内燃エンジン
内燃エンジンは1世紀以上にわたってモビリティを特徴付けてきました。厳しい排ガス規制や代替駆動システムの出現にも関わらず、内燃エンジンは多様性と適応性を象徴しています。ダウンサイジングやターボチャージングといった効率向上技術で内燃エンジンの競争力を維持し、合成燃料により持続可能な将来性を与えています。特定の地域ではeモビリティが優勢ですが、燃焼技術は今後も何百万台もの新車に電力を供給し続け、世界の自動車産業にとって不可欠な存在であり続けるでしょう。
乗用車分野では、シリンダヘッドは通常アルミニウム合金から鋳造され、エンジン燃料によって構造や加工すべき特徴が若干異なります。シリンダヘッドはシリンダーブロックに取り付けられ、燃料と新鮮な空気を供給します。非常に高い品質と公差が要求されるため、シリンダヘッドはエンジン生産で最も高い要求をされる加工部品です。バルブトレインの正確なバルブ制御とカムシャフトベアリングの摩擦損失の最小化により、燃焼プロセスが始まる前から燃料消費量と排出ガスが削減されます。
機械加工のハイライト
O bloco de cilindros, também conhecido como bloco do motor, é o elemento central de todo motor de combustão. Dependendo do modelo do veículo e do tamanho do motor, há uma variedade de designs e tamanhos diferentes, desde motores de 2 cilindros em linha até arranjos em V de 12 cilindros. Devido à vantagem do peso, as ligas de alumínio são usadas predominantemente no setor automotivo atualmente. Isso força os fabricantes de automóveis a usar revestimentos de ferro fundido ou revestimentos resistentes ao desgaste, especialmente para o furo do cilindro, a fim de garantir uma alta quilometragem. Como resultado, os fabricantes de ferramentas estão se deparando cada vez mais com usinagem mista ou revestimentos extremamente abrasivos durante a usinagem. As crescentes pressões de combustão dos motores modernos também aumentam os requisitos de carga mecânica e térmica, o que, entre outras coisas, leva a requisitos de qualidade cada vez maiores para os recursos a serem usinados.
Usinagens em destaque:
Os materiais de aço de alta resistência, como 70MnVS4 ou C70, são usados para as bielas, que estão sujeitas a cargas pesadas alternadas. O movimento linear dos pistões é convertido em um movimento de rotação do eixo da manivela. Para reduzir a massa móvel durante a operação do motor, o peso dos componentes é minimizado. Ao longo dos anos, isso resultou em uma enorme gama de variantes com, por exemplo, formas paralelas, trapezoidais ou escalonadas, o que implica uma grande variedade de situações de rosqueamento, especialmente na usinagem do pequeno olhal da biela. Devido às enormes quantidades de produção, os fabricantes estão particularmente focados na relação custo-benefício da produção em série.
Usinagens em destaque:
Para aumentar a eficiência e o desempenho dos modernos motores de combustão, os turbocompressores de gás de escape estão sendo cada vez mais usados atualmente. O fornecimento de ar comprimido por meio do turbocompressor aumenta a eficiência dos motores e, ao mesmo tempo, reduz as emissões. Em velocidades de até 300.0001 rpm, é imperativo que os requisitos de qualidade sejam atendidos, especialmente com relação à coaxialidade e à circularidade. Os materiais extremamente abrasivos e de alta liga, especialmente no lado dos gases de escape, exigem máxima resistência ao desgaste das ferramentas de usinagem. Se as quantidades de vida útil da ferramenta para as várias operações de usinagem forem aumentadas em apenas alguns componentes, isso representa uma enorme vantagem de custo para os fabricantes.
Usinagens em destaque:
O controle de alta precisão das válvulas de admissão e escape é importante para o desempenho e a eficiência dos motores de combustão. No setor automotivo, normalmente são acionadas quatro válvulas por cilindro, sendo que duas controlam a entrada de ar fresco ou a mistura ar-combustível e as outras duas controlam a saída do escapamento. Dependendo do projeto do motor, vários balancins ou braços de arrasto (roletes) são usados para sistemas de acionamento de válvulas OHV e SOHC a fim de minimizar o atrito e o desgaste associado nas peças móveis. Além disso, a folga da válvula pode ser definida e reajustada usando os discos de ajuste integrados para garantir um processo de combustão ideal e evitar possíveis danos ao motor.
Usinagens em destaque:
Conhecido como Common Rail nos motores a diesel, o combustível agora também é injetado na câmara de combustão de cada dois novos carros a gasolina por meio de sistemas eficientes de injeção direta. A mistura ar-combustível é inicialmente formada na câmara de combustão. Isto permite motores a gasolina mais potentes, com menor consumo de combustível e menos emissões de gases de escape. Os requisitos crescentes de pressão de até 2.500 bar são decisivos para o uso de materiais de usinagem moderada a difícil, como aço fundido ou aço inoxidável.
Usinagens em destaque:
A concepção básica do eixo de manivelas é amplamente determinada pelo número de cilindros e pela disposição do motor. No entanto, os eixos, em sua maioria de aço forjado, devem se tornar cada vez mais leves para reduzir as emissões. Isto significa que são necessárias operações de usinagem adicionais no fabrico dos componentes já complexos. Além disso, devido às crescentes pressões de combustão dos motores modernos, o eixo de manivelas é constantemente exposto a maiores tensões de flexão e torção, o que resulta em maiores requisitos de qualidade.
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