Comparativa Bloque motor: aleaciones de aluminio vs aleaciones de hierro

Dicho eso, el bloque del motor que tengo ahora es un v8 de aluminio. No me preocupa del todo, la verdad. Si tuviera que repararlo creo que no tendría problema porque además, suelo estar bastante pendiente casi de forma inconsciente de qué se cuece. Hay gente que puede llevar el coche por ahí a 130 grados y se da cuenta cuando ya es tarde de hace media hora.
En este caso, con lo voluminoso que es sí prefiero que sea de aluminio. Pero un bloque LS de hierro pesa lo mismo o menos así quee... :/

 

Espero que no te refieras a un tracto camión... Ya que has sacado el tema de vehículos industriales.

Un saludo.

 

Ahora que nombras al v8, y hablando de aluminios;
siempre pensé que por aquello de oir que el m52 es una basura comparado con el m50 por el temita del bloque de fundición.... pues ahora que lo pienso; los m60/m62 no es su temperatura de servicio 110º?
Esto encajaría a la perfección con lo que comentaba el forero de que el bloque se hace para trabajar a unos rangos X. Y el problema viene cuando sales de ese rango ( primero porque no es lo normal/ y segundo, porque es imposible definir el problema.
Pfff, tengo un 35i al que varias veces se le ha ido la temperatura a lo rojo ( manguitos preciosos+ 40º), y nada, ahi sigue el mierdón. Sin embargo, tengo un conocido que se le fue al rojo su m52b22, y se le calentaba después de eso ( cambio de motor). Lo que me induce a pensar que el bloque de fundición, primero aguanta mejor el paso de los años que el aluminio, y segundo, que ante un problema, cuando las cosas no funcionan como deben, el de fundición te da más margen. Pero claro, si sacamos al motor de sus valores de funcionamiento; pues durará lo que duren los materiales digo yo.
Me quedo por aquí, que me parece sumamente interesante esto.
Mis respetos a los inginieros, aquí uno que sabe de leyes, pero que me dejas sin manual para apretar tornillos; y se pierde uno.

 

Seguramente sea una idea ya superada, pero yo tenía entendido que la ventaja importante de un bloque de aluminio es su mayor conductividad térmica, no por una cuestión de eficiencia sino porque permite durante el proceso de calentamiento que las diferencias de temperatura entre distintos puntos del bloque sean menores, lo que conlleva menores fuerzas de torsión por dilatación.

 

@4drian

Que discusión mas curiosa tenemos aquí montada.

Voy a tratar de aclarar al menos mi punto de vista de la manera mas sencilla posible:

1. No tengo nada en contra del acero, yo trabajo tanto con este material como con aluminios.

2. Si para un componente o uso concreto no requieres de muchísima rigidez "por volumen" o esta puede ser compensada adecuadamente con el disenio, en dicho caso se optara siempre por dotar al componente del menor peso posible. Si, el acero es mas rigido y con mayores resistencias pero si puedes alcanzar los requerimientos con una pieza mas ligera, porque no hacerlo?

3. Argumento de maquinaria pesada. Ok, esa industria tendrá sus requerimientos pero en un turismo no necesitas que aguante 10 recalentones, ni que pueda ser rectificado 5 veces. Cada sector tiene sus requerimientos.

3.1 Ese argumento tambien se puede emplear por el resto de la industria del motor que emplea aluminio. Lo hacen por "maldad" sabiendo que vamos a romper?

4. Vida infinita del aluminio. Que en las curvas S-N el aluminio presente cierta pendiente en su zona VHCF no significa que no haya vida infinita. El termino de vida infinita es simplemente un valor que definimos en funcion a multiples ensayos y que se da para una probabilidad de supervivencia. Por eso en analisis profundos se emplean probabilidades de supervivencia altisimas de 99.9999 (lo que implica un fallo cada millon) y para colmo se aniaden los coeficientes de seguridad. No sera vida infinta pero se tiende a infinito.

despues continuo

 

El termostato es de 95 y la version para climas cálidos es de 85. Yo también había leído lo de los 110 grados pero debe ser falso. Compré hace poco un termostato para el mio y es de 85 grados.

