TUPY APRESENTA BLOCO DE FERRO FUNDIDO COM O MESMO PESO QUE O ALUMÍNIO
Com mais de 20 anos de experiência em desenvolvimento e produção de componentes estruturais em ferro fundido vermicular (CGI), e em colaboração com SinterCast e Ricardo, a Tupy apresenta um novo conceito na fabricação de motores para veículos de passeio, visando atender pequenos motores movidos a gasolina, etanol ou combustíveis sintéticos, bem como aplicações híbridas.
O método combina as vantagens das propriedades superiores e da pegada de carbono do CGI ao novo design para fornecer um motor em ferro fundido com o mesmo peso de um em alumínio.
O ferro fundido vermicular, do inglês Compacted Graphite Iron (CGI), tornou-se, efetivamente, o material padrão para produção de blocos e cabeçotes para veículos pesados e veículos de passeio tipo V com motor a diesel.
No entanto, o CGI ainda não estabeleceu uma referência de produção em série no setor de motores a gasolina em veículos leves, o qual compreende a maior parte do mercado global de veículos de passeio.
A Tupy iniciou um amplo programa de desenvolvimento para demonstrar os potenciais benefícios do CGI às aplicações em motores menores e movidos a gasolina. O desenvolvimento será apresentado hoje no Simpósio de Motores 2022 de Viena.
A partir de um motor de última geração de três cilindros de 1,2 litros, baseado em um bloco de alumínio, a Tupy reprojetou o bloco.
As superfícies de rolamento e as áreas estruturais foram especificadas em CGI de alta resistência, enquanto os compartimentos externos do bloco foram fabricados exclusivamente com plástico PA66GF30 de baixa densidade e alta durabilidade.
O motor revisado foi atualizado simultaneamente para uma configuração híbrida com tensão de 48 volts para demonstrar ainda mais o potencial do CGI em motores pequenos a gasolina e em aplicações híbridas e de extensor de alcance.
Beneficiando-se de maior resistência, a alternativa cgi exigiu 54% menos metal do que o motor de alumínio original, aumentando a área de respiração do cárter em um fator de 2,25 vezes
Os blocos de CGI e estruturas estabilizadoras foram produzidos na operação da Tupy em Saltillo, México, incorporando tecnologia de ponta de parede fina nominal de 2,7 mm, rolamentos principais divididos por fratura e uma inovação no setor para CGI: Grau CGI 550, com mais de 550 MPa de resistência à tração.
A introdução do CGI 550 fornece pelo menos 1,8 vezes maior resistência, o dobro da rigidez e mais que o dobro da resistência à fadiga do alumínio usado no motor original.
Beneficiando-se de maior resistência, a alternativa CGI exigiu 54% menos metal do que o motor de alumínio original, aumentando a área de respiração do cárter em um fator de 2,25 vezes.
Análises modais demostraram que os modos de flexão globais do bloco CGI 550 foram 5% maiores, enquanto as capas principais dos mancais individuais foram 20-40% maiores, devido às contribuições combinadas da rigidez do material e do conceito de design de barras estabilizadoras.
Em última análise, a alternativa CGI forneceu o mesmo peso que o derivado, com tensão de 48 volts, do conjunto original do bloco de de alumínio, terminando em 20,06 kg para CGI e 20,47 kg para alumínio.
As dimensões externas do bloco de CGI foram intencionalmente mantidas iguais às do bloco de alumínio, a fim de permitir que os componentes do motor original de alumínio fossem montados no motor CGI para testes de durabilidade.
O motor CGI passou com sucesso no teste de durabilidade da prova de conceito, de cerca de 100 horas, incluindo períodos de operação a plena carga de 5.000 rpm e 183 Nm, proporcionando paridade de peso, desempenho e densidade de potência.
Embora a transferência das dimensões do motor de alumínio tenha permitido a montagem de um motor em funcionamento, estima-se que uma abordagem de design limpa (clean-sheet), teria permitido até 5% de redução de peso adicional para o novo conceito de design CGI.
Fonte: Revista Ferramental
