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11/06/2012 FEDERAL-MOGUL POWERTRAIN
 

FEDERAL-MOGUL Analisi bidimensionale a ultrasuoni per pistoni

Norimberga, 11 giugno 2012. Federal-Mogul Corporation (NASDAQ: FDML) ha sviluppato un innovativo sistema di analisi ad ultrasuoni bidimensionale che consente di creare una nuova generazione di pistoni molto performanti, in grado di supportare i costruttori nella spinta ulteriore al downsizing dei motori. Nella sua prima applicazione, la capacità di raffreddamento dovuta al pistone a galleria alzata ottenuto tramite questo innovativo sistema ha consentito al cliente Federal-Mogul una riduzione fino al 30% delle emissioni di CO2, rispetto alla generazione di pistoni utilizzati in precedenza senza galleria alzata. La prima produzione di pistoni Federal-Mogul a galleria alzata ha contribuito anche ad un aumento del 25% della potenza specifica, mantenendo il pistone a temperature decisamente inferiori al limite accettabile di 400°C. Nelle stesse condizioni, la camera di combustione ricavata nel cielo di un pistone tradizionale avrebbe il 43% in più di probabilità di stress, e la sua temperatura raggiungerebbe i 440°C.

“Il downsizing dei motori diesel, con l’obiettivo di ridurre i consumi e le emissioni di CO2, aumenta la potenza specifica e incrementa i carichi termici e meccanici che i pistoni devono sopportare”, afferma Gian Maria Olivetti, Federal-Mogul’s vice president for technology and innovation, Powertrain Energy. “Con lo sviluppo di motori molto performanti, il rischio di cedimento del pistone è aumentato in modo significativo in quanto le migliorie apportate a materiali e geometrie, oltre al modo di raffreddarlo, hanno raggiunto il loro limite fisico. L’innovazione apportata da Federal-Mogul nelle tecniche avanzate di testing, nella scienza dei materiali e nei processi produttivi riduce enormemente le limitazioni legate alle strategie del downsizing dei motori diesel.”

I moderni pistoni diesel presentano una galleria di raffreddamento attraverso la quale l’olio fluisce costantemente. La posizione, così come la geometria della galleria, hanno un impatto significativo sulla temperatura operativa del componente e sulla sua durata. Più vicina risulta la galleria alla camera di combustione ricavata nel cielo del pistone, maggiore è il calore che può essere dissipato consentendo così ai costruttori di motori di poter aumentare le temperature di combustione e le pressioni, per migliorare i consumi e ridurre le emissioni.

Un sistema standard di testing a ultrasuoni monodimensionale è in grado di identificare delle difettosità, ma non di determinarne posizione e grandezza. Il sistema bidimensionale sviluppato da Federal-Mogul fornisce, al contrario, 125.000 punti di misura ogni 30 secondi. La tecnica consente agli ingegneri Federal-Mogul di determinare in modo accurato la forma e posizione delle difettosità, fornendo dati preziosi per lo sviluppo del processo di fusione. Informazione che consente di ottenere una qualità omogenea nei componenti finiti ad alta precisione.

“In passato, è risultato difficile ottenere pistoni con posizione e dimensioni ottimali della galleria di raffreddamento”, afferma il Dr. Frank T.H. Doernenburg, Federal-Mogul director of technology, pistons and pins. “Il nuovo sistema di test di Federal-Mogul ha rimosso questa barriera. Il nostro processo è non distruttivo, controlla completamente la qualità del processo di fusione e contribuisce allo sviluppo di sistemi avanzati di fusione, dando agli sviluppatori di motori sostanzialmente maggiore libertà per migliorare l’efficienza dei motori.”

Federal-Mogul ha validato la sua tecnologia bidimensionale di testing andando a sezionare e a campionare centinaia di pistoni, correlando le immagini ad ultrasuoni con i metodi di test distruttivi. La ricerca ha portato allo sviluppo di tool software così come di un numero di parametrici fisici chiave quali la geometria della sonda, la lunghezza d’onda, la forma del fascio e il suo fuoco.

Le performance di un pistone possono migliorare in modo significativo grazie al processo ultrasonico di testing e analisi sviluppato da Federal-Mogul, che sta diventando quindi una tecnologia capace di portare a powertrain più efficienti. La tecnologia è stata sviluppata nel Centro Tecnico di Norimberga e ha ricevuto di recente l'Automotive News PACE Award 2012.



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