hirdetés
0000-00-00 , Írta: Motorrevü
Bookmark and Share

Az anyag, amelyből az álmokat szőtték

 

Alapanyagok a motorkészítésbenAlapanyagok a motorkészítésbenAlapanyagok a motorkészítésben


Még akkor is, ha az acél gyakran semmivel sem helyettesíthető, a könnyűfémek testesítik meg az új trendet a motorépítésben. Hiszen ahhoz, hogy a konstruktőrök nagyobb sikereket érhessenek el, kikerülhetetlenek ezek az anyagok. A súlycsökkentéshez azonban nem elegendő, hogy csak kicseréljük az egyik anyagot a másikra. Az alumínium (illetve pontosabban az alumínium ötvözetek, mivel tiszta formájában ez a könnyűfém túl kedvezőtlen tulajdonságokkal rendelkezik) ugyan majdnem háromszor könnyebb az acélnál, de más az úgynevezett rugalmassági modulja. Egyszerűen megfogalmazva ez a modul mutatja, mennyi ellenállást fAlapanyagok a motorkészítésbenejt ki egy alapanyag alakváltozásával szemben. És mivel az alumínium az acélhoz képest szó szerint könnyű fém, különösen a teherviselő elemeket kell megfelelően erősen kialakítani. Vagy vastagabb falak segítségével - ez viszont megszűnteti a súlyelőnyt (lásd az 1996 előtti Suzuki GSX-R-szériák meglehetősen nehéz vázát) -, vagy különösen terjedelmes zárt szelvények segítségével. A motorkerékpároknál először a Yamahának sikerült a nyolcvanas évek végén valódi súlyelőnyhöz jutnia azonos merevségnél, mégpedig az FZR 1000-res hatalmas, de nagyon vékonyfalú Deltabox-hídvázával.


Erik Buell, egykori versenyző, immáron mérnök egészen különös módon alkalmazza ezt a konstrukciós megoldást. Rendkívül terjedelmes, tizenkét kilogramm könnyű alumínium hídváza, valamint a lengővilla egyúttal benzin- és olajtartályként is szolgál. A jelmondat: miért fecsérelnénk el (üres) helyet? Ráadásul a plusz üzemanyagtartály kilói pont a lehető legjobb helyen hiányoznak: jó távol a masina súlypontjától.

Még a nagy igénybevételnek kitett és teherviselő elemek is építhetőek ellenállóképes alumíniumötvözetekből, mint amilyen a köznyelvben repülőgép-alumíniumként ismert 7020-as vagy a kemény 7075-ös, amelyek jellegzetes cink- és mangán-részarányból épülnek. Ráadásul az alumínium különösen rozsdaálló: a kezeletlen vassal ellentétben csupán 0,001 mikrométer vékonyságú oxidréteget képez, amely többek között a további korróziótól óvja meg az alatta lévő szerkezetet, és hogy végeredményben feloldódjon a levegőben. Ahhoz, hogy megóvjuk a puha anyagot a sérülésektől, felkínálják magukat az olyan felületnemesítések, mint amilyen a galvanikus fürdőben való eloxálás.

Az alumíniumnál még könnyebb, ámde még puhább a magnézium. Köbcentiméterenként alig 1,8 grammnyi fajsúlyával mintegy egy harmaddal könnyebb az alumíniumnál és ezzel a legkönnyebb fém a motoriparban. Fő alkalmazási területe: házfedelek és kerekek. A magnézium oldalfedelek már sok sportmotornál alapvető dolognak számítanak. A magnézium feldolgozása azonban nagyon kényes pont. Alapanyagok a motorkészítésbenFémforgácsai felettébb gyúlékonyak és szép, ámde akaratlan tűzijátékot is okozhatnak. A feldolgozóüzemeket emiatt különleges oltóberendezésekkel kell felszerelni. Ráadásul a magnéziumra erőteljes öregedési folyamatok hatnak: a szilárd anyag - amennyiben nem kezelik - csupán néhány hónap alatt magnéziumoxiddá válik, ha a levegő oxigénjével érintkezik. Ezt a fehér port a súlyemelők és a szertornászok nagyra értékelik, a tervezők azonban kevésbé. A magnéziumrészeket eredetileg bikrómozással óvták meg a túlságosan gyors bomlástól, amelynek hatására a felület erre a galvanikus eljárásra jellemző aranyszínezetet kap. Ezáltal alakult ki az a tévhit, hogy az eredetileg matt szürke, kevéssé tetszetős anyag természetes színe ez az aranytónus. Ma a magnézium alkatrészeket általában lakkozzák - leginkább aranyszínűre.

