Wybrane właściwości mechaniczne materiału tłoka kompozytowego do silnika spalinowego

• Autorzy: Rudnik D. , Sobczak J.

Warianty tytułu

EN

Some selected mechanical properties of composite materials for combustion engine pistons

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dynamiczny rozwój motoryzacji oraz wciąż zaostrzane kryteria dotyczące poprawy szeroko rozumianej ekonomiczności i ekologiczności pojazdów spowodowały, że stosowanie tradycyjnych materiałów w budowie samochodów okazało się niewystarczające. W związku z tym konieczne stało się wprowadzenie w konstrukcji pojazdu nowoczesnych materiałów, które mogłyby sprostać wciąż rosnącym wymaganiom. W przypadku tłoków do silników spalinowych właściwości mechaniczne materiału są niezmiernie istotne przy określaniu parametrów konstrukcyjnych tego elementu pojazdu. W niniejszej publikacji przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości mechanicznych metalowych materiałów kompozytowych o osnowie stopu aluminium zbrojonych dyspersyjnie: popiołami lotnymi (kompozyty ALFA*), cząsteczkami grafitu (niklowanymi) i cząsteczkami SiC (F3S.20S) oraz lokalnie preformą z włókien krótkich Al2O3, a także, dla porównania, monolitycznego stopu AK12. Wyniki badań twardości, wytrzymałości i udarności pozwoliły na stwierdzenie, że badane kompozyty charakteryzują się znacznie wyższym poziomem uzyskiwanych właściwości niż stop AK12, dotychczas powszechnie używany do produkcji tłoków. W związku z tym można przypuszczać, że zastosowanie materiałów kompozytowych pozwoli na takie zmiany konstrukcyjne samego tłoka, a w efekcie całego silnika, które przyniosą oczekiwaną poprawę parametrów użytkowych samochodu.

EN

The dynamic development of automobile industry and continuously growing criteria concerning economic and ecological management of automobiles contributed to the fact that the traditional methods of automobile designing have turned out to be insufficient. Therefore, it become essential to introduce new materials, which would be able to meet more and more requirements. The mechanical characteristics for combustion engine pistons, such us tensile properties at room and elevated temperatures, fatigue and impact characteristics, and hardness are extremely important for reasonable and high performance designing. In this paper some selected mechanical properties for different particle reinforced aluminum matrix composites materials containing fly ash (ALFAŽ), nickel coated graphite and silicon carbide (F3S.20S) have been investigated along with monolithic and locally reinforced with alumina short fibers AlSi12CuNiMg alloy. The results of hardness measurements (Fig. 1), selected strength properties at room (Fig. 2 and Tab. 1) and elevated temperature (Fig. 3), impact strength (Tab. 2) showed the advantages of new materials compared with traditional ones, especially AlSi12CuNiMg monolithic alloy widely used for production of IC engine pistons. Therefore, it may be conducted, that the adoption of composite materials will contribute to the construction changes of the pistons, and as a final results to the pistons for new engines, which will bring the anticipated improvement of the car.

Słowa kluczowe

PL

silnik; silnik spalinowy; tłok; tłok silnikowy; tłok kompozytowy; właściwości mechaniczne

EN

engine; combustion engine; engine pistons; composite material; mechanical properties of composites

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2002
• Tom: R. 2, nr 5
• Strony: 342--347
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rudnik D.

• Instytut Transportu Samochodowego, ul. Jagiellońska 80, 03-301 Warszawa

autor

Sobczak J.

• Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• [1] Automotive News Europe 2001, 6, 26 (www.autonewseurope.com).
• [2] Jolly M.R., Opportunities for Aluminium Based Fibre Reinforced Metal Matrix Composites (FRMMCs) in Automotive Castings, The Foundryman 1990, November, 509-513.
• [3] Karamara A., Maj M., Fatigue Testing of Casting by Modified Low Cycle Method, Polish Academy of Sciences, Krakow Department, Proceedings of Commission for Metallurgy and Foundry, Metalurgia 1986, 34, 43-52.
• [4] Naplocha K., Optymalizacja parametrów technologicznych procesu wytwarzania materiałów kompozytowych na osnowie stopu AK9 umacnianych włóknami ceramicznymi typu Al2O3, Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, Wrocław 1999.
• [5] PN-EN 10045-1 Metale. Próba udarności sposobem Charpy’ego. Metoda badania. 1994.
• [6] Rudnik D., Studium eksperymentalne materiału tłoka kompozytowego do silnika spalinowego, Praca doktorska, Politechnika Lubelska, Lublin 2001.