Anonim
Image
Et af de første elementer på listen "funktioner" over Yamahas nye YZF-R1 / M er bruddelte titaniumforbindelsesstænger. Fordelen ved at bruge titanstænger er, at selv om de kan udvise styrke- og træthedsegenskaber, der svarer til dem med højstyrkestål, har deres materiale kun 60 procent af tætheden af ​​stål. Letere vægt betyder reducerede bærebelastninger, lavere vibrationer og et potentiale for lettere opnåelse af ydeevnen ved højere omdrejninger pr. Minut. I den umiddelbare fortid har vi set vedtagelsen af ​​smedte aluminiumstempler og smedede forbindelsesstænger i højtydende motorer, og Yamahas flytning til titanstænger er et yderligere skridt langs den samme vej. Efterhånden som motorer udvikler deres kraft ved højere omdrejninger, skal frem- og tilbagegående dele blive lettere og stærkere.

Titanium kon-stænger er ikke nye. Jack Williams, far til den tidligere Norton-ingeniør Peter Williams, vidste i 1953, at det lette metal blev vedtaget til rumfart og arrangerede at "erhverve" nok til at fremstille teststænger til AMC-enscylindrede racere, som han derefter udviklede. Da Superbike blev den varme amerikanske roadracing-klasse i midten af ​​1980'erne, fik letvægtsstænger fra Jet Titanium en masse presse. Honda adopterede senere titanstænger til sin lavproduktions RC30. Sådanne stænger blev blanket ved savning eller vandstråleskæring fra pladen, derefter bearbejdet til dimension.

Yamahas bruddelte stænger er noget nyt. Frakturdeling er en teknik, der nu bruges i bilindustrien til at fremskynde produktionen af ​​stålstænger ved at eliminere separat bearbejdning af stangkappen. Normalt skal der være enten rillinger eller stifter for at forhindre relativ glidning af hætten mod stangen. Dette gøres endnu mere problematisk af den ekstra vanskelighed ved bearbejdning af titan. Hvert trin koster penge og tid, som begge tilføjer omkostninger. Ved at udvikle en måde at anvende denne højproduktionsbrudssplitningsteknologi på titanstænger, fortæller Yamaha verden, at den planlægger at bruge nok af sådanne stænger til mere end at betale for F & U. Dette indebærer titanium stænger, ikke som dyre nysgerrigheder i homologation specials, men som rutinemæssige dele til produktion gadecykler!

Opfinderne opført på Yamahas patent er tunge møbler. Tsuyoshi Kubota udviklede en modstandssvejsemetode til limning af ventilsæder til aluminiums cylinderhoveder (snarere end normal pressetilpasning), hvilket muliggør så meget som en 50-graders Celsius reduktion i ventilens temperatur. Hiroshi Yamagata udviklede supersterke pulvermetallurgistempler, som blev brugt i Yamahas YZR500 Grand Prix-cykler i 1990'erne.

Fraktursplittende stål er relativt let, men titan's høje "forlængelse før fiasko" er et stort problem. Titanium er hårdt. Når en pistolkugle rammer glas, stråler brud med lydens hastighed, og kuglen blæser igennem. Men når kuglen rammer hård Lexan-plast, strækker plastikken sig ind i en "heksefinger", hvilket bremser kuglen til et stop. At skulle strække den hårde plast indtil videre bruger kuglens energi. Denne strækning er forlængelse, og det får titan til at modstå brud meget.

Image
Kubota og Yamagata tilføjede derfor adskillige teknikker til at reducere titan's brudsejhed, bare i det område, hvor bruddelingen var ønsket. De vidste, at resten af ​​stangen måtte være i en tilstand, der giver den den høje styrke og forlængelse så attraktiv som et kon-stangmateriale. Smedte metalfrakturer lettere i en retning parallelt med kornstrømslinierne produceret i smedningsprocessen, og brud er vanskeligere, hvis det skal skære gennem disse strømningslinjer.

Ved at bruge en tofaset titanlegering (en indeholdende to forskellige krystalvaner, alfa og beta), havde Kubota og Yamagata deres valg af to manifestationer af de mindre faser: 1) en "ligestillet" form, der har høj styrke og forlængelse ; og 2) en "acicular" form, der er mere sprød og mindre stærk.

Ligesom det svejste stål fra US WW's ”Liberty” -skib, har titan en skør-til-duktil overgangstemperatur. Nogle Liberty-skibe led i den nordlige Atlanterhavs kolde katastrofale skrøbelige svigt i deres svejsninger, og i nogle tilfælde blev de brutt i to. På trods af det faktum, at dette overgangspunkt for titan er over stuetemperatur, fandt Yamahas udviklingsteam, at nedsænkning i flydende nitrogen (-341 grader Fahrenheit) hjalp brudprocessen.

Image
Yamaha ekstruderer først en bjælke, hvis tværsnit stort set er det for en forbindelsesstang. Dette bevirker, at smedestrømningslinjerne er parallelle med det fremtidige planlagte brudplan. Varmebehandling placerer alfafasen af ​​legeringen i akulær form (lange strålende nåle, med en virkning som den som flager grafit i støbejern; "brud på den stiplede linje"). Denne lange stang bliver derefter savet i individuelle stangemner. Når disse emner derefter smedes til deres næsten endelige form, gøres smedningsprocessen mere kraftig i stangens hoveddel, hvilket får den akulære alfakonstruktion til at omdanne sig tilbage til den ligebehandlede struktur, der er essentiel for høj styrke. Men i det specifikke område, hvor bruddelingen er ønsket, er smedningen mindre kraftig, således at den mere sprøde acikulære alfakonstruktion bevares der. Nu er stangen færdigbehandlet. På ID'et for den store ende skæres små riller for at starte og lede bruddet i det næste trin.

Lige inden stangen anbringes i en faldende bruddelende armatur, afkøles den ved nedsænkning i flydende nitrogen. En faldende vægt falder og rammer en kil, som hurtigt anvender trækspænding, der har tendens til at adskille stangkappen fra stangens hoveddel. Fraktur begynder ved de skårne riller og bevæger sig udad. Den resulterende brudoverflade har uregelmæssigheder kaldet "minut komplementære træk" i patentet, som samles, når de samles igen, hvilket forhindrer relativ glidning mellem hætte og stang. Udover at sænke produktionsomkostningerne forbedrer sprækkesplitningen også rundheden i den store ende og øger dermed bæreevnen for de bærende skaller, der vil blive samlet deri.