Hipereutektik piston - Hypereutectic piston
 | Bu makale değil anmak hiç kaynaklar. (Kasım 2009) (Bu şablon mesajını nasıl ve ne zaman kaldıracağınızı öğrenin) |
 | Bu makalenin gerçek doğruluk tartışmalı. (Eylül 2009) (Bu şablon mesajını nasıl ve ne zaman kaldıracağınızı öğrenin) |
Bir hipereutektik piston bir İçten yanmalı motor piston bir hipereutektik alaşım kullanarak döküm, yani bir metalik alaşım ötesinde bir kompozisyona sahip olan ötektik nokta. Hipereutektik pistonlar bir alüminyum alaşım hangisinde daha fazlası var silikon çözünür olduğundan daha mevcut alüminyum -de Çalışma sıcaklığı. Hipereutektik alüminyum daha düşük termal Genleşme katsayısı, motor tasarımcılarının çok daha sıkı toleranslar belirlemesine olanak tanır.
Otomotiv pistonları için kullanılan en yaygın malzeme, hafifliği, düşük maliyeti ve kabul edilebilir mukavemeti nedeniyle alüminyumdur. Diğer elementler daha küçük miktarlarda bulunabilmesine rağmen, alüminyumda pistonlar için endişe verici alaşım elementi silikondur. Silikonun çalışma sıcaklıklarında alüminyumda tam ve tam olarak çözünebildiği nokta yaklaşık% 12'dir. Bundan daha fazla veya daha az silikon, metalin katılaşmış kristal yapısında iki ayrı faza neden olacaktır. Bu çok yaygındır. Alüminyuma% 12'den çok daha fazla silikon eklendiğinde, alüminyumun özellikleri, yanmalı motorlar için pistonların amacına uygun bir şekilde değişir. Bununla birlikte,% 25 silikon karışımında, metaldeki mukavemette önemli bir azalma vardır, bu nedenle hipereutektik pistonlar genellikle% 16 ile% 19 arasında bir silikon seviyesi kullanır. Piston malzemesi boyunca homojen olarak dağılmış silikon partikülleri elde etmek için özel kalıplar, döküm ve soğutma teknikleri gereklidir.
Hipereutektik pistonlar, daha yaygın dökme alüminyum pistonlardan daha güçlüdür ve birçok yüksek performanslı uygulamada kullanılır. Dövme pistonlar kadar güçlü değillerdir, ancak dökülmeleri nedeniyle çok daha düşük maliyetlidirler.
Avantajlar
Çoğu otomotiv motoru, bir motorda hareket eden alüminyum pistonlar kullanır. Demir silindir. Bir piston tabanının ortalama sıcaklığı benzinli motor normal çalışma sırasında tipik olarak yaklaşık 300 ° C'dir (570 ° F) ve içinden geçen soğutucu motor bloğu genellikle yaklaşık 90 ° C'de (190 ° F) düzenlenir. Alüminyum daha fazla genişler Demir Bu sıcaklık aralığında, pistonun silindire normal bir çalışma sıcaklığında uygun şekilde oturması için, piston soğukken gevşek bir şekilde oturmalıdır.
1970'lerde egzoz konusunda artan endişe kirlilik ABD hükümetinin Çevreyi Koruma Ajansı (EPA), gerekli kuralları yazmaya ve uygulamaya başladı otomobil üreticileri motorlarının daha temiz çalışmasını sağlayan değişiklikler sunmak. 1980'lerin sonunda, otomobil egzoz kirliliği gözle görülür şekilde iyileştirildi, ancak daha katı düzenlemeler, otomobil üreticilerini elektronik olarak kontrol edilen kullanımı benimsemeye zorladı. yakıt enjeksiyonu ve hipereutektik pistonlar. Pistonlarla ilgili olarak, çalıştırma sırasında bir motor soğuk olduğunda, piston halkaları arasında az miktarda yakıtın sıkıştığı keşfedildi. Motor ısınırken, piston genişledi ve egzozdaki yanmamış hidrokarbon miktarına eklenen bu az miktardaki yakıtı dışarı attı.
Piston alaşımına silikon eklenerek, piston genişlemesi önemli ölçüde azaltıldı. Bu, mühendislerin piston ve silindir gömleği arasında daha az açıklık belirlemesine olanak tanıdı. Silikonun kendisi alüminyumdan daha az genleşir. Silikon eklemenin bir başka yararı da, pistonun daha sert hale gelmesi ve yumuşak bir alüminyum pistonun başlangıçta nispeten kuru bir silindirde soğuk devri yapıldığında veya anormal derecede yüksek çalışma sıcaklıkları sırasında meydana gelebilecek sürtünmeye daha az duyarlı olmasıdır.
Pistonlara silikon eklemenin en büyük dezavantajı, silikonun alüminyuma oranı arttıkça pistonun daha kırılgan hale gelmesidir. Bu, motor yaşanırsa pistonu çatlamaya daha duyarlı hale getirir Ön ateşleme veya patlama.
