Motor Bloğunun Malzemesi Nedir ve Nasıl Yapılır?

8
3541

MOTOR BLOĞU TASARIMI

motor bloğu

Motor bloğu, motorun ana yapısını oluşturur.Krank mili, kam mili, piston v.b bir çok motor parçasına yataklık eder.Motor parçaları arasında en büyük ve aynı zamanda motorun toplam ağırlığının % 20-25% oluşturmaktadır.

Motor bloğu oluşturmak için kullanılan malzeme motorun motor gücü için daha önemli olan düşük ağırlığı ile yüksek mukavemet vermesi istenir. Uzun yıllardır motor bloğu, mukavemeti, düşük maliyeti ve aşınma direnci nedeniyle dökme demir alaşımları kullanılarak imal edildi. Ancak ağırlık nedeniyle arayışlar başladı. Ama mühendisler ağırlığını azaltmanın yanı sıra mukavemetini artırmak ve aşınma direnci için yeni malzemeler bulundu. Yaygın olarak kullanılan bir ortak alaşım düşük ağırlık nedeniyle çoğunlukla benzinli motorlar için alüminyum alaşımlı malzemeler kullanıldı.

 

Bir motor bloğunun gereksinimleri

Motor bloğu motorun ana gövdesi olduğu için bir çok gereksinim içermektedir. Bu şartlar aşınma direnci, uzun ömürlü, bakım ve yanma gerçekleştiğinde oluşturulan basınca dayanıklı olması istenir.  Ayrıca motorun çalışma koşullarında yüksek sıcaklık, titreşime dayanmak zorundadır.

 

 

Motor bloğu dökümünde kullanılan malzemeler

Kullanılacak malzeme, titreşimlere dayanma yeteneği ve korozyon direnci yüksek mukavemet, elastikiyet modülü içermelidir. Yüksek mukavemetli nedeniyle benzinli motorlar ile karşılaştırıldığında yüksek sıkıştırma oranları dizel motorlarda çoğunlukla endişe duyulmaktadır. Sıkıştırma oranı benzinli motorun 10:1 olduğunu, dizel motorda ise normalde 20:1  olduğu için  malzemenin düşük ağırlık sağlaması değil, daha fazla mukavemetli olması tercih edilebilir. Aynı zamanda, en kısa sürede ısı vermek için yüksek çalışma sıcaklıklarında düşük bir termal genleşme ve aynı zamanda iyi bir ısı iletkenliğine sahip olmalıdır.İmalat sürecinde ise  malzeme tüketilen zaman ve maliyeti azaltmak için iyi işlenebilirliği ve dökülebilmesi olmalıdır. Motor çalışma koşullarında olduğu için krank mili ve piston gibi iç kesimlerdeki  hareketlere daha yüksek bir titreşim oluşturur, bu nedenle malzeme titreşim enerjisini  absorbe etmelidir.

Bu gibi özelliklere dayanarak en yaygın kullanılan malzeme motor bloğu üretimi için demir ve alüminyum alaşımları dökümüdür.İyi mekanik özellikler, düşük maliyet içerdiğinden dökme demir alaşımları kullanılır ve kullanılabilirlik diğer metaller ile karşılaştırıldığında daha iyidir. Ama bazı alüminyum alaşımları dökme demirlerden daha hafiftir. Ayrıca alüminyum alaşım döküm motor bloğu iyi bir yüzey ve dökme demir alaşımları ile karşılaştırıldığında yüksek işlenebilirlik verir. Çalışmalar arttıkça yukarıda belirtilen gri dökme demirden daha hafif ve daha güçlü olan vermiküler dökme demirler gibi malzemeler kullanılıyor.

 

Gri dökme demir alaşımları

Gri dökme demir, motor blok üretimi için kullanılan ilk ve en yaygın malzemedir. Alüminyum alaşımları düşük ağırlık ile birçok benzerlikler içeriyor olsa da kendi iç gerilmeler daha yüksek, bu yüzden hala dizel motor bloklarının imalatında gri dökme demir kullanılmaktadır. Bu mükemmel bir sönümleme emilimini, iyi aşınma ve termal dirence sahiptir. ayrıcı maliyeti düşük ve işlenebilirliği kolaydır.

 

 

Alüminyum alaşımları

Alüminyum alaşımlarının kullanılmasının ilk nedeni araçta motorun ağırlığını azaltmaktır. Ama ana dezavantajı, gri dökme demir ile karşılaştırıldığında maliyettir. Alüminyum alaşımları, gri dökme demir ile karşılaştırıldığında iyi bir işlenebilirlik özelliklerine sahiptir. Esas olarak motor bloklarının üretiminde kullanılan iki alüminyum alaşımı vardır, bunlar A319 ve A356 alaşımlarıdır.

