Jaké.auto Informace o autech podle značky a modelu

Ford a jeho revoluční nápad: Budeme mít hlavu válců z kompozitu!

Tomáš Dusil Tomáš Dusil 7. 2. 2018
2
Hlavy válců motorů se již desítky let dělají z hliníkových slitin, které nahradily před tím hojně používanou litinu. Nyní však Fordovi inženýři přišli s nápadem použít jako materiál hlavy válců kompozit.

Kde se dnes můžete setkat s litinou a kde s hliníkovou hlavou válců? S tou druhou jmenovanou u naprosté většiny vyráběných motorů osobních automobilů. Třeba vozy Škody ji používají od evoluce motoru pro revolučního favorita. Starší škodovky 105/120 a 130 ale měly hlavu válců litinovou. Jedním z posledních motorů s litinou hlavou válců byl čtyřválec Ford 1.8 TDCi, nabízený do roku 2010. Tehdy jeho účinkování ukončila nastupující emisní norma Euro 5.

Lehkost proti houževnatosti

Na otázku, zda je lepším materiálem na výrobu hlavy válců hliník, nebo litina, asi neexistuje jednoznačná odpověď. Předností hliníkové hlavy válců je její relativně příznivá hmotnost. Hliník má také vyšší tepelnou vodivost, takže se u něj efektivněji využívá konstrukční opatření v podobě chlazených výfukových svodů. Díky tomu není nutné u zážehového motoru dodatečně ochlazovat při vyšším zatížení a otáčkách motoru katalyzátor dávkou benzinu a motor má tak předpoklad pro nižší spotřebu paliva.

Litinová hlava je obyčejně těžší a vyznačuje se nižší tepelnou vodivostí. V porovnání s hliníkovou hlavou je ale méně náchylná na zatížení vysokou teplotou. Pokud se někdy hlava zkroutila či praskla, téměř vždy se jednalo o hliníkovou.

Detroitský předskokan

Na předloňském autosalonu v Detroitu Ford prezentoval svůj motor EcoBoost budoucnosti o objemu 1,0 litru. Jeho zvláštností bylo tehdy značné využití kompozitních materiálů, vyráběných technologií vstřikování do připravených forem. Ford tento lehký a pevný materiál použil na výrobu některých částí motoru, mimo jiné na hlavu válců. Tehdy Ford uváděl snížení hmotnosti takto vyřešeného motoru v porovnání s konvenčním o 16 procent.

V hlavní roli kompozity

Na podzim loňského roku představila společnost Ford prostřednictvím své globální divize zaměřené na technologie patent na hlavu válců motoru, která obsahuje pouze některé části vyrobené z kovu. Jde o další evoluci výše zmíněného uplatnění kompozitů v konstrukci hnacích agregátů. Ford svoji inovativní hlavu válců nazývá „Hybridní kompozitová hlava válců“. Určitá část hlavy je totiž vyrobena z polymerového kompozitu. Cílem je snížit hmotnost této součástky. O kolik je hybridní hlava lehčí, než stejná z hliníkové slitiny či litiny ale ford neuvádí.

Ještě před tím ale zkoušeli vývojáři například klasickou keramiku, případně keramiku vyztuženou uhlíkovými vlákny. Ani jeden z uvedených materiálů se však neosvědčil, mimo jiné z důvodu nedostatečné odolnosti vůči vysoké teplotě a tlaku. Navíc keramiku lze velmi špatně tvarovat v ocelové formě.

Hybridní kompozitová hlava válců se skládá z vnitřní litinové části, „zabalené“ do polymerové kompozitní struktury. Část vyrobená z litiny nese horní část spalovacích prostorů, vodítka ventilů a také opěrné plochy pro pružiny sacích i výfukových ventilů, stejně jako ventily. Vnější polymerovou částí se přivádí olej do hydraulických vymezovačů ventilové vůle sacích i výfukových ventilů, otvory pro ventilové pružiny a přívod oleje pro vačkové hřídele.

Před dvěma lety

Související články

Témata

Diskuse: Přidat názor

Ty kecy myslí vážně?
Jirka_26
| 7. 2. 2018
Dusile, při velkých zatíženích motoru se obohacuje kvůli výkonu, aby se využil všechen kyslík přivedený do válce a zároveň se tím sníží spalovací teplota. Toto se učí na každém učilišti pro automechaniky. Katalyzátor pro správnou funkci potřebuje stechiometrickou směs a minimální teplotu. Dnes nejvíce tepla z výfuku sežere turbo a do katu už je to celkem o ničem. U atmosfér nejsou takové teploty běžné a než doběhnou spaliny do katu, expanzí se jejich teplota sníží.
Dál - pamatuji si hodně prasklých litinových hlav na škodulích, ale ani jednu na Favoritu. Hliník totiž méně tepla přijímá a více odvádí, takže tepelný tok je tam výhodnější, než u litiny. Navíc litina je křehká, takže jakékoli nerovnoměrné přehřátí motoru má mívá za následek prasknutí hlavy, u škodulí to bylo prakticky vždy mezi 2. a 3. válcem. Litinové makovice u škodulí byla otázka ceny a dostupnosti materiálu. V litině vyrobím vodítka a sedla ventilů bez přídavných dílů a vsazování. kromě toho je litina pevnější, než hliníková slitina a tak mohla být rozměrově menší.
Avatar - wakantanka
P. Dusil
wakantanka
| 7. 2. 2018
Vy toho asi moc nepamatate co? Inak by ste nenapisali to ze pukali a krutili ss hlavne hlinnikove hlavy valcov. Mam taky pocit ze skoro kazdy majitel Skody 1000, 100, 105,120 ci 130 to minimalne raz pocas vlastnictva zazil a musel riesit. Mam taky pocit ze to ci niektora hlava pukne alebo nie je skor o kvalite materialu a samozrejme tepelnom hospodarstve motora ako takeho. Teda u beznych aut nepostihnutych neodbornym tuningom ci upravenych sport.aut.

Bazar

Kupte nebo prodejte auto za nejlepší ceny
Vložit inzerát Zobrazit nabídku