Performans yedek alaşımları
Otomobil meraklıları motorun gücünü artırmak istediklerinde, bir tür motor zorunlu indüksiyon. Her giriş döngüsüne daha fazla hava ve yakıt sıkıştırılarak, motorun gücü önemli ölçüde artırılabilir. Bu aynı zamanda silindirdeki ısıyı ve basıncı da artırır.
Benzinli motor egzozunun normal sıcaklığı yaklaşık 650 ° C'dir (1.200 ° F). Bu aynı zamanda çoğu alüminyum alaşımının yaklaşık olarak erime noktasıdır ve pistonun deforme olmasını ve arızalanmasını önleyen yalnızca ortam havasının sabit akışıdır. Zorlamalı indüksiyon, "güçlendirme altındayken" çalışma sıcaklıklarını artırır ve aşırı ısı, motorun atabileceğinden daha hızlı eklenirse, yüksek silindir sıcaklıkları, kıvılcım olayından önce sıkıştırma strokunda hava ve yakıt karışımının otomatik olarak tutuşmasına neden olur. . Bu bir tür motor vuruntusu Bu, ani bir şok dalgasına ve basınç artışına neden olur, bu da şokun neden olduğu yüzey yorgunluğuna bağlı olarak pistonun arızalanmasına neden olabilir ve bu da piston yüzeyini tüketir.
"4032" performanslı piston alaşımının silikon içeriği yaklaşık% 11'dir. Bu, silikon içermeyen bir pistondan daha az genişlediği anlamına gelir, ancak silikon moleküler düzeyde (ötektik) tamamen alaşımlaştığından, alaşım bir stok hipereutektik "duman" (düşük sıkıştırma) pistonundan daha az kırılgan ve daha esnektir. Bu pistonlar, stok pistonlara göre daha az hasarla hafif bir patlamaya dayanabilir. 4032 ve hipereutektik alaşımlar düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir ve montaj sıcaklığında pistonun silindir deliğine daha sıkı oturmasını sağlar.
"2618" performanslı piston alaşımı% 2'den daha az silikon içerir ve hipo (altta) ötektik olarak tanımlanabilir. Bu alaşım, en az hasarla en fazla patlamayı ve kötüye kullanımı yaşayabilir. Bu alaşımdan yapılan pistonlar, ticari alandaki en yaygın uygulamaları nedeniyle tipik olarak daha kalın ve daha ağır yapılır. dizel motorlar. Hem bu pistonların olağan uygulamalarında karşılaştıkları normalden daha yüksek sıcaklıklar hem de daha fazla termal büyümeye neden olan düşük silikon içeriği nedeniyle daha yüksek termal genleşme katsayısı nedeniyle, bu pistonlar montaj sıcaklıklarında daha büyük bir piston-silindir iç boşluğu gerektirir. Bu, pistonun silindir içinde sallandığı ve motorun çalışma sıcaklıklarına gelmesine, pistonun genişlemesine ve pistonun silindir duvarına olan açıklığın azalmasına kadar devam eden duyulabilir bir vurma sesine neden olan "piston çarpması" olarak bilinen bir duruma yol açar.
Dövme ve döküm
Bir piston olduğunda oyuncular alaşım sıvı olana kadar ısıtılır, ardından temel şekli oluşturmak için bir kalıba dökülür. Alaşım soğuduktan ve katılaştıktan sonra kalıptan çıkarılır ve kaba döküm nihai şekline getirilir. Daha güçlü pistonlar gerektiren uygulamalar için, dövme işlem kullanılır.
Dövme işleminde kaba döküm, henüz sıcakken ve yarı katı haldeyken bir kalıp setine yerleştirilir. Bir hidrolik baskı, kaba sümüklü böcekleri muazzam bir basınç altına yerleştirmek için kullanılır. Bu, olası herhangi bir gözenekliliği ortadan kaldırır ve aynı zamanda alaşım taneciklerini, tek başına basit döküm ile elde edilebileceğinden daha sıkı bir şekilde iter. Sonuç, çok daha güçlü bir malzemedir.
En yaygın 4032 ve 2618 alaşımlarından yapılan satış sonrası performans pistonları tipik olarak dövülür.[kaynak belirtilmeli ]
Hem 4032 hem de 2618 alaşımlı dövme pistonlarla karşılaştırıldığında, hipereutektik pistonlar daha az mukavemete sahiptir. Bu nedenle, boost, nitrous oxide ve / veya yüksek RPM'lerin kullanıldığı performans uygulamaları için, dövme pistonlar (her iki alaşımdan yapılmış) tercih edilir. Bununla birlikte, hipereutektik pistonlar, dövme pistonlardan daha az termal genleşme yaşar. Bu nedenle, hipereutektik pistonlar, dövme pistonlara göre daha sıkı bir piston-silindir aralığı çalıştırabilir. Bu, hipereutektik pistonları, uzun ömürlülüğün nihai performanstan daha önemli olduğu stok motorlar için daha iyi bir seçim haline getirir. Bazı araçlar fabrikadan dövme pistonlar kullanır. Dodge Engerekleri 1992-1999 model yıllarında dövme pistonlar kullandı, sonra hipereutektiğe geçti. Son nesil engerekler(2013-2017) dövme pistonlar kullanıldı. Herşey Honda S2000'ler dövme pistonlar kullanın.