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
シリンダーブロックはエンジンブロックとも呼ばれ、あらゆる内燃エンジンの中心的な要素です。車種やエンジンサイズによって、直列2気筒エンジンからV型12気筒エンジンまで、様々な設計やサイズがあります。重量の優位性から、最近の自動車分野ではアルミ合金が主に使用されています。このため、自動車メーカーは、特にシリンダーボアに鋳造ライナーや耐摩耗性コーティングを使用し、長寿命を保証することを余儀なくされています。その結果、工具メーカーは、機械加工に混合加工や極めて研磨性の高いコーティングを使用することが多くなっています。最新エンジンの燃焼圧力の増大は、機械的および熱的負荷の要件も増大させ、とりわけ加工形状に対する品質要求の増大につながります。
機械加工のハイライト
コンロッドには、70MnVS4やC70などの高強度鋼材が使用され、交互に大きな負荷がかかります。ピストンの直線運動は、クランクシャフトの回転運動に変換されます。エンジン運転中の可動質量を減らすため、コンポーネントの重量は最小限に抑えられています。このため、長年にわたり、例えば平行、台形、段付きなど、さまざまな形状の部品が生み出され、特に小径のピストンピン穴工を加工する際には、多種多様なボーリングが必要となります。生産量が膨大であるため、メーカーは特に連続生産における費用対効果に重点を置いています。
機械加工のハイライト
为了提高现代内燃机的效率和性能,废气涡轮增压器如今得到了越来越广泛的应用。通过涡轮增压器提供的压缩空气可提高发动机的效率,同时减少排放量。在转速高达 300,000 rpm 的情况下,必须满足质量要求,尤其是同轴度和圆度。极度磨蚀性的高合金材料,尤其是在废气侧的材料对于刀具设计,要求切削刀具具有最大的耐磨性。 若仅通过几个组件就能延长不同加工方式的刀具使用寿命,这对于制造商来说具有巨大的成本优势。
亮点加工:
进气门和排气门的高精度控制对于内燃机的性能和效率非常重要。在汽车领域,每个气缸通常控制四个阀门,其中两个阀门控制新鲜空气或空气燃料混合物的入口,另外两个控制废气出口。根据发动机设计的不同,OHV 和 SOHC 阀门控制中使用不同的翻转杠杆或(滚子)滞后杠杆,以将活动部件的摩擦和相关磨损降至最低。此外,可以使用集成调节盘调节或重新调节气门间隙,以保证最佳的燃烧过程并防止可能的发动机损坏。
亮点加工:
在柴油发动机中被称为高压共轨,现在每两辆新汽油车中的燃料都采用高效的汽油直接喷射技术喷入燃烧室。空气/燃料混合物仅在燃烧室中形成。这使得汽油发动机的功率更高,油耗更低,废气排放更少。对压力的要求越来越高,最高可达 2,500 巴,这对使用铸钢或不锈钢等中等或难切削加工材料至关重要。
亮点加工:
クランクシャフトの基本設計は、シリンダー数とエンジンレイアウトによってほぼ決定されます。しかし、そのほとんどが鍛造スチールシャフトであるため、排出ガスを低減するためにいっそう軽量化する必要があります。これは、すでに複雑な部品の製造に、さらなる機械加工が必要になることを意味します。さらに、最近のエンジンは燃焼圧力が高くなっているため、クランクシャフトは常に曲げやねじりの応力にさらされています。
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