ما هي مكابس محرك الطائرات المصنوعة من؟ - الفضاء؟

يواجه قلب محرك مكبس الطائرة الظروف القاسية. يمكن أن يؤدي اختيار مادة المكبس الخاطئة إلى فشل في منتصف الرحلة ، وهو خطر لا يمكن لأي شخص في الطيران أن يتخذه.

تتميز مكابس محرك الطائرات في الغالب من سبائك الألومنيوم عالية القوة ، والتي يتم اختيارها على وجه التحديد لوزنها الخفيف ، والتوصيل الحراري الجيد ، والقوة في درجات حرارة عالية التشغيل. التزوير هو طريقة تصنيع مشتركة.

بصفتها الشركة المصنعة لليومنيوم سبائك حلقات وأقراص مزورة في SWA منذ عام 2012 ، فإننا نفهم أن مواد الدور الحاسم تلعب في التطبيقات عالية الأداء. بينما نخدم في المقام الأول التجار وشركات التصنيع في مختلف القطاعات الصناعية من خلال حلول الألومنيوم المخصصة لدينا ، فإن مبادئ علوم المواد لبيئات مطالبة ، مثل تلك الموجودة في محركات الطيران ، مألوفة للغاية. دعونا نلقي نظرة على المواد المحددة التي تبقي هذه المحركات القوية تعمل.

ما هي مكابس محرك الطائرات المصنوعة من؟

أنت مهتم بالمواد المحددة داخل محركات الطائرات القوية. ما الذي يمكن أن يصمد أمام الحرارة والضغوط الشديدة التي تحملها المكابس الرحلة بعد الرحلة؟ إنه خيار حاسم.

عادةً ما يتم تزوير مكابس محرك الطائرات من سبائك الألومنيوم مثل 4032 (انخفاض التوسع ، التآكل الجيد) أو 2618 (قوة أعلى في درجة الحرارة). هذه توفر الخفة اللازمة والخصائص الحرارية للأداء الموثوق.

في عالم محركات الطائرات المتبادلة (من النوع مع الأسطوانات والمكابس ، الشائعة في الطيران العام) ، فإن سبائك الألومنيوم هي الخيار الأفضل للمكابس. هذا ليس فقط أي الألومنيوم ، رغم ذلك. يتم اختيار السبائك المحددة لخصائصها الفريدة التي تسمح لهم بالبقاء على قيد الحياة في مثل هذه البيئة القاسية. خياران شائعان هما:

· 4032 سبيكة الألومنيوم: تحتوي هذه السبائك على السيليكون ، مما يساعد على تقليل معدل التمدد الحراري. التوسع السفلي يعني أن التحمل أكثر إحكاما يمكن الحفاظ عليه بين جدار المكبس وجدار الأسطوانة ، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة وتقليل التآكل. كما أن لديها مقاومة جيدة للارتداء.

· 2618 سبيكة الألومنيوم: تحتوي هذه السبائك على النحاس والمعروفة بقوته الممتازة في درجات الحرارة المرتفعة. قد يتوسع أكثر من 4032 قليلاً ، لذلك يجب تحديد تصاريح المكبس إلى الجدار وفقًا لذلك ، ولكن قوته عالية الحرارة تجعلها مناسبة للمحركات عالية الأداء أو توربيني. عملية التصنيع هي أيضا مفتاح. غالبًا ما تكون مكابس الطائرات مزورة بدلا من يلقي. يتوافق تزوير بنية الحبوب للألمنيوم ، مما يؤدي إلى جزء أقوى وأكثر متانة مقارنةً بالصب. في SWA Forging ، يتم تزوير جميع منتجاتنا ، ونحن نعلم بشكل مباشر كيف تعزز هذه العملية الخصائص الميكانيكية للألمنيوم ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الصعبة ، مثل هذه المكابس المحركية.

ما هي المواد التي تصنعها مكابس المحرك؟

ما وراء الطائرات العادلة ، ما هي مكابس المحرك المصنوعة بشكل عام؟ المحركات المختلفة لها احتياجات مختلفة ، وهذا يؤدي إلى مجموعة متنوعة من خيارات المواد لهذا المكون الحرج.

مصنوعة عادةً من مكابس المحرك من سبائك الألومنيوم لتطبيقات السيارات والطائرات بسبب وزنها الخفيف وتبديد الحرارة الجيد. ومع ذلك ، فإن بعض محركات الديزل الشاقة قد تستخدم المكابس الزهر أو الفولاذ لمزيد من المتانة تحت الضغوط الشديدة.

