200 KM, a kuta może pomieścić około 400 KM bez problemów.
Były odlewane i kute korby, ale nie pamiętam, aby kiedykolwiek słyszałem o problemach z korbą.
Wszystkie silniki były wyposażone w odlewane tłoki. Jeśli dostałeś doładowania i miałeś detonację, możesz łatwo złamać lądowanie na pierścieniu. Kute tłoki mogą wytrzymać nieco więcej nadużyć.
źródło
Odlewy częściej mają wady produkcyjne niż odkuwki, innymi słowy, w odlewach jest więcej zmiennych procesowych. Odlewy częściej mają gruboziarniste ziarno niż kucie; Można to naprawić za pomocą dodatkowej obróbki cieplnej (homogenizacja + normalizacja), ale to kosztuje. Niektóre odlewy mogą wymagać odnowienia węgla, a także więcej pieniędzy. Przez dziesięciolecia wiele części wykonano ze sproszkowanego metalu i spiekano, niektóre zawierają trochę miedzi i ewentualnie innego stopu (nie znam tego procesu). Jako staruszek trudno mi zrozumieć wałki rozrządu, tłoki i pręty wykonane z proszku, ale większość producentów ich używa. Odkuwki nie są bezproblemowe; przepływ ziarna musi być odpowiednio zorientowany względem orientacji naprężeń. Niektóre złożone części nie mogą być racjonalnie wykonane przez kucie. Więc,
źródło