Machining solutions for internal combustion engines

Focus components from the internal combustion engine sector

Cylinder head

Cylinder head

In the passenger car sector, the cylinder head is usually cast from aluminum alloys, whereby the structure and the features to be machined differ slightly depending on the engine fuel. It is mounted on the cylinder crankcase and is primarily responsible for the fuel and fresh air supply. Due to its extremely high quality and tolerance requirements, the cylinder head is the most demanding component to be machined in engine production. Precise valve control in the valve train and minimal friction losses in the camshaft bearings reduce fuel consumption and thus emissions even before the combustion process begins.

Machining highlights:

• Valve Train
• Injector bore
• Camshaft bearing bore
• Core plug bore

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Cylinder crankcase

Cylinder crankcase

The cylinder crankcase, also known as the engine block, is the central element of every combustion engine. Depending on the vehicle model and engine size, there are a variety of different designs and sizes, from 2-cylinder in-line engines to 12-cylinder V-arrangements. Due to the weight advantage, aluminum alloys are predominantly used in the automotive sector today. However, this forces car manufacturers to use cast liners or wear-resistant coatings, especially for cylinder bores, in order to guarantee a high mileage. During machining, tool manufacturers are increasingly encountering mixed machining (cast aluminum) or extremely abrasive coatings. The increased combustion pressures of modern engines also increase the mechanical and thermal load requirements, which, among other things, leads to increasing quality requirements for the features to be machined.

Highlight machining:

• Cylinder bore
• Water pump bore
• Crankshaft bearing bore

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Connecting rod

Biela

Se utilizan materiales de acero de alta resistencia, como 70MnVS4 o C70, para las bielas, que están sometidas a cargas pesadas alternas. El movimiento lineal de los pistones se convierte en un movimiento de rotación del cigüeñal. Para reducir la masa en movimiento durante el funcionamiento del motor, se minimiza el peso de los componentes. A lo largo de los años, esto ha dado lugar a una enorme gama de variantes con, por ejemplo, formas paralelas, trapezoidales o escalonadas, que conllevan una gran variedad de situaciones de roscado, especialmente al mecanizar el pequeño ojo de biela. Debido a las enormes cantidades de producción, los fabricantes se centran especialmente en la rentabilidad de la producción en serie.
Procedimientos importantes de resaltar

•     Ojo grande
•     Ojo pequeño
•     Barrenado de agujeros para tornillos
   

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Turbocompresor

Turbocompresor

Para aumentar la eficacia y el rendimiento de los motores de combustión modernos, hoy en día se utilizan cada vez más los turbocompresores de gases de escape. El suministro de aire comprimido a través del turbocompresor aumenta la eficacia de los motores y reduce al mismo tiempo las emisiones. A velocidades de hasta 300.000 rpm, es imperativo que se cumplan los requisitos de calidad, especialmente en lo que respecta a la coaxialidad y la redondez. Los materiales extremadamente abrasivos y de alta aleación, especialmente en el lado de los gases de escape, exigen la máxima resistencia al desgaste de las herramientas de mecanizado. Si las cantidades de vida útil de las herramientas para las distintas operaciones de mecanizado aumentan, aunque solo sea en unos pocos componentes, esto supone una enorme ventaja de costes para los fabricantes.
Procedimientos importantes de resaltar

•     Superficie de conexión de la carcasa del turbocompresor
•     Carcasa de la turbina
•     Perforación del pasador de control
•     Contorno interno de la turbina y banda V
•     Tratamiento de la conexión
   

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Balancines/seguidores de leva

Balancines/seguidores de leva

El control de alta precisión de las válvulas de admisión y escape es importante para el rendimiento y la eficacia de los motores de combustión. En el sector automotriz, por lo general se controlan cuatro válvulas por cilindro, de las cuales dos regulan la entrada de aire fresco o la mezcla de aire-combustible, y las otras dos el escape de gases. Dependiendo del diseño del motor, se utilizan diferentes tipos de balancines o seguidores de leva (de rodillo) en sistemas de válvulas OHV y SOHC, para reducir la fricción y el desgaste de las partes móviles al mínimo. Además, el juego de válvulas se puede ajustar y reajustar mediante los discos de ajuste integrados para garantizar un proceso de combustión óptimo y evitar posibles daños en el motor.
Procedimientos importantes de resaltar

•  Agujero de rodamiento
•  Agujero de ajuste

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Riel

Riel

En los motores diésel se conoce como Common Rail, pero ya se utiliza también en nuevos vehículos a gasolina, donde el combustible se inyecta directamente en la cámara de combustión para lograr una mezcla aire-combustible eficiente. La mezcla de aire-combustible se forma primero en la cámara de combustión. Esto permite motores de gasolina más potentes con menor consumo de combustible y menores emisiones de gases. Los crecientes requisitos de presión de hasta 2,500 bares son decisivos para el uso de materiales moderadamente a altamente mecanizables como fundición de acero o acero inoxidable.
Procedimientos importantes de resaltar

•     Barreno central del riel
•     Barreno del inyector/transferencia de inyector
•     Conexión de alta presión
•     Mecanizado de extremos
   

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Cigüeñal

Cigüeñal

La forma básica del cigüeñal está determinada principalmente por el número de cilindros y el diseño del motor. Sin embargo, los cigüeñales de acero forjado deben ser cada vez más ligeros para reducir las emisiones. Así, para la fabricación de estos componentes, ya de por sí complejos, son necesarias operaciones de mecanizado adicionales. Además, debido a las crecientes presiones de combustión de los motores modernos, el cigüeñal está sujeto a mayores esfuerzos de flexión y torsión, lo que implica mayores requisitos de calidad.
Procedimientos importantes de resaltar

•     Perforación central de alivio
•     Perforación de oleoductos
•     Mecanizado de extremos
   

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Face and sealing surfaces

Face and sealing surfaces

Machining flat sealing surfaces in the combustion engine requires the utmost in dimensional accuracy, flatness and surface quality – often in dry conditions. MAPAL supplies high-performance face milling tools with maximum number of teeth, sturdy tool design and optimal chip removal. Whether roughing or finishing: The solutions are designed for cost-effectiveness, process reliability and component quality.

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