 

Si se requieren muchas prestaciones por parte del material por unidad de volumen, se tendrá que tirar de un material cojonudo. Ese suele ser el acero o la fundición. Hay aceros que son increíblemente resistentes después de tratar. Además es barato, y el peso, en la industria por lo general, suele ser algo deseado. Nadie huye de hacer cosas pesadas y por norma general se prefieren cosas pesadas a menos que vayan suspendidas en el aire o requieran de mega estructuras para soportarlas. Y aún así. Casi todo está MEGA sobre dimensionado. No me lo invento; ando por fábricas todos los días desde que me levanto haciendo inventacos que me saco del gorro y si uno quiere dormir tranquilo, va a lo seguro.
En los coches es otra historia y sí que comienza a tener sentido el uso del aluminio. Los recubrimientos de nikasil en los cilindros son muy duros y después de 2 centenares de miles de kms desmontas y todavía se ven las rayas del bruñido del cilindro. Pero lo mismo pasa con los bloques de fundición gris.
Por cierto, un apunte curioso. Cuando BMW ya hacía tiempo que fabricaba vehículos con bloques de aluminio, lanzó al mercado el BMW E46 M3 con el s54b32 y su bloque de HIERRO. ¿qué creéis que les hizo pensar que tal vez, para esta aplicación era mucho mejor usar un bloque de hierro en lugar de uno de aluminio? ¿a caso no era algo deseable para un vehículo deportivo, la reducción de peso que conlleva un bloque de aluminio, en el tren delantero? Pues al parecer debe haber algo interesante en ese material para que la decisión del peso y la transmisión de calor quedasen en un segundo plano. En ese momento ya existían bloques de aluminio con camisa de hierro como son los m54, desde hacía tiempo. También estaba en producción de hacía tiempo, el s62b50 con bloque de aluminio. Tanto el s62 como el s54, ambos tienen paredes entre cilindros de 4 mm. Con una pared de 4 mm yo prefiero el bloque de hierro por mucho que el aluminio sea suficiente. El s54 tiene 91 mm entre centros de cilindros y un diámetro de cilindro de 87.

Con que aguantase 1 o 2 yo ya me quedaba algo más tranquilo, pero algunos ni eso.

Yo creo que sencillamente renta que sea de aluminio aunque a priori pueda parecer lo contrario, ya que es más caro en todo. Si el bloque te lo cargas por un calentón, la reparación puede ser potencialmente más costosa que en su homólogo de hierro. No significa que necesariamente tenga que serlo. Pero la mayoría con bloques de alu prefiere cambiar de motor antes que reparar. De todas formas yo creo que ellos piensan que la vida del motor de aluminio está por encima de la vida del coche y por eso la durabilidad del motor es suficiente.

Por eso indico en el coment que hice que cualquier pieza que esté mínimamente solicitada no va a ser de aluminio. Por norma general. Un caso particular que a mi me sorprendió bastante, fue el uso de aluminio en bielas, para máquinas de uso industrial. Tipo, compresores y motogeneradores. En un determinado momento tuve que hacer un estudio más detallado de los esfuerzos de esas piezas. Una biela cuando se aproxima al PMS tiene que soportar la carga de la inercia del pistón que cambia el sentido de movimiento (de subir a bajar). A las rpm de trabajo de un motor de estos, que suele rondar entre 750 y 1500 rpms las fuerzas de inercia suelen ser del orden de 30 kg para pistones de 70 mm de diámetro. Lo cual es despreciable. En un motor de combustión interna a 12 mil rpms puede generar del orden de 4 toneladas la fuerza de inercia. Cuando se tiene en cuenta la acción del gas y en situaciones que a priori pueden ser más desfavorables como pueda ser una diferencia grande de presión entre la aspiración y la descarga, la realidad es que ni si quiera llega a estar solicitada a tracción nunca. Puesto que diferencias de presión elevadas entre la aspiración y la descarga conllevan rendimientos volumétricos bajos, la expansión de los gases atrapados en la zona neutra del PMS a la presión de descarga anulaban por completo las fuerzas de inercia del pistón. En ese caso cobra todo el sentido del mundo utilizar aluminio para esos motores. En ningún caso en situaciones de funcionamiento normal llegaban a estar solicitadas.

