Estudio de la Performance de un Motor con Pistones de Aleaciones Nanoestructuradas de base Al

E. FERNÁNDEZ; M. BONELLI; G. GARZON; D. MARINO; A. CIAPETTA; J. ERRAZQUIN; F. AUDEBERT

Merlo

Congreso; 100 Reunion de la AFA; 2015

AFA

Las aleaciones de Al-Si hipereutécticas de Al-Si obtenidas por Solidificación Rápida tiene una microestructura compuesta por partículas de Si y precipitados intermetálicos con dimensiones del orden de los 0.1 a 1 µm distribuidas en una matriz de Aluminio. La fracción en volumen de dichas partículas es mucho mayor que la que poseen las aleaciones convencionales de Al-Si, como la AA4032 (12%Si) que se emplean comúnmente en pistones de motores alternativos de combustión interna. Esta característica les confiere una mayor resistencia mecánica en un amplio rango de temperaturas. La mayor fracción de Si en la aleación le provee además un mayor módulo de Young, menor coeficiente de dilatación térmica, y una menor densidad lo cual se traduce en una mayor resistencia mecánica específica. Estas condiciones hacen a estas aleaciones de gran interés para su uso en partes dinámicas de motores, como pistones y bielas. El uso de pistones con menor masa que los originales en un motor proporciona una reducción de las fuerzas de inercia, lo cual contribuye a una mayor potencia de salida en el motor o a un menor consumo de combustible a igual potencia.En este trabajo se estudió la performance de un motor Renault C2L700 de 1600 c.c. mediante mediciones en banco de ensayo de la potencia, torque y consumo de combustible en función de la velocidad. El motor fue ensayado con los pistones originales de aleación AA4032 y luego con pistones diseñados y fabricados en aleaciones hipereutécticas de Al-Si con 20% y 30% Si. Las aleaciones hipereutécticas de Al-Si producidas por solidificación rápida fueron provistas por la empresa RSP Bv y los pistones fueron elaborados por forja y mecanizado por la empresa IAPEL SA.Con una reducción media del 11,5% en la masa de los pistones se obtuvo un aumento máximo de potencia del 8.6% a 5500 rpm y una reducción máxima del consumo de combustible del 12% a una velocidad de 4500 rpm.Se presentan las características de la aleación hipereutéctica de Al-Si empleada, y los resultados de los ensayos de motor en banco de ensayo.