马自达独有的引擎制造工艺有什么优势,为什么压缩比很高

时间:2022-12-13 00:26:48 来源:淘折扣  阅读:(8) 收藏
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其中,发动机的主要零件称为气缸盖、气缸体、凸轮轴、曲轴、连杆等。不过,每个汽车制造商所使用的方法都有所不同,最后导致的引擎的输出功率及性能也有所差异。

一台发动机大约有 300 个零件组成。其中,发动机的主要零件称为气缸盖、气缸体、凸轮轴、曲轴、连杆等。不过,每个汽车制造商所使用的方法都有所不同,最后导致的引擎的输出功率及性能也有所差异。

马自达独有的引擎制造工艺有什么优势,为什么压缩比很高

气缸体和气缸盖主要采用压铸制造工艺。随着高压压铸技术的进步,将具有复杂形状的模型放入模具中,并将溶解的铝倒入磨具中,可以生产精确铸件。此外,根据不同的气缸体,还有一种称为低压压铸的方法,也是常用的方法。

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当时,马自达选择了砂型铸造的方式制造,并且引进了最新的技术。使用混合二组分固化树脂的特殊砂,制作形成气缸盖外形的砂箱、柴油机用13芯和汽油机用12芯,并组装模具。金属模具用于作为燃烧室顶部的表面和用于构建砂模的底板,从而形成高精度的砂包。为了完全按照设计成型进/排气口和冷却水通道,手工组装精密模型,将熔铝合金倒入砂包中。

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它不是通过自由落体从砂包顶部浇注熔融金属的重力铸造,而是通过从侧面施加轻微压力浇注熔融金属的超低压铸造。如果看制造现场,推动铝液的行程只有50mm左右,几乎是重力铸造。浇注金属液时,整个砂包只翻转一次,将金属液扩散到砂型的各个角落。

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为什么是砂模?有三个主要原因。首先必须创造所需的机械性能。成为燃烧室表面的部分被制成冷却性能优良的模具底板,该部分利用金属表面的快速冷却作用使铝结构致密。对于其他零件,实现砂模独有的表面光洁度。冷却水通道和端口被减薄到仅靠压铸无法达到的水平,只能通过机械加工来实现。

二是始终在相同条件下进行。由于砂模和金属模的底板均在受控的室温下使用,因此铝结构中出现缩孔和泄漏缺陷的风险极低。可能很难想象,但是当将熔融金属倒入具有保温作用的砂模中时,熔融金属在凝固之前会在每个角落和缝隙中循环。在模具的情况下,由于熔融金属的热量被迅速带走,很可能会出现缩孔。不过,马自达克服了这一点,使用砂模仍有优势。

三是在实现以上两点后缩短成型周期时间。在低压压铸的情况下,气缸盖的成型大约需要7分钟,但马自达使用考斯沃斯铸造方法,将熔融金属填充和凝固冷却过程分开,因此只需将熔融金属填充到砂型磨具当中大约只需要1分钟。

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由于与福特的资本合作,马自达拥有成型考斯沃斯气缸体的经验。最困难的部分是熔融金属倒入砂型模具后的冷却。用将其浸入冷水池中的方法,砂型中的温度不会均匀下降。实际上,热量只是从表面逸出,冷却快的部分和冷却慢的部分的温度变化时间有很大差异。 出于这个原因,马自达采用了一种冷却沙包的方法,将其放入冷却室中并用水淋浴,同时严格控制温度变化。

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首先从上面淋沙包,延迟(约2分钟)后,从下面淋淋底部金属底座。这个时差很重要。开始强制冷却 5-6 分钟,并以受控顺序连续淋浴以均匀冷却。之后,将砂包从冷却室中取出,热量自然释放。据说大约2小时后温度会下降20-30°C。

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冷却后打破砂箱,取出铸件。当沙包在14G左右摇动时,沙子与沙子、沙子与铝发生碰撞,沙子平稳下落。粘附在表面上的沙子用超声波去除。铸砂经过烘烤再利用,据说在一次成型中损失了总量的约 2%。沙子与两种成分的硬化树脂混合,当将熔融金属倒入沙子中时,树脂会吸收热量并硬化。完成的气缸盖在运送到发动机装配线之前要经过必要的加工。

通过在浇注熔融金属时将整个砂包倒置,实现了 20μ 的致密铝结构和 0.5% 或更低的缺陷率。据说即使是再好的低压压铸工艺也有50μ左右的结构密度和2%的缺陷率。然而,这种制造工艺的设计仅靠模拟是无法实现的,而是通过各种方法反复试验得出的。

马自达引擎之所以有着不错的可靠性,主要是在用砂模制造方法,在尺寸精度或铝结构几乎没有差异,也就是说,它是同质的量产产品,这是最大的特点。

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