في حين أن الألومنيوم شائع للغاية ، خاصة في محركات البنزين للسيارات والطائرات ، فإنه ليس المادة الوحيدة المستخدمة في محرك المكابس في جميع المجالات. يعتمد الاختيار اعتمادًا كبيرًا على نوع المحرك وظروف التشغيل ومتطلبات الأداء.

· سبائك الألومنيوم: كما تمت مناقشته ، فإن هذه هي المهيمنة في محركات البنزين (السيارات والدراجات النارية والطائرات الخفيفة) والعديد من محركات الديزل الأصغر. يعد وزنها المنخفض أمرًا بالغ الأهمية للحد من الكتلة المتبادلة ، مما يسمح للمحركات بالتراجع والاستجابة بشكل أسرع. الموصلية الحرارية الجيدة تساعد على تبديد الحرارة بعيدًا عن تاج المكبس ، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة.

· الحديد الزهر: في تصميمات المحرك الأقدم وبعض التطبيقات الصناعية ، كانت مكابس الحديد الزهر شائعة. إنها قوية ومقاومة للارتداء ولكنها ثقيلة جدًا مقارنة بالألمنيوم. هذا الوزن يحد من سرعة المحرك والكفاءة.

· فُولاَذ: بالنسبة لمحركات الديزل الكبيرة جدًا ، والخدمة الشاقة (مثل تلك الموجودة في السفن أو القاطرات أو المعدات الثقيلة التي تتحرك الأرض) ، غالبًا ما تستخدم المكابس الفولاذية. تعمل هذه المحركات في ظل ضغوط الاحتراق عالية للغاية ودرجات الحرارة التي قد لا ينجو الألمنيوم على المدى الطويل. يوفر الصلب قوة فائقة ومتانة في مثل هذه الظروف الشديدة ، على الرغم من أنها ثقيلة. في بعض الأحيان ، تتميز المكابس أيضًا بطلاء خاص. على سبيل المثال ، قد تحتوي تنانير المكبس على طلاءات مضادة للاحتكاك (مثل ثاني كبريتيد الموليبدينوم أو الجرافيت) لتقليل التآكل. قد يكون لدى تاج المكبس طلاء حاجز حراري لحماية الألومنيوم من الحرارة الشديدة في محركات عالية الإخراج. الهدف الأساسي هو دائمًا أن يكون لديك مكبس قوي ، وضوء ، ويمكنه إدارة الحرارة بفعالية.

ما هي أسطوانات الطائرات المصنوعة من؟

يحتاج المكبس إلى اسطوانة للتحرك. ما هي المواد المستخدمة في أسطوانات الطائرات ، وكيف تتفاعل مع مكابس الألمنيوم؟ هذا الاقتران أمر بالغ الأهمية لحياة المحرك.

عادة ما تصنع أسطوانات محرك الطائرات مع براميل سبيكة الصلب (لمقاومة التآكل ضد حلقات المكبس) ورؤوس أسطوانات سبيكة الألومنيوم (من أجل تبديد الحرارة الجيد والوزن الخفيف). قد يكون البرميل الصلب نترعة أو مطلية بالكروم.

تعد الأسطوانة في محرك الطائرات في الواقع مجموعة أكثر تعقيدًا من مجرد أنبوب بسيط. يتكون عادة من جزأين رئيسيين مصنوعين من مواد مختلفة: برميل الأسطوانة ورأس الأسطوانة.

· برميل الأسطوانة: هذا هو الجزء الذي يتحرك فيه المكبس لأعلى ولأسفل. يجب أن يكون السطح الداخلي للبرميل صعبًا للغاية ومقاومًا للارتداء لتحمل الاحتكاك من حلقات المكبس. ولهذا السبب ، عادة ما تكون براميل أسطوانة الطائرات مصنوعة من القوة العالية سبائك الصلب. تشمل العلاجات الشائعة لسطح التجويف:

o النترايد: عملية معالجة الحرارة التي تصلب سطح الفولاذ ، مما يجعلها مقاومة للغاية للارتداء. براميل الصلب النيتريد شائعة.

o طلاء الكروم: في بعض الأحيان ، يكون تجويف الأسطوانة مطليًا بالكروم الصلب لمقاومة التآكل.

