Bloque De Un Motor

Procesos de Manufactura y Materiales de Ingeniería utilizados en bloques de motores de automociónporNguyenHieuEscuela de Ingeniería de la Universidad Estatal de Grand ValleyPlazo de papelEGR250 - Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la sección BInstructor: Dr. P. N. Anyalebechi08 de abril 2005Procesos de Manufactura y Materiales de Ingeniería utilizados en bloques de motores de automoción ResumenHasta hace poco, el hierro fundido y aleaciones de aluminio han sido los materiales utilizados para la fabricación preferenciales más diesel y de gasolina convencional de bloques de motor. Sin embargo, con un mayor énfasis en el aumento de la eficiencia del motor a través de la reducción de peso, los fabricantes han comenzado a buscar alternativas aleaciones que son más ligeros que el hierro fundido y aleaciones de aluminio, manteniendo al mismo tiempo la fuerza necesaria para resistir las fuerzas de un motor. A partir de finales de los procesos, la fabricación se han desarrollado nuevas que se han generado dos nuevas aleaciones adecuadas para su uso en un bloque de motor, llantas de aleación de magnesio AMC-SC1 y hierro fundido con grafito compactado (CGI). En este documento, los requisitos funcionales del bloque del motor, los procesos utilizados para fabricar la pieza, y las propiedades mecánicas de las aleaciones serán discutidos.1. IntroducciónEl primer motor de un trabajo eficaz de combustión interna utilizados en un automóvil fue construido por Siegfried Marcus aproximadamente en 1864 [1]. Era una posición vertical de un solo cilindro, dos tiempos de petróleo como combustible del motor que también utiliza un carburador para suministrar combustible al motor. El motor fue colocado en un carro con cuatro ruedas y funcionó con éxito por sus propios medios. No sólo se ha producido Marcus el primer motor que es el antecesor directo de los motores actuales, se había construido el primer automóvil de la historia, unos 20 años antes de automóviles GottliebDaimler.Los motores de hoy son un componente integral de un automóvil que se basan en una serie de configuraciones y son considerablemente más complejo que los primeros motores de automóviles. Las innovaciones tecnológicas tales como la inyección electrónica de combustible, drive-by-wire (es decir, controlado por ordenador) aceleradores, y desactivación de cilindros, motores han hecho más eficiente y potente. El uso de materiales de ingeniería más ligeros y más fuertes para la fabricación de diversos componentes del motor también ha tenido un impacto, se ha permitido a los ingenieros para aumentar la potencia-peso del motor, y por lo tanto el automóvil.2Los componentes comunes que se encuentran en un motor incluyen los pistones, árboles de levas, cadenas de distribución, balancines, y otras piezas. Cuando está completamente desprovisto de todos los componentes, el núcleo del motor se puede ver: el bloque de cilindros. El bloque de cilindros (popularmente conocido como el bloque del motor) es el componente más fuerte de un motor que ofrece gran parte de la vivienda para los cientos de piezas que se encuentran en un motor moderno. Puesto que es también un componente relativamente grande, que constituye 20-25% del peso total de un motor [2]. Así, hay mucho interés en reducir el peso del bloque.Muchos bloques de motor se han fabricado los primeros a partir de aleaciones de hierro fundido, debido principalmente a su alta resistencia y bajo costo. Pero, como diseños de motores se hizo más complicado, el peso del motor (y el vehículo) había aumentado. En consecuencia, el deseo de los fabricantes a utilizar aleaciones más ligeras que eran tan fuertes como hierro fundido surgió. Uno de tales materiales que estaba siendo utilizado como un sustituto era aleaciones de aluminio. Usado con moderación en (debido a problemas con la durabilidad) de la década de 1930 [3], el uso de aleaciones de aluminio en bloques de motor se incrementó durante los años 1960 y 1970, como una manera de aumentar la eficiencia del combustible y el rendimiento. En conjunto, estos dos metales se utilizarán exclusivamente para la fabricación de bloques de motor. Como en los últimos tiempos, sin embargo, un proceso nuevo material ha hecho de una aleación de magnesio adecuados para uso en motores. La aleación, llamado AMC-SC1, pesa menos de hierro fundido y aleaciones de aluminio y representa nuevas posibilidades en la fabricación del motor. Un nuevo proceso de fabricación han hecho de hierro fundido con grafito compactado (CGI), una alternativa viable a la fundición gris para la fabricación de bloques de motor diesel. Al igual que las aleaciones de magnesio, este material ofrece una mayor resistencia y menor peso que la fundición gris.En este documento, los materiales utilizados para la fabricación de bloques de motor para vehículos de pasajeros se discutirá. La discusión del componente, sus requisitos funcionales, y los