Különösen kedvelt ez a könnyűfém a versenysportban: már csak az elülső kerekénél a magnézium felniknek köszönhetően is mintegy 1,5 kilogrammot lehet megspórolni az alumínium alkatrésszel szemben. Eme tuning kívánt mellékhatása, hogy a masina a kisebb giroszkópikus erőnek köszönhetően jobban kanyarodik. A németországi PMV viszont azt tanácsolja, hogy a gondtalan használat érdekében egy szezon után cseréljük le a kerekeket. A könnyűfém-specialista 2006 tavaszán - a nagyfokú kereslet hatására - új ötvözettel kovácsolt, EDU típusbizonyítvánnyal rendelkező magnéziumkereket akar a piacra dobni, amelynek alkalmazási ideje már négy év lesz. A helytelen kezelés és ápolás hatására felettébb törésveszélyes anyagból készült részek eddig egyébként csak nagy nehezen kapták meg a forgalmi engedélyt.

Lényegesen hosszabb élettartammal rendelkezik a titán. Nemigen hajlamos rozsdásodásra, nagyon jó termikus tulajdonságokkal, valamint magas szakítószilárdsággal rendelkezik. Ráadásul a titán mintegy 40 százalékkal könnyebb az acélnál, a rugalmassági modulja pedig zöld utat ad az olyan alkatrészeknek, amelyeket alumíniumból vagy magnéziumból nem lehet legyártani. Vagyis már-már csodafémnek számít a motorépítésnél. Egyetlen aprócska probléma akad csupán: az ára.

Az SEM-Titan többek közöttAlapanyagok a motorkészítésben titáncsavarokat gyárt. Ügyfelei: sportpilóták, akik brutális diétára fogják masinájukat, valamint streetfighterek és drága olasz gépek tulajdonosai, akik az utolsó részletig szeretnék nemesíteni exkluzív motorjukat. Ez érthető, elvégre aki ötmillió forintnál is többet ad ki egy kétkerekűért, amelyen aztán csúnyán rozsdásodnak a szériában krómozott acélcsavarok, az inkább megenged magának egy titáncsavar-készletet. Ezzel ugyan egy kilót is meg lehet spórolni, de cserébe hamar el is költöttünk 400 000 foritot. Egy MV Agusta hátsótengely-anyája és kónusza a német specialistánál már önmagában 340 eurót kóstál. Így aztán ügyvezetőjük, Henning Riechey elmondása szerint az elmúlt tíz évben csupán három-négy ügyfél rendelt egy csapásra teljes szettet. A vásárlók nagy része inkább lépésről lépésre nemesíti a masináját. "Ők aztán rendszeresen felhívnak minket, és közlik, hogy megint új anyagra van szükségük", meséli Riechey, akinek szintén mélyen a zsebébe kell nyúlnia az "anyagért", amióta az éppen virágzó repülőgépiparban nagy igény mutatkozik a titánra. Míg az alumínium kilogrammonként mintegy öt euróba kerül a nagykereskedőnél, addig a titán több mint húszszor ennyit kóstál. 1995-ben Riechey még alig 45 márkát fizetett kilójáért.

