FCA: Νέο κράμα αλουμινίου ACMZ δίνει φτερά

Η FCA έχει εξελίξει ένα νέο κράμα αλουμινίου για υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες, πιο ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες.

Πρόκειται για κοινή μηχανολογική πρακτική: Να βρεις τρόπους βελτίωσης της απόδοσης χωρίς να θυσιάζεται η αποδοτικότητα. Στον κόσμο της αυτοκινητοβιομηχανίας, αυτό σημαίνει περισσότερη ιπποδύναμη και μεγαλύτερη οικονομία. 

Η Fiat Chrysler Automobiles έχει μια λύση με ένα νέο κράμα αλουμινίου που μπορεί να αντέξει καλύτερα τη θερμότητα, καθώς η υπερπλήρωση και ο λόγος συμπίεσης διαρκώς και ανεβαίνουν στους υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες.

Το νέο κράμα ονομάζεται ACMZ και χρησιμοποιεί χαλκό ως ενισχυτικό στοιχείο. Τα περισσότερα μείγματα κράματος αλουμινίου διαθέτουν πυρίτιο, το οποίο προσφέρει θερμική προστασία στις κυλινδροκεφαλές για θερμοκρασία έως και 200 οC.. Με το ACMZ, η κυλινδροκεφαλή μπορεί να αντέξει θερμοκρασίες μέχρι και 300 οC. Το νέο υλικό προέρχεται από ένα πρότζεκτ που στοίχισε 3,5 εκατ. δολάρια (σχεδόν τρία εκατ. ευρώ) και χρηματοδοτήθηκε από την αμερικανική ομοσπονδιακή κυβέρνηση.

Άλλες αυτοκινητοβιομηχανίες αντιμετώπισαν επίσης το ζήτημα του κράματος αλουμινίου σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά οι λύσεις τους δεν περιλάμβαναν χαλκό. Έτσι, η FCA και ο συνεργάτης της, το Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge, κέρδισαν ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στη διαδικασία.

Το ACMZ επιτρέπει επίσης στους μηχανικούς να περιορίσουν τη «γέφυρα» στην κυλινδροκεφαλή -περιοχή μεταξύ βαλβίδων, μπουζί και ιντζέκτορα άμεσου ψεκασμού. Έτσι, δημιουργείται περισσότερος χώρος για μεγαλύτερες βαλβίδες, ένα δεύτερο ίσως μπουζί και περισσότερη ευελιξία για να βρεθεί η ισορροπία ισχύος και αποδοτικότητας που απαιτείται ειδικά για κάθε μοντέλο.

Το Oak Ridge χρησιμοποίησε τον υπέρ-υπολογιστή του, ονόματι Titan, για να βοηθήσει στη δημιουργία 50 προτεινόμενων κραμάτων αλουμινίου-χαλκού και στη συνέχεια να προσομοιώσει τις δυνατότητές τους σε ψύξη και απόδοση. Η χρήση αυτής της τεχνολογίας -και της διαδικασίας της- σήμαινε ότι η FCA δεν θα έπρεπε να δημιουργήσει πραγματικά αυτό το κράμα αλουμινίου για να το δοκιμάσει. Αντ’ αυτού, ο υπέρ-υπολογιστής εξάλειψε την κλασική διαδικασία «trial and error», ενώ οι μηχανικοί κατανόησαν καλύτερα τα διαφορετικά κράματα σε ατομικό επίπεδο.

Παρόλο που η FCA και το Oak Ridge είναι οι δημιουργοί του νέου υλικού, θα είναι τελικά διαθέσιμο να το χρησιμοποιήσουν και άλλες εταιρείες μέσω της κυβερνητικής συνεργασίας. 

Η FCA δήλωσε ότι θα προηγηθούν λίγα χρόνια πριν το ACMZ μπει στην παραγωγή για κυλινδροκεφαλές, αλλά ήδη ξεκίνησε την παραγωγή και τις δοκιμές του νέου κράματος σε κυλινδροκεφαλές υφιστάμενων κινητήρων. Εκτός από τα πολυάριθμα άλλα πλεονεκτήματα του ACMZ, τα χυτευτά τμήματα που κατασκευάζονται από το νέο κράμα δεν απαιτούν ειδικό εξοπλισμό και μπορούν να κατασκευαστούν με εργαλεία που είναι διαθέσιμα σήμερα.