¿Por qué los motores de automóviles diesel están hechos de hierro en lugar de otros metales?

Algunos fabricantes como VW han estado fabricando motores diesel de aluminio. La razón principal para usar el hierro se debe a las propiedades de vida útil del hierro frente a la siguiente mejor alternativa, el aluminio (hasta CGI, pero más sobre eso más adelante). La principal ventaja del hierro sobre el aluminio es que el hierro tiene un umbral por debajo del cual las fuerzas y presiones de ciclismo de una cantidad infinita no causarán fallas de fatiga en el material. El aluminio no tiene un umbral como este, aluminio, no importa cuán pequeño sea el estrés, si se recicla lo suficiente, eventualmente se agrietará por la fatiga.

Los nuevos avances en la tecnología de fundición han permitido que se use un nuevo tipo de metal en los bloques del motor desde su inicio en los años 90, que se llama Hierro de grafito compactado (CGI). A partir de 2010, había dos compañías de fundición en el mundo que tenían derechos sobre las patentes de esta tecnología de fundición, que yo sepa. Uno en Alemania y uno en Canadá. CGI es hierro que se ha enfriado a velocidades muy controladas en el molde para formar una matriz de moléculas más apretada de lo habitual. Esta matriz más apretada crea un metal más fuerte y más duro con una mayor relación resistencia / peso que el aluminio sin las desventajas de las fallas cíclicas de aluminio. Esta tecnología permite una reducción del peso del 20% para la misma resistencia del material.

PACCAR Inc con el lanzamiento en 2004 del motor 12.9L MX en sus Semi Trucks con la insignia DAF en Europa fue el primer fabricante en el mundo en producir un motor con esta nueva tecnología.

El hierro es duradero. Los motores diesel de la generación actual usan grafito y hierro compactos para mayor resistencia y durabilidad. Pero el cambio está en camino. Honda y Mazda ahora tienen componentes de aluminio de bloque y cabeza de producción utilizados en motores diesel. Ambos son pequeños y livianos, diseñados para autos compactos de 1.6 a 2.0 litros y usan turbocompresores.

Las altas presiones de compresión del cilindro y el calor son problemáticos cuando se utiliza aluminio. Para resolver esto, los fabricantes están utilizando arquitecturas de cilindros húmedos, por lo que los revestimientos de los cilindros están hechos de hierro de alta calidad y presionados en el fondo y la parte superior del bloque con las paredes externas intermedias directamente expuestas a los conductos de agua. Las culatas de aleación de aluminio avanzadas son capaces de soportar las presiones que genera el combustible diesel porque el tamaño es lo suficientemente pequeño como para soportarlo. Estos motores producen de 140 a 175 HP a 1.500 a 1.800 rpm. No están diseñados para cargas pesadas de más de 4,000 lb (peso del automóvil y carga útil). Cuando se combina con transmisiones de 6 a 8 velocidades de próxima generación, el ahorro de combustible y las emisiones son impresionantes.

Desarrollado en 2012, la producción de estos motores apenas comienza a aumentar. El nuevo motor diesel de 1.6 litros de Honda es el más ligero de su clase

Apéndice; El nuevo motor pesado de 440 HP / 860 ft. Lbs de torque de 6.7 litros de diesel tiene cabezas de aluminio.

Los motores diesel funcionan con relaciones de compresión mucho más altas que la gasolina, por lo que el estrés en el bloque es mayor que para un motor de gasolina. Históricamente, ha sido más fácil (y más barato) usar un bloque de hierro fundido para contener las tensiones. Con mejoras en la metalurgia y la necesidad de hacer que los automóviles diesel sean más ‘normales’, la mayoría de los motores diesel modernos (al menos en Europa) usan bloques de aluminio

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