 

A319 Alaşımı

Bileşen Si Cu Mg Ti Fe Mn Zn Al Ni
Ağırlıkça% 5.5-6.5 3-4 Maks. 0.1 Max 0.25 Maks. 1 Maks.0.5 Maks. 0.1 90 Maks. 0.35

A319 ağırlıkça bileşimi(%)

 

Bu alaşım İyi döküm özellikleri, korozyon direnci ve iyi bir ısı iletkenliğine sahiptir. T5 işleminin ısı işlemi altında, motor bloğu için yüksek kuvveti ve sertliği oluşturur.
A356 Alaşımı

Bileşen Si Cu Mg Ti Fe Mn Zn Al
Ağırlıkça% 6.5-7.5 Maks. 0.25 0,2-0,45 Max 0.25 Maks. 0.6 Maks. 0.35 Maks. 0.1 93

A356 ağırlıkça bileşimi(%)

 

Mekanik özellikler  A319’a benzer olsa da ısıl işlem T6 altında olduğu zaman, bu 319 daha yüksek mukavemet kazanır. Ama 74 GPa’lık bir elastikiyet modülüne sahip A319’a göre elastiklik (72.4 GPa) daha düşük bir modüle sahiptir.

 

Vermiküler dökme demir

Vermiküler dökme demir, gri dökme demirle karşılaştırıldığında daha yüksek bir gerilme mukavemetine ve elastisite modülüne sahiptir. Vermüküler dökme demir gri benzer iyi bir sönümleme emilimini ve termal iletkenliği vardır, ama düşük işlenebilirlik nedeniyle kullanım alanı sınırlıdır.

 

Motor  bloğunun Üretim süreci

Motor bloğu için en uygun yöntem dökümdür  ve  kum kalıp tercih edilebilir.Kum döküm için gerekli ana araç kalıp; kum, kil, ve sudan oluşan bir karışım ile oluşturulur kalıbıdır. Desen, normalde ahşap veya kolayca işlenebilir alüminyum tarafından işlenmiştir ve kalıp oluşturmak için gerekli olan temel araçtır. Model ahşap veya metal çerçeve üzerinde tutulur ve kum karışımı bunun içine dökülür, daha sonra titreşimleri hava kabarcık için karışım için uygulanır. Kalıp sertleştirilmiş çok sonra döküm işlemi için de kullanılabilir.

Döküm işlemi bittikten sonra döküm motor  bloğunun yüzey ve doğru boyutlarını alması için birkaç makineler geçirilir. Bilgisayarlı freze makineleri bu operasyonlarda kullanılır.

 

SONUÇ VE YORUM

ÖZELLİKLER GRİ DÖKME DEMİR VERMİKÜLER DÖKME DEMİR Alüminyum A356-T6 Alüminyum 319-T6
Yogunluk(gr/cm3) 7.15 7.1 2.68 2.79
Çekme Dayanımı (MPa) 250 450 207 214
Young Modülü (GPa) 105 145 72 74
Yorulma Direnci (MPa) 110 200 60 75
Isı iletkenliği (W/(mK) 48 37 151 109
Sertlik (HB) 179-202 217-241 55-90 65-95
Termal Ergime noktası(oC) 1150 – 1250 1150 – 1250 557-612 516-604

malzemelerin özelliklerinin karşılaştırılması

Yukarıdaki notlara ve tabloya baktığımızda motor bloğu için en iyi malzemeyi  seçmek için motorumuzun gücü,  malzemenin üretimi ve maliyeti gibi parametreleri  göz önüne almalıyız.

Maliyeti göz önüne alırsak dökme demir  seçebilirken,  ağırlığı göz önüne alırsak alüminyumu alaşımlarını seçmemiz daha doğru olur.Yüksek mukavemetinden dolayı  ağır vasıta dizel araçlar için en uygunu  vermiküler dökme demirdir.

Sami Çınar

samicinar35@gmail.com

Fırat Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Müh. Bölümü

KAYNAKLAR

  • http://www.procast.ca/alloy-information-aluminum-a356.php
  • http://www.matweb.com/index.aspx
  • http://forum.donanimhaber.com/m_15038965/tm.htm
  • http://www.abdullahdemir.net/wp-content/uploads/2013/03/SAM_MOTOR-PAR%C3%87ALARI_S%C4%B0L%C4%B0ND%C4%B0R-KAPA%C4%9EI-VE-BLO%C4%9EU.pdf

Yazan: Sami Çınar

8 Yorumlar

    • Motor bloğu için en uygun yöntem dökümdür ve kum kalıp tercih edilebilir.Kum döküm için gerekli ana araç kalıp; kum, kil, ve sudan oluşan bir karışım ile oluşturulur kalıbıdır. Desen, normalde ahşap veya kolayca işlenebilir alüminyum tarafından işlenmiştir ve kalıp oluşturmak için gerekli olan temel araçtır. Model ahşap veya metal çerçeve üzerinde tutulur ve kum karışımı bunun içine dökülür

      Nasıl okuyosun yaf

CEVAPLA