¿Cuáles son los materiales utilizados para fabricar los cilindros de los motores IC?

El cilindro es probablemente el componente más interesante para estudiar en un motor de cilindro de pistón. Un buen cilindro tendría un alto rendimiento y valores de tensión finales, mayor tolerancia a la fatiga, alto valor de rigidez, más importante bajo coeficiente de expansión térmica y lo más importante baja masa. Por lo tanto, necesita un material con baja densidad, pero con muy buenas propiedades mecánicas. Además, en base a los avances recientes en el avance de la llama, también necesita que la culata tenga una determinada forma (corona / hoyuelo), lo que requiere una buena maquinabilidad. Un cilindro también tiene que sufrir las condiciones termoquímicas más duras. Hay gases corrosivos calientes y envejecimiento acelerado debido a compuestos químicos. Por lo tanto, el material debe ser químicamente extremadamente estable y altamente resistente a la corrosión.

Las aleaciones altamente especializadas que tienen las propiedades mágicas para combatir todas las condiciones descritas pertenecen a las aleaciones de aluminio extruido.

Aquí hay algunos detalles sobre las aleaciones de aluminio, su composición y propiedades.

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Permítanme decirlo de esta manera, hasta la década de 1960, más o menos, la aleación de hierro fundido gris era el metal dominante que se usaba para fabricar bloques de motores a gas convencionales. Tiene una excelente capacidad de amortiguación, buena resistencia al desgaste y a la temperatura, es fácil de mecanizar y es económico de producir. Sin embargo, los hierros grises son relativamente débiles y son propensos a fracturas y deformaciones.
El uso de aleaciones de aluminio (principalmente 319 y A356) ganó popularidad desde entonces como una forma de reducir el peso total del vehículo. Hay dos ventajas, una mejor relación rendimiento / peso y una mayor eficiencia de combustible, pero la desventaja es el alto costo del aluminio.

Recientemente, algunas carreras de automóviles se han cambiado a Aleaciones de Magnesio (AMC-SC1) para fabricar bloques de motor. El problema con el magnesio es su inestabilidad a temperaturas más altas alcanzadas dentro del cilindro, pero el borde que tiene es que es más ligero y más barato que Al y tiene la misma resistencia. El motor BMW R6 utiliza la aleación AMC-SC1.

Un bloque de cilindros del motor es el núcleo del motor que alberga casi todos los componentes necesarios para que el motor funcione correctamente.

Debido a que los bloques del motor son un componente crítico de un motor, debe cumplir una serie de requisitos funcionales. Estos requisitos incluyen la duración de la vida útil del vehículo, el alojamiento de piezas móviles y fluidos internos, la facilidad de servicio y mantenimiento, y la resistencia a las presiones creadas por el proceso de combustión.

Para que un bloque de motor cumpla con los requisitos funcionales enumerados anteriormente, los materiales de ingeniería utilizados para fabricar el producto deben poseer alta resistencia, módulo de elasticidad, resistencia a la abrasión y resistencia a la corrosión. La alta resistencia es una preocupación particular en los motores diesel, ya que las relaciones de compresión son normalmente de 17.0: 1 o más (en comparación con aproximadamente 10.0: 1 para motores convencionales). El material también debe tener una baja densidad, expansión térmica (para resistir la expansión bajo altas temperaturas de funcionamiento) y conductividad térmica (para evitar fallas bajo altas temperaturas). La buena maquinabilidad y la capacidad de moldeo de la aleación de metal también son factores importantes en la selección del material adecuado, ya que cuanto más difícil sea mecanizar el producto, mayores serán los costos de fabricación. Además de las propiedades mencionadas anteriormente, las aleaciones deben poseer una buena amortiguación de vibraciones para absorber el temblor de las partes móviles.

Con base en los requisitos funcionales del bloque de cilindros y las propiedades del material requeridas para cumplir con los requisitos funcionales, las industrias han utilizado los siguientes materiales para hacer el bloque de cilindros del motor IC:

  1. Aleaciones de hierro fundido gris
  1. Motor S54 en línea-6 de BMW, que utiliza un bloque de motor de hierro fundido gris
  • Hierro Fundido Grafito Compactado
    1. El V6 2.7 litros de Ford / Peugeot utiliza un bloque de cilindros fabricado en hierro fundido de grafito compactado
  • Aleaciones de aluminio
    1. El motor Chevrolet Corvette LS1 V8 que utiliza un bloque de cilindros de aleación de aluminio 319-T5
    2. Motor en línea-5 de General Motor que utiliza aleación de aluminio A356-T6 como bloque de motor
  • Aleaciones de magnesio
    1. El motor R6 de 6 cilindros de BMW utiliza un bloque de cilindros fabricado en aleación de magnesio AMC-SC1.

