מכסי שסתומים למנוע, שעשויים מאלומיניום מודרני, משתמשים בדרך כלל בימינו בתплав 6061-T6 באיכות חלל תעופה. הם מעובדים בצורה מדויקת במכונות CNC עד לסובלנות של כ-0.1 מ"מ, מה שעוזר לשמור על עובי קיר אחיד לאורך כל המכסה. בניגוד לשיטות ייצור ד Casting שמשיירות נקודות תורפה באזורים מסוימים, שיטה זו מסירה לחלוטין את אזורי הבעיות האלה. מה שמעניין הוא כמה חזקים באמת חלקים אלה בהשוואה לחלופות מפלסטיק. דוחות ממהשנה שעברה מראים שיש להם בערך פי שלושה חוזק ליחידת משקל. ואל נדבר גם על עמידות בלחץ. מכסי בילט יכולים לעמוד בלחץ של יותר מ-20,000 psi, מה שחשוב במיוחד כשמדובר במערכות זמני שסתום משתנים, בהן כוחות צידיים הופכים לדאגה אמיתית במהלך פעולת המנוע הרגילה.
אלומיניום מוסר חום בערך 15 פעמים מהר יותר מאשר פלסטיק, מה שעוזר לשמור על טמפרטורה יציבה גם לאחר מספר רב של מחזורי חימום וקירור בין כ-40 מעלות צלזיוס ל-150 מעלות צלזיוס. לפי מחקר שפורסם בשנה שעברה בכתב העת לניהול תרמי, כאשר משמש כמכסים במנועי טורבו, אלומיניום מקטין את בלאי החתימות בכ-שני שלישים בהשוואה למה שמתרחש עם חלקים מפלסטיק. הסיבה? לקטילת האלומיניום קצב התפשטות תרמית של כ-23 מיקרומטר למטר ולמעלה צלזיוס, המתאים די טוב לגופי מנוע אלומיניום סטנדרטיים. כלומר, יש פחות סיכוי שהמכסה יתעוות כשהמנוע מופעל לראשונה בסביבה קרה, דבר שגורם לעיתים קרובות לבעיות עם רכיבי פלסטיק.
| תכונה | אֲלוּמִינְיוּם | ברזל יצוק | פְלַסְטִיק |
|---|---|---|---|
| עמידות כפיפה | 275 מ"פ | 150 MPa | 85 MPa |
| מחזורי חום עד כשל | 1,000,000+ | 500,000 | 100,000 |
| קצב התקדמות שסעים | 0.002 mm/cycle | 0.005 mm/cycle | 0.15 mm/cycle |
כפי שנצטט ב כתב עת בינלאומי להנדסת רכב (2023), אלומיניום מצטיין בסביבות עם רטט גבוה, שхаракטריסטיות למנועים עם הזרקה ישירה. בעוד כיסויי פלסטיק הופכים לקטנים תוך 2–3 שנים עקב מחזורי חום, האלומיניום שומר על 95% מהתנגדותו לאפקטים לאחר שמונה שנים של שירות.
כיסויי שסתומים מאלומיניום במנועי BMW B58 ודגם Ford EcoBoost עמידים בחום טוב בהרבה בהשוואה לאלו מפלסטיק. מבחנים מראים שהם חווים פחות בערך ב-40 אחוז מלחץ תרמי לאחר נסיעה של 150 אלף 마יל ברצף. לפי הממצאים מדוח המנועים לביצועים גבוהים האחרון שפורסם בשנת 2023, גם חלה ירידה דרמטית בדליפות שמן כאשר משתמשים בחלקי האלומיניום שנחרטים באמצעות CNC. המשטחים פשוט חותמים טוב יותר באופן כללי. ואל נשכח גם על הפחתת הרעש. כיסויי המתכת הללו מציגים en ירידה של כ-18 דציבלים בהשראה בתדרים הגבוהים המטרידים, בין 400 ל-600 הרץ, בהשוואה לגירסאות העשויות פלדה דקורה. זה אומר פחות בעיות בעתיד ונסיעה שקטה הרבה יותר בתוך הרכב.
כשמנועים עובדים קשה, הטמפרטורות בתוך תא המנוע יכולות לעלות מעל 250 מעלות פרנהייט (בערך 121 מעלות צלזיוס). חום כזה מפעיל לחץ גדול על רכיבים, ולכן ניהול נכון של החום הופך לחיוני. מכסים איטום מאלומיניום עוזרים להתמודד עם הבעיה הזו מכיוון שהם מעבירים חום מהר בהרבה יותר מאשר חומרים אחרים. מבחנים מראים שמכסים אלו מקטינים את טמפרטורת המוך ב-15 עד 20 אחוז לעומת מה שרואים בדרך כלל. לפי מחקר שפורסם על ידי SAE International בשנת 2022, שנבדקה בו הצטברות חום מתחת למוך, החלפה לאלומיניום מקטינה את הצטברות החום סביב סליל ההצתה בכ-23%. זה מהווה הבדל משמעותי כשרכבים תקועים בתנועה או עוצרים ומתחילים שוב ושוב. הסיבה שהאלומיניום עובד כל כך טוב נובעת מהמבנה האטומי שלו. פשוט put, אלומיניום מאבד חום בערך פי שלושה מהר יותר מפלסטיק, ולכן יצרנים רבים החלו לשלב אותו בעיצובים שלהם.
