Ensayos en componentes de motor

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Ensayo de bielas

Ensayo de fatiga en bielas: El colectivo de carga de bielas exige un diseño, incluyendo los materiales empleados, que cumple con las exigencias requeridas. El límite de fatiga de una biela se estima en unos N = 5 x 10⁶ ciclos. La biela se puede clasificar en tres rangos de medición. Para el ensayo, ambos ojetes deben someterse a carga en condiciones reales, a saber, con juego y en un rango de temperatura de 90 a 120 °C, en medio aceitoso. El pulsador de alta frecuencia de ZwickRoell Vibrophore con mordazas especiales tipo horquilla alcanza una frecuencia de ensayo de hasta 250 Hz. Con su elevado volumen de probetas y bajo consumo de energía alcanzan costes operativos bajos.

Ensayo de cigüeñales

Para ensayos de fatiga en cigüeñales se puede emplear el pulsador de alta frecuencia Vibrophore, pero también una máquina de ensayos servohidráulica. En el caso representado, se determina la curva de Wöhler según la norma DIN 50100. Debido a la frecuencia relativamente baja de 10 … 30 Hz, en este caso, se ha empleado una máquina de ensayos servohidráulica La fatiga se produce a través de la carga por flexión, aunque la mesa y el útil de ensayos están diseñados de manera que se pueden ensayar todos los segmentos del cigüeñal si se va cambiando de punto de sujeción. Como límite de fatiga se estiman unos N = 3 x 10⁶ ciclos. Se realizan ciclos sinusoidales controlados por carga siguiendo el método escalonado. Posibilidad de realizar ensayos de fatiga con carga por torsión con la misma máquina

Segmento cigüeñal

Segmento de un cigüeñal bajo carga dinámica en un pulsador de alta frecuencia.

Segmento cigüeñal

Segmento de un cigüeñal bajo carga dinámica en un pulsador de alta frecuencia.
Ensayo de flexión dinámico

Generalmente, los ensayos se realizan a una frecuencia de 10 a 30 Hz.

Ensayo de flexión dinámico

Generalmente, los ensayos se realizan a una frecuencia de 10 a 30 Hz.
Cigüeñales rotos

Cigüeñales tras un ensayo de fatiga

Cigüeñales rotos

Cigüeñales tras un ensayo de fatiga

Ensayo de resortes de válvula

ZwickRoell ofrece un dispositivo para el ensayo de compresión de muelles de precisión que, junto con una máquina de ensayos monocolumna (zwickiLine) y la electrónica de control testControl II, es ideal para el ensayo de resortes de precisión. El dispositivo es muy resistente a fuerzas transversales y está asegurado contra sobrecargas. Los platos de compresión lijados y desimantados se encuentran alineados a un paralelismo de 1 µm / 10 mm. Las guías de precisión sólo permiten el movimiento completamente vertical de los platos de compresión. Con la célula de carga de alta rigidez y resistente a fuerzas transversales se reducen eficazmente los errores de medición producidos por deformación o por las fuerzas laterales de los muelles. El programa de ensayo de testXpert correspondiente está adaptado al ámbito del ensayo de muelles y resortes. Con el dispositivo de compresión para resortes de precisión, se pueden aprovechar al máximo las posibilidades del equipo.

Ensayo de válvulas⁽²⁾

Ensayo de dureza en válvulas

Debido a la fuerte carga térmica y dinámica a la que se someten los componentes del motor, es necesario realizar varios ensayos destructivos y no destructivos para la garantía de calidad. Según la especificación, se utilizan los métodos de ensayo de dureza Vickers, Knoop, Rockwell y Brinell.

Ensayo de dureza en válvulas

Debido a la fuerte carga térmica y dinámica a la que se someten los componentes del motor, es necesario realizar varios ensayos destructivos y no destructivos para la garantía de calidad. Según la especificación, se utilizan los métodos de ensayo de dureza Vickers, Knoop, Rockwell y Brinell.
Ensayo de alta temperatura en válvulas

Las válvulas del motor son fundamentales para una combustión óptima. Para incrementar más la eficiencia del motor, se toman muchas medidas para garantizar un diseño más ligero, robusto y rentable de estos componentes. Los ensayos a altas temperaturas ayudan a definir la combinación de materiales ideal para cada aplicación.

Ensayo de alta temperatura en válvulas

Las válvulas del motor son fundamentales para una combustión óptima. Para incrementar más la eficiencia del motor, se toman muchas medidas para garantizar un diseño más ligero, robusto y rentable de estos componentes. Los ensayos a altas temperaturas ayudan a definir la combinación de materiales ideal para cada aplicación.