Növekvő keresletről számol be a Ducati gyári versenygépek és Rossi Yamahájának kipufogó beszállítója, a Termignoni is. A profikon kívül immár sok hobbi-sportmotoros is a teljes egészében titánból készült kipufogó-berendezések mellett dönt, amelyek az acéltermékekhez képest mintegy négy kilogrammal nyomnak kevesebbet. Vagyis inkább súlyt takarítsunk meg, mint pénzt? A Termignoni mindenesetre elképzelhetőnek tartja, hogy a titán hosszabb-rövidebb időn belül ki fogja szorítani a nemesacélt. És maguk a gyártók is egyre inkább a titán felé fordulnak: lásd a Suzuki a GSX-R 1000-res kipufogójánál, vagy a Yamaha az új YFZ-R6-osnál, a szelepeknél is. Ez utóbbit nem annyira azért teszik, hogy csökkentsék a motor összsúlyát, hanem azért, mert az acélszelepek percenkénti 15 000 fordulat fölött túl nagy tömegerőt építenek fel.

A cikk folytatódik, kérjük lapozz!
 
1 | 2 | 3

Elegendő ok létezik tehát, amely a titán, a magnézium és az alumínium mellett szól. Különösen, hogy mindegyik nyersanyag elegendő mennyiségben áll rendelkezésre. Titánt adott esetben még a tengervízből is lehetne nyerni, az alumínium pedig a Föld kérgének harmadik leggyakoribb alkotóeleme. Ráadásul ez utóbbi a bauxit terméke, azé a - mellesleg francia lelőhelye után elnevezett - anyagé, amelyből csupán Ausztrália, Nyugat-Afrika vagy Jamaika is elegendő tartalékkal rendelkezik az elkövetkező évtizedekre. A probléma azonban a könnyűfémek fejtése és gyártása.A tiszta alumíniumot például elektrolitikus eljárással állítják elő, és ehhez tizennyolcszor annyi energiára van szükség, mint az acél gyártásához. Éppen ezért Norvégia számít a világ legnagyobb alumínium-gyártójának, mert ott a vízi energiának köszönhetően meglehetősen olcsó az áram. Mivel az energiaárak a jövőben nagy valószínűség szerint inkább emelkedni fognak, mintsem csökkenni, következésképpen az alumínium is drágábbá válik majd. Még az újrafeldolgozáshoz is kimagaslóan nagy energia-befektetésre van szükség, éppen ezért nem tekinthető valódi alternatívának.

A könnyűfémek azonban mégis rendelkeznek potenciállal a jövőre nézve, még akkor is, ha az ilyen alapanyagok feldolgozása (lásd: alumínium-hegesztés) olykor bonyolult és drága. Az alumínium, a magnézium és a titán a motorépítésben gyakran nem jut szóhoz a gyártók költség-haszon-számítása következtében, még akkor sem, ha jobb anyagtulajdonságokkal rendelkezik. Ezek a cégek azonban folyamatosan eljárásokon és technikákon dolgoznak annak érdekében, hogy költséghatékonyabbá tegyék a könnyűfémek alkalmazását. Így például a Suzuki négy éve olyan alumínium vázat készít SV 1000-resének, amely magasfokú vákum-öntési eljárásnak köszönhetően csupán két összehegesztendő öntvényrészből áll. Ugyanezt a vázat alkalmazzák a kistestvér, az SV 650-esnél is. A példa jól szemlélteti, hogy még a költségcsökkentésre törekvő középosztályban is nagyobb mértékben lehet helyettesíteni az acélt könnyűfémekkel.

KÖNNYŰFÉMEK A MOTORON

Alapanyagok a motorkészítésben

Sportos ellensúly a megszokott Harley-Davidson-nehézfémhez: Erik Buell tervező az XB-modelljeinél az alumínium-könnyűépítést részesíti előnyben (lásd táblázat).