אלומיניום מוליך חום בערך 205 וואט למטר קלווין, מה שגובר על פלסטי ניילון בפקטור גדול מ-10, שכן אלה מגיעים רק לטווח של 0.2 עד 0.4 וואט למטר קלווין. במנועי טורבו, חלקים מפלסטיק נוטים להתחיל לעקם כאשר הטמפרטורה מגיעה לכ-300 מעלות פרנהייט (בערך 149 מעלות צלזיוס). אך האלומיניום נשאר יציב גם בטמפרטורות גבוהות מאוד, ושומר על צורתו עד כ-600 מעלות פרנהייט (או כ-316 מעלות צלזיוס). העובדה שהאלומיניום אינו מתעוות בקלות משמעה פחות דליפות שמן במהלך הפעלה, כמו גם פעולת מצתים תקינה ללא בעיות הנובעות מחשיפה לחום מוגבר.
כיסויי שסתומים מאלומיניום עוזרים למנוע הצטברות חום בנקודה אחת, מה שמגן על חלקים חשובים כמוคอยלי encendido ומזרקי דלק מפני בلى מוקדם מדי. כשבחנו מנועים ביצועיים באמצעות ניתוח תרמי, היה ירידה של כ-18 מעלות פרנהייט בטמפרטורת השמן בהשוואה לחומרים אחרים. זה מתאים לערך של כ-4 אחוז פחות אובדן חיכוך בתוך המנוע. ניהול טמפרטורה טוב יותר אומר דלק נשרף בצורה נקיה יותר, ולכן כל המערכת פועלת בצורה יעילה יותר. בנוסף, זה מוריד את הלחץ על רכיבי בקרת זיהום כמו ממירי זיהום שיכולות להיפגע מאוד כשהחום בתא המנוע גבוה מדי.
כיסויי שסתומים מאלומיניום מציעים משטחים קשיחים בהרבה להרכבה בהשוואה לחלופות מפלסטיק, ומקצרים את סטיית הרכיבים בבערך 60%. זה מהותי מאוד לשמירה על יציבות של רשת השסתומים במהלך הפעלה. הקשיחות המוגברת עוזרת לשמור על יישור תקין של ציר הקמאות, מה שחשוב במיוחד לצורך הגעה לדיוק בזמן פעולת השסתומים, במיוחד במנועים מודרניים עם דלקת ישירה. מה שמעניין הוא כיצד כיסויים אלו גם מדämpנים rungים תוך תמיכה במערכות הצתה חדשות יותר. מבחנים בשטח על מנועים ביצועיים מראים שיפור בתגובה של המצמד בכ-20% לעומת עיצובים מסורתיים מפלדה, מה שהופך אותם לבחירה פופולרית בקרב מהנדסי רכב המחפשים הן אמינות והן תגובה מהירה.
כשמדובר בספיגת רעדים מolestים בתדר גבוה, אלומיניום 6061-T6 מבצע עבודה מרשים למדי בהשוואה לפלדה דקורה, למעשה כ-40% טוב יותר לפי מבחנים. זה מה שמשנה את כל ההבדל במנועי טורבו, שבהם הלחץ הפנימי יכול להגיע לרמות גבוהות מאוד, לפעמים מעל 2,500 פס' במהלך פעילות. התועלת בפועל? נהגים מבחינים בפחות רעש שנע בין הקabin. מבחנים הראו ירידה של עד 12 דציבלים בתדרים שבין 1,000 ל-4,000 הרץ, בדיוק בטווח שבו רוב האנשים שומעים את הרעש המטריד של המנוע בעת נסיעה על כביש מהיר. אז מה זה אומר לנהיגה יום-יומית? נסיעה שקטה באופן מורגש, מה שעושה לטיולים ארוכים תחושה פחות מלחיצה לאוזניים.
היתרון של אלומיניום מבחינת חוזק לעומת משקל מאפשר למכסי שסתומים לעמוד בקצב סיבובים של מנועים שמעל 8,000 סל"ד, רחוק מהיכולת של פלסטיק שמתעוות כבר סביב 6,500 סל"ד. המכסים המתכתיים ממשיכים לתפקד כראוי גם כאשר טמפרטורות המOTOR מגיעות ל-300 מעלות פרנהייט, ומונעים דליפות שמן ושומרים על שלמותם במצבים קיצוניים של תחרות. גם ההבדל במשקל חשוב. כל מכסה אלומיניום חוסך בין 1.8 ל-2.4 פאונד בהשוואה לחלופות, מה שמצמצם את מסת הסיבוב בתוך המנוע. במיוחד במכוניות ספורט, זה אומר ביצועי האצה טובים יותר מכיוון שיש פחות משקל שמונע את התנועה קדימה.
זכויות יוצרים © 2025 על ידי האנז'ו ננסן רכיבי רכב בעמ — מדיניותICY
EN