Ensayos en el bloque del motor

Los motores de combustión están formados por tres componentes principales: el bloque del motor (cuerpo cilíndrico), el cigüeñal y la transmisión. El bloque cilíndrico puede estar formado por una pieza o por varios cilindros individuales. Está formado por una o varias piezas de fundición, que pueden estar fabricadas de hierro fundido o, cada vez más, de metal ligero, p. ej. aluminio o también compuestos de metales ligeros aluminio/magnesio. El bloque cilíndrico está sometido a muchas solicitaciones, tales como los momentos de inercia, de torsión o las fuerzas de la trasmisión de fuerzas gaseosas del cabezal del cilindro hacia los cojinetes de los cigüeñales.

Ensayo de cadenas de distribución

El pulsador de alta frecuencia es ideal para la determinación de las características de fatiga de cadenas en la producción en serie. Con una frecuencia de ensayo de hasta 50 Hz, se pueden determinar las propiedades y los límites de fatiga, tanto de cadenas sinfín como de componentes de cadenas individuales (p. ej. eslabones con pinzas). La electrónica de control ha sido desarrollada específicamente para el ensayo de cadenas. Como consecuencia, también se pueden medir cadenas con grandes cambios de atenuación. Además, también se puede adaptar a normas de ensayo específicas de cada empresa siempre que se desee.

Ensayo en inyectores

La extensa caracterización de capas y revestimientos finos o de superficies pequeñas en combinación con la resolución de carga y recorrido adecuadas forman parte de los campos de aplicación del equipo de ensayos nanomecánico universal ZHN. Entre estos campos de aplicación, se encuentra la medición y el módulo de indentación y la dureza Martens, según la norma ISO 14577.

Ensayo en árboles de levas

Por su campo de aplicación, los árboles de levas deben tener capacidad para soportar cargas de torsión permanentes. En el marco del control de calidad integrado en la producción se pueden utilizar máquinas de ensayos de torsión. En el árbol de levas, se determina el par de torsión a partir del cual se sueltan las conexiones de los componentes. Algunas secciones del árbol de levas se sujetan horizontalmente en la máquina de ensayos de materiales y se someten a un par de torsión creciente de hasta 1000 Nm. Es especialmente interesante la deformación elástica y plástica que presentan los componentes del árbol de levas entre sí. El ángulo de torsión se mide sin contacto a través del extensómetro óptico por láser laserXtens de ZwickRoell.

TorsionLine 500

Ensayo de torsión en árboles de levas con Nmáx. 500 Nm. La medición del ángulo de torsión se efectúa con un extensómetro láser.

TorsionLine 500

Ensayo de torsión en árboles de levas con Nmáx. 500 Nm. La medición del ángulo de torsión se efectúa con un extensómetro láser.
Medición del ángulo de torsión

El laserXtens se basa en el principio del láser Speckle y mide las deformaciones por torsión sin contacto.

Medición del ángulo de torsión

El laserXtens se basa en el principio del láser Speckle y mide las deformaciones por torsión sin contacto.
TorsionLine con laserXtens

La serie TorsionLine de ZwickRoell ofrece un grado máximo de rigidez y garantiza una medición de gran precisión del ángulo de torsión en todo el rango del momento de torsión.

TorsionLine con laserXtens

La serie TorsionLine de ZwickRoell ofrece un grado máximo de rigidez y garantiza una medición de gran precisión del ángulo de torsión en todo el rango del momento de torsión.
Ensayo de dureza

ZwickRoell ofrece diferentes opciones de ensayo para la medición de la dureza en árboles de levas.

Ensayo de dureza

ZwickRoell ofrece diferentes opciones de ensayo para la medición de la dureza en árboles de levas.

Ensayos a altas temperaturas

Tanto en aplicaciones como la construcción de motores, plantas energéticas, turbinas y plantas químicas, el comportamiento del material a altas temperaturas hasta aprox. 1.600 °C y superiores es de gran importancia. Para ello, se realizan sobre todo ensayos de tracción, pero también de flexión a altas temperaturas.

Ensayo de fatiga a altas temperaturas

Ensayo de fatiga a altas temperaturas
Ensayo de tracción en hornos de vacío

Ensayo de tracción en hornos de vacío
Ensayo de tracción con calentamiento por inducción

Ensayo de tracción con calentamiento por inducción
Ensayo de flexión a altas temperaturas bajo gas protector

Ensayo de flexión a altas temperaturas bajo gas protector

High Performance Testing – Motorsport Company Relies on ZwickRoell's Testing Technology

Numerous automobile manufacturers participate in different motorsport leagues to not only enhance their image but also to test their components under extreme conditions. They also use the knowledge they gain through tests to develop series models that are suitable for customer racing. One of the largest automotive manufacturers will soon use a ZwickRoell testing system to assist in product development.