· رأس الأسطوانة: يغلق رأس الأسطوانة الجزء العلوي من الأسطوانة ويحتوي على شمعات الإشعال والصمامات (في معظم التصميمات). رؤوس أسطوانات الطائرات مصنوعة دائمًا من سبائك الألومنيوم. وذلك لأن الألومنيوم خفيف الوزن وله توصيل حراري ممتاز ، مما يساعد على تبديد الحرارة الشديدة الناتجة أثناء الاحتراق ، وخاصة حول منطقة صمام العادم. تعتبر زعانف التبريد التي تراها على محركات الطائرات المبردة بالهواء جزءًا من رأس أسطوانة الألومنيوم وتجميع البرميل. يتطلب مزيج من البراميل الفولاذية ومكبس الألومنيوم (مع حلقاته) تصميمًا دقيقًا لإدارة التمدد الحراري وضمان ختم جيد. يتم اختيار المواد المختلفة لتحسين مقاومة التآكل حيث تكون هناك حاجة إليها (البرميل) وتبديد الحرارة/الوزن الخفيف حيث يكون ذلك الأكثر أهمية (الرأس والمكبس).

هل محرك بيستونز الألومنيوم؟

غالبًا ما تسمع عن أجزاء الألومنيوم في المحركات. إذن ، هل من الآمن القول أن معظم مكابس المحرك مصنوعة من الألمنيوم؟ هذا فهم شائع ، لكن من الجيد التأكيد.

نعم ، الغالبية العظمى من مكابس المحرك ، وخاصة في محركات السيارات في البنزين ومحركات الطائرات المتبادلة ، مصنوعة من سبائك الألومنيوم. وزنها الخفيف وخصائصها الحرارية الجيدة مفيدة للغاية.

بالنسبة لعدد كبير من أنواع المحرك التي يتفاعل معها الناس يوميًا ، فإن الإجابة هي نعم مدوية. الألومنيوم هو المواد المفضلة للمكابس في:

· محركات البنزين في السيارات: تستخدم جميع سيارات الركاب تقريبًا مع محركات البنزين المكابس الألومنيوم.

· محركات الطائرات الترددية: كما ناقشنا على نطاق واسع ، فإن سبائك الألومنيوم هي معيار لهذه المحركات.

· محركات الدراجات النارية: تعتمد محركات الدراجات النارية عالية الأداء أيضًا على مكابس الألمنيوم خفيفة الوزن.

· العديد من محركات الديزل الصغيرة: محركات الديزل الأصغر أيضا تستخدم متكررة المكابس الألومنيوم. الأسباب متسقة:

1. انخفاض الوزن (انخفاض الكتلة الترددية): المكابس أخف وزنا تعني الجمود أقل. يتيح ذلك للمحرك تسريع المكبس وتبطيله بسرعة أكبر ، مما يؤدي إلى ارتفاع سرعات المحرك المحتملة (RPM) ، واستجابة أفضل للمحرك ، وتقليل الاهتزاز.

2. الموصلية الحرارية الجيدة: الألومنيوم يجري الحرارة بشكل جيد للغاية. هذا يساعد على نقل الحرارة بعيدًا عن تاج المكبس الساخن (السطح العلوي المعرض للاحتراق) وصولاً إلى تنانير المكبس وخواتم المكبس ، وفي النهاية إلى جدران الأسطوانة وزيت المحرك. هذا يمنع المكبس من ارتفاع درجة الحرارة والفشل. في حين أن هناك استثناءات ، مثل المكابس الفولاذية في بعض محركات الديزل الشاقة للغاية ، فقد أثبتت سبائك الألومنيوم أنها توازن ممتاز في الممتلكات لمطالب معظم مكابس محرك الاحتراق الداخلي. في SWA Forging ، تكمن خبرتنا في تزوير سبائك الألومنيوم المختلفة لتحقيق خصائص ميكانيكية محددة للتطبيقات الصعبة. نحن نفهم كيفية العمل مع الألومنيوم لإبراز أفضل صفاتها ، على غرار كيفية اختيار مصنعو المكبس ومعالجة الألومنيوم لأداء المحرك الأمثل. إن التزامنا بالجودة ، المدعومة من شهادات ISO والتفتيش الصارم ، يضمن تلقي عملائنا مكونات الألمنيوم العليا.

خاتمة

يتم تزوير مكابس محرك الطائرات في المقام الأول من سبائك الألمنيوم عالية القوة. هذا الاختيار مدفوع بالحاجة إلى الوزن الخفيف ، وتبديد الحرارة الجيد ، والقوة في درجات حرارة تشغيل عالية.