    Mientras que las aleaciones de aluminio y hierro fundido han dominado el mercado de materiales de bloque de motor durante muchos años, los nuevos materiales que alguna vez fueron imposibles o demasiado caros para considerar ahora se han convertido en realidad. En los últimos años, los nuevos procesos de mecanizado y fabricación de materiales han aumentado el uso de hierro fundido de grafito compactado sobre hierro fundido gris como el material de elección para producir bloques de cilindros para vehículos diesel y de petróleo. Pero quizás la mayor innovación en la tecnología de bloque de motor es la producción de una aleación de magnesio que es capaz de funcionar en las difíciles condiciones por las que pasa el motor. La aleación de magnesio AMC-SC1 podrá aumentar la eficiencia del combustible y la relación potencia / peso de los motores automotrices al tiempo que disminuye los niveles de emisión. Aunque esto puede ser un impacto significativo para el motor de combustión interna, enfrenta nuevos desafíos. Los motores que funcionan con celdas de combustible, hidrógeno y electricidad son vehículos extremadamente eficientes que se han vuelto viables en la última década. A medida que los automóviles avanzan más en el siglo XXI, el papel del motor de combustión interna posiblemente disminuya debido a estos nuevos avances, a pesar del uso de aleaciones más ligeras.

    La práctica más común es usar pistones de aluminio en motores IC. Pero también depende del material que esté utilizando para fabricar cilindros del motor.

    Como por ejemplo, no es una buena idea usar pistones de aluminio dentro de revestimientos de acero o de hierro fundido debido al hecho de que el aluminio tiene un coeficiente de expansión térmica alta que ambos, a menos que esté usando anillos con el espacio libre adecuado.

    Puede usar pistones de aluminio sin anillos en revestimiento de latón, bronce o aluminio con un agujero cónico dado que tiene un revestimiento de cromo o níquel duro en el revestimiento y, de manera similar, puede usar un pistón de hierro fundido sin anillo dentro de un revestimiento de acero o hierro fundido con un ajuste lapeado .

    En el caso de motores pequeños y con velocidades relativamente bajas, es decir, hasta 1500 RPM, incluso puede usar un pistón de grafito dentro de camisas de aluminio.

    El hierro y el aluminio son los dos materiales utilizados para los bloques que sostienen los cilindros. La mayoría de los motores tienen camisas de cilindro de hierro fundido. Algunos revestimientos de cilindros o cilindros también están recubiertos con materiales de alta resistencia al desgaste, como níquel, carburo de silicio, nitruro de boro, etc., según la aplicación.

    En el motor IC, el cilindro está hecho de hierro fundido.

    La razón es que el acabado superficial producido en hierro fundido es muy bueno. También el costo de mecanizado es menor. Es un buen conductor del calor, por lo que el calor se disipa eficientemente a través de las paredes del cilindro y las aletas. La dureza del hierro fundido es buena contra la carga de impacto. Su coeficiente de fricción es bajo, por lo que la pérdida de fricción debida al cilindro es menor.

    Las aletas son de hierro fundido en motores antiguos enfriados por aire, aluminio en motores modernos.

    Algunas motos han utilizado bronce en lugar de aluminio para las aletas.

    Las camisas de los cilindros son generalmente de hierro fundido. En motores avanzados, pueden usar aluminio con un recubrimiento especial llamado Nikasil.

    1. Los bloques de motor de los automóviles solían estar hechos de hierro hoy en día, la mayoría están hechos de aleación de aluminio liviana para la eficiencia del combustible y su punto de fusión es suficiente y su peso también es menor cuando el punto de fusión del hierro y aluminio es de 660.3 grados selsius

    Los motores más antiguos están hechos de hierro fundido para el Bloque, un Cabezal, ahora incluso obtienes Bloques de aluminio, un Cabezal de aluminio, para hacer que el motor sea más ligero para una mejor economía de combustible, Han estado trabajando en Plástico para el Bloque, un Cabezal. ,, Hay que recordar que a finales de los 70 y principios de los 80, tuvieron resultados horribles con el aluminio ,,,

    Principalmente hierro fundido, ya que es más barato, pero hoy en día estamos usando aleación de aluminio por lo mismo, ya que es más liviano y tiene una alta tasa de transferencia de calor.

    Aluminio o hierro fundido. Forrado dentro del cilindro con un material duro o con una pintura como nikasil

    Se usa hierro fundido … generalmente.

    Aunque los pistones de fibra de carbono no son desconocidos.

    Salud.

    la tapa del cilindro está hecha de hierro fundido