1 Motor: ház (alumíniumöntvény, csak az oldalsó fedelek fényezettek), dugattyúk, hengerek, kuplungkosár (alumíniumöntvény), olajhűtő (alumíniumötvözet, fényezett)

2 Kerekek: ráf és küllők (alumíniumöntvény, fényezett), keréktengelyek (különösen szilárd alumíniumötvözet)

3 Fékberendezés: nyereg (alumíniumötvözet)

4 Villa: külső csövek (alumíniumötvözet), villahíd (alumíniumöntvény, felületkezelt)

5 Rugóstag: lengéscsillapító test (alumíniumötvözet, felületkezelt)

6 Fék- / Kuplungműszerek: alumíniumöntvény, fényezett

7 Idomtartó: alumíniumöntvény, fényezett (az XB-R-modelleknél magnéziumöntvény, fényezett)

8 Lábtartók: alumíniumöntvény

9 Váz: profilok alumíniumötvözetből, fényezett (a váz egyúttal az üzemanyagtartály is)

10 Farnyúlvány: alumíniumöntvény, fényezett (az XB-R-modelleknél alumínium zártszelvény, fényezettek)

11 Lengővilla: alumíniumöntvény, fényezett (a lengővilla egyúttal az olajtartály is)

12 Szekunder hajtás: szíjkerék hátul (alumíniumöntvény, részben fényezett)

Dr. Eduard Arzt, a fémkutatással foglalkozó, stuttgarti Max-Planck-intézet professzora felettébb pozitívan értékeli, hogy a gyártók egyre gyakrabban nyúlnak könnyűfémekhez: "Mindig versenyhelyzethez vezet, amikor egy új anyag vagy eljárás alternatívaként jelentkezik. Amióta az alumínium nagyobb arányban tűnik fel a piacon, könnyebb és jobb acélokat kezdtek kifejleszteni a gyártók. Ez az egészséges konkurencia jót tesz a járműiparnak." A fémkutató ezen túlmenően olyan előrejelzésre is vállalkozik, amely bizonyára sok motorosnak nem tetszik majd: a kerámiából vagy mű- és kötőanyagokból készített alapanyagok néhány területen hamarosan háttérbe szoríthatják a fémet. Ez vajon egyet jelent a műanyag-motorral, amelyen már csak szükséges mellékes dologként tűnik fel a fém? Ez bizonyára minden motorrajongó rémálma! Másrészt viszont egyre többször látni a MotoGP-ben, hogy karbont használnak a gyártók - és ezzel új trend van kialakulóban. Ez viszont már egy másik történet, amelyről a közeljövőben olvashatnak.

A cikk folytatódik, kérjük lapozz!
1 | 2 | 3

 

ALUMÍNIUM-HEGESZTÉS: VALÓDI MŰVÉSZET

 

Igaz, hogy az alumínium könnyűfém, de cseppet sem könnyű hegeszteni. Az acéllal való munkához képest az alumínium nagy ráfordítást és kínosan pontos kezelést igényel.

Alapanyagok a motorkészítésben

Az alumínium rozsdásodásgátló és életmeghosszabbító oxidrétege nem csak a természetből érkező kémiai támadásokat gátolja, de bizony nehezíti a hegesztést is. Az alumíniumoxid olvadáspontja 2000 Celsius foknál van, a puszta fém ellenben már 660 Celsius foknál olvad. Annak érdekében, hogy sikerüljön áttörni az oxidréteget, a motorgyártás területén használatos alumíniumötvözetek hegesztése során éppen ezért elterjedt az úgynevezett Wolfram-elektróda-inert-gáz-eljárás (röviden: WIG-hegesztés). Eközben az elektróda mintegy 3000 Celsius fokos fényívet (nem lángot!) hoz létre, amely a váltóáram frekvenciájával áttöri a magától záródó oxidréteget.


A hegesztőkészülék egy fúvóka segítségével ekörül a fényív körül gázformájú védőterületet képez, amely leginkább talán egy sajtharanghoz hasonlítható. Ez a gázkúp általában az egyatomos argonból áll. Így a levegő oxigénje és a többi vegyület távol marad a hegesztési ponttól. Védőgáz nélkül szennyeződések alakulnának ki, amelyek jelentősen gyengítenék a hegesztési varratot. A fényív összeolvasztja az alapanyagot és az adott ötvözethez igazított, felpöttyentett hegesztőpálcát. A megolvasztott anyag a hegesztési ponttól kifelé folyik és a peremzónákban kihűl. Az egymás mögé sorakoztatott hegesztési pontokból álló hegesztési varraton így alakul ki az alumíniumhegesztésre jellemző pikkelyezés.

