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Federal Mogul e i nuovi materiali ultra altoresistenziali

Scritto da

Federica Lugaresi

il 22 Luglio 2016

Una tecnologia avanzata in ghisa di Federal-Mogul Powertrain consente un minore consumo di olio, ridotto attrito sull’alesaggio, oltre a pressioni di combustione più elevate

Federal-Mogul Powertrain, divisione di Federal-Mogul Holdings Corporation, è la prima azienda a introdurre in produzione di serie canne cilindro in ghisa ultra altoresistenziale. La formulazione più recente denominata GOE330, costituita da uno speciale tipo di ghisa a grafite compatta (CGI), riduce la tipica distorsione dell’alesaggio del cilindro fino al 27% in presenza della massima spinta laterale del pistone, se paragonata ai materiali in ghisa esistenti. Viene utilizzata in applicazioni per canne cilindro con alesaggio compreso tra 100 mm e 190 mm.
La distorsione dell’alesaggio sotto carico rende più difficile la tenuta tra la canna e il pacco segmenti, con un conseguente aumento del consumo di olio e dell’usura,” spiega Gian Maria Olivetti, Chief Technology Officer, Federal-Mogul Powertrain. “Se, per compensare, viene aumentato il carico sul segmento, l’attrito e i consumi di carburante aumentano di conseguenza”.
Introducendo nuovi materiali per le canne caratterizzati da una maggiore resistenza meccanica e rigidità, consentiamo ai nostri clienti OEM di sviluppare motori più efficienti che utilizzano pressioni di picco nel cilindro più elevate” prosegue Olivetti. “Diamo inoltre la possibilità ai nostri clienti di utilizzare canne più sottili che portano a geometrie motoristiche più compatte”.
Il Modulo di Young di GOE330 è maggiore del 15% rispetto a quello dei materiali per canne in ghisa altoresistenziale, mentre a 270 MPa la resistenza a fatica è superiore di circa 1/3. Sono già previsti ulteriori sviluppi in grado di conseguire livelli di resistenza e rigidità addirittura superiori.
Il settore off-highway – costruzioni, agricoltura e applicazioni industriali – è stato il primo a riconoscere i benefici delle canne ultra altoresistenziali, ma Federal-Mogul Powertrain si aspetta un interesse crescente verso questa tecnologia anche dal settore marino, da quello della produzione di energia e dai costruttori di motori per applicazioni stradali heavy duty.
Federal-Mogul Powertrain possiede una vasta esperienza nello sviluppo di materiali per le canne e anche in tutti i processi di simulazione e di analisi richiesti per ottimizzare la geometria di una nuova applicazione di questo tipo, in presenza di differenti carichi termici e meccanici. Il tutto viene supportato da prove al banco che precedono i test sul motore, effettuate sul banco prova Hydropulser sviluppato internamente dalla società per riprodurre i carichi a fatica risultanti dalla spinta laterale del pistone.
Per assicurare che ogni canna prodotta soddisfi gli stessi standard prestazionali dei campioni iniziali, Federal-Mogul Powertrain utilizza attrezzature produttive all’avanguardia per ottimizzare il controllo delle tolleranze e delle finiture. Un’uguale attenzione riposta nei controlli metrologici dopo la produzione conferma le forme geometriche e la topografia superficiale.
Comprendiamo quanto i singoli mercati e le diverse applicazioni siano guidati da priorità differenti e forniamo a ognuno soluzioni alternative,” afferma il Dr. Volker Scherer, Director, Liners, Federal-Mogul Powertrain. “Per alcuni dei nostri clienti la canna è una commodity in cui costo e capacità di approvvigionamento locale sono i fattori chiave che influenzano la scelta; per altri, obiettivi geometrici e requisiti di carico più impegnativi richiedono proprietà meccaniche superiori, quali quelle offerte da GOE330”.

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