materiales utilizados para fabricar la pieza se incluyen. Las propiedades mecánicas de las aleaciones individuales serán incorporados, así como los procesos de fabricación utilizados para fabricar el componente.2. Descripción del producto 2.1 - ¿Qué es un bloque de motor?Un bloque de motor es el núcleo del motor que alberga casi todos los componentes necesarios para que el motor funcione correctamente. El bloque se encuentra normalmente dispuestos en forma de "V", en línea, o3horizontales opuestos (también referido como plano) de configuración y el número de serie de cualquiera de los cilindros 3 a tanto como 16. La figura 1 muestra los bloques de motor con "V", en línea, y las configuraciones horizontales opuestos.Figura 1: Bloques de cilindros en "V", en línea y configuraciones horizontales opuestos [4-6]2.2 - Requisitos funcionales de un bloque de cilindrosDebido a que los bloques de motor son un componente crítico de un motor, debe cumplir una serie de requisitos funcionales. Estos requisitos incluyen la duración de la vida del vehículo, de vivienda las partes móviles internas y líquidos, la facilidad de servicio y mantenimiento, y resistir las presiones creadas por el proceso de combustión.2.3 - Propiedades de los materiales necesariosA fin de que un bloque de motor para cumplir los requisitos funcionales mencionados anteriormente, el material de ingeniería (s) utilizado para fabricar el producto debe poseer una alta resistencia, módulo de elasticidad, resistencia a la abrasión, y resistencia a la corrosión. De alta resistencia es una preocupación particular en los motores diesel, ya que las relaciones de compresión 17.0:1 son normalmente o superior (en comparación con aproximadamente 10.0:1 para los motores convencionales). El material también debe tener una densidad baja expansión, térmica (para resistir la expansión bajo altas temperaturas de funcionamiento), y la conductividad térmica (para evitar fallos bajo altas temperaturas). Buena maquinabilidad y la moldeabilidad de la aleación de metal también son factores importantes en la selección del material adecuado, ya que es más difícil de mecanizar el producto, mayor será el costo de fabricación. Además de las propiedades anteriormente mencionadas, las aleaciones deben poseer buena vibración amortiguación para absorber el temblor de las partes móviles.42.4 - Los metales usados en la fabricación de los bloques de cilindrosEn base a los requisitos funcionales del bloque de cilindros y las propiedades de los materiales necesarios para satisfacer los requisitos funcionales, las industrias han utilizado hierro fundido y aleaciones de aluminio para la fabricación de los bloques. Aleaciones de hierro fundido se utilizan debido a la combinación de buenas propiedades mecánicas, bajo costo y disponibilidad. Ciertas aleaciones de aluminio se combinan las características de las aleaciones de hierro con bajo peso, lo que hace el material más atractivo para los fabricantes que buscan una ventaja competitiva. Hierro fundido con grafito compactado es más ligero y más fuerte que la fundición gris, haciendo que la aleación una alternativa más atractiva para el último en la producción de bloques de cilindros, particularmente en motores diesel. Las aleaciones de magnesio, que fueron previamente inadecuadas para su uso como un material del bloque del motor, tienen la ventaja de ser más ligero de todos los metales mencionados, sin embargo, todavía conserva la resistencia requerida exigida por un bloque.3. Fabricación del Bloque de cilindros 3.1 - Propiedades mecánicas de las aleacionesAmbos bloques de cilindros convencionales y diésel-son sometidos a tensiones térmicas, las condiciones agresivas desgaste y altas tensiones de fatiga que una aleación debe ser capaz de soportar. Los ingenieros deben ser capaces de seleccionar el material adecuado que cumpla con los requisitos mecánicos previamente establecidos. Por ejemplo, las propiedades mecánicas requeridas para un bloque de aluminio motor típico incluye una rotura por tracción de 245 MPa, un límite elástico de 215 MPa, y resistencia a la fatiga de 60 MPa [7]. Enumerados en las secciones siguientes son aleaciones que se está utilizando actualmente para emitir bloques de motor y sus propiedades mecánicas.3.1.1 - aleaciones de fundición grisAleación de hierro gris fundido han sido el metal dominante que se utilizó para fabricar convencionales a gasolina bloques de motor. Aunque un amplio uso de aleaciones de aluminio ha disminuido la popularidad de este material, que todavía encuentra un amplio uso en diesel bloques, donde las tensiones internas son mucho más altas. Gray aleaciones de hierro fundido típicamente contiene 2.5-4 en peso.% De carbono5y 1-3 en peso.% de silicio, 0.2-1.0 en peso.% de manganeso, 0.02-0.25 en peso.% de azufre, y el peso 0.02-1.0.% de fósforo [8]. Tiene una excelente capacidad de amortiguación,

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