A hegesztés során fellépő magas hőmérséklet következtében azonban a falvastagságtól függően fennáll a veszélye annak, hogy lyukat égetünk a teljes szerkezetbe. Éppen ezért különösen óvatosan kell eljárni.

Alapanyagok a motorkészítésbenA jól végrehajtott munkát azon lehet felismerni, hogy egyenletes pikkelyezés alakul ki és sima lesz a felület. A hegesztési varrat lapos kontúrral rendelkezik: a peremzónák ideális esetben folytonosan mennek át az alapanyagba. A peremzónában található mélyedések (beégés), az egyes hegesztési pontok közötti különböző távolságok apró dudorokkal és foltokkal, valamint a különböző szélességű, hegyes kontúrú és éles szélű varratok azért rosszak, mert ezek később egyenetlenül osztják el a ráható erőket és ezért elősegítik a repedésképződést.

Ami azonban a legrosszabb: a hegesztési varraton belül kivehető szennyeződések, amelyek például fekete pontokban vagy a svájci sajthoz hasonló levegőbuborékokban mutatkoznak meg. Ahhoz, hogy szavatolni tudjuk a kiváló minőséget, hegesztés után hőkezelni kell az alumíniumrészt, mivel a túlságosan gyors kihűlés gyengíti a hegesztési varratot, amely általában egyébként is a szerkezet leggyengébb pontjának számít.

 

1 | 2 | 3




A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie! BEJELENTKEZÉS >

Kiadja a Media City Magyarország Kft. | 1053 Budapest, Kecskeméti u. 5. | Tel: 225-2390
MediaCity Magyarország Kft.
CHIP Online / Figyelő / Családi Lap / Digitális Fotó / Műszaki Magazin / IPM


Legnépszerűbb motorok: Honda CBR 125 R Aprilia RS 50 Yamaha YZF-R1 2009 Aprilia RS 125 Yamaha XT 660 Z Ténéré Aprilia SR 50 LC - 1997 Suzuki DL650 V-Strom Honda XL700V Transalp Honda CB600F Hornet 2005- Aprilia SR 50 DiTech Factory R Suzuki SV650 2003- Honda CBF 600 S 2008- Yamaha TDM850 1996- Yamaha Vmax 2009- Suzuki GSR 600 Yamaha YZF-R125 Suzuki GSX-R1000 K9 Yamaha XV535 Virago Kawasaki Ninja 250 R Suzuki GSX 1300 R Hayabusa 2008- Honda CBF500 Suzuki DR-Z 400 SM 2005 Honda CBR1000RR Fire Blade 2009 Yamaha XT1200Z Super Ténéré Kawasaki ER-6n Kawasaki Z750 2008 Honda VFR 800 2003- KTM 1190 RC8 R 2009 Honda VTX 1800 BMW R 1200 GS 2010 Suzuki GSX-R600 2006-2007 Kawasaki ZX-10R Triumph Tiger 1050 Moto Guzzi V7 Classic 2008 Honda CBF125 2009 BMW S 1000 RR 2010 Suzuki Intruder C 1800 R Yamaha XJ6 Diversion 2009 Honda Hornet 600 Kawasaki ER-6n 2009 Suzuki GSX-R 600 K8 MV Agusta F4 Derbi Senda DRD Pro SM / Enduro Yamaha SR125 1997- Honda CBR600RR 2005-2006 Yamaha XJ6 2009 Honda VTR250 2009 Kawasaki KLR650 / R Suzuki B-King KTM 990 Supermoto T 2009
És ezt olvasta már?Bezár