 

https://www.realoem.com/bmw/enUS/showparts?id=HE51-EUR-01-1994-E34-BMW-540i&diagId=11_4895

La pieza n°7. Es un termostato normal y corriente. Con catalizador el de 95. Para climas cálidos el de 85. Sin catalizador, el de 85 también. Quizás el m62tu sí que llevase eso que dices.

 

Interesantísimo hilo, la verdad

 

¿Conoces algún artículo de divugación que hable de ello?
La bibliografía densa, preguntaba por ella en la página anterior, aunque no entendamos nada, al menos a mí me gustaría tener esa información, y colgada en el hilo lo complementaría muy bien.

 

@4drian

1. S54. Ese argumento se le puede dar la vuelta. Si BMW conocia las bondades de la fundición, porque a partir del S65 paso a aluminio (que por cierto es 15 kg mas ligero que el S54 siendo un V8; diferencia de peso del motor completo ojo). Despues se paso al S55 con un closed deck con paredes LDS, similar al S58.

2. Bielas. Donde he dicho yo que haya que construir todo en aluminio? lo repito y creo que yo me retiro de la batalla, cada aplicacion tienen sus requerimientos y en algunos el empleo de aluminio puede ser muy adecuado y uno de ellos es en bloques motor de vehiculos ligeros turismos para uso convencional.

Y por mi queda concluido el tema aluminio vs fundición.

 

Lamentablemente casi toda la bibliografía que manejo es en alemán, y en muchos casos son con licencias que tenemos por el trabajo. Pero puedo mirar a ver si encuentro algo de acceso publico y que este en espaniol o al menos en ingles.

 

gracias, ¿qué términos de búsqueda son claves? Para ver si encuentro algo también.

 

Por mi también concluye hahaha

Sabía que se sacaría el tema del s65 y s85.. de hecho menciono el s62 que reúne unas caracteristicas similares y sin embargo sí es un bloque duro de coj*nes. Sin embargo la durabilidad de ese bloque ha generado una necesidad en sus propietarios de la que varias empresas se han aprovechado. Y esas empresas se dedican a encamisar esos bloques para darles una segunda vida. No vas a ver eso en un bloque de fundición.





Eso sin contar con los problemillaa de cojinetes de s65 y s85 que bueno... no sé si se conoce ya el origen del problema... de todos modos no creo que sea tan achacable al material del bloque como tal vez al propio diseño del mismo.

 

Sinceramente, esto es vergonzoso.

 

E incluso me atrevería a decir que quizás al haber trabajado menos tiempo en frio en (pongamos) 300mil kms se habrá ahorrado bastantes desgastes internos, que no olvidemos que cuando más se dan es en frio.

Como ya se ha dicho, a mismos niveles (altos evidentemente) me quedo con el aluminio-aleación. Y desde luego, con un 328i E36 antes que con un 325i.

PD: Nunca he conocido un caso de M52 con problemas de desgaste en las camisas de los cilindros (normalmente, cuando hay alguna fatiga interna cambiando segmentos de pistones y retenes se queda un motor nuevo), o gripajes raros no producidos por problemas máximos de refrigeración o falta de lubricación. Y conozco casos de maltrato/dejadez que para mí se quedan.

 

Claro hombre, claro. Y echando gasolina sólo.

Lambo, Pagani, Ferrari, McLaren, Koenigsegg, Bugati, ///M, AMG, e incluso los Formula 1 deberían llevar todos el dichoso 2JZ ese y no gastarse un duro más en desarrollar motores.

Cuando daño a hecho A todo gas y el Supra naranja del Bryan, Dios...

 

¿De oir de la boca quien? ¿del borracho del bar Paco o de tu cuñao el de Malagón?

Lo que hay que leer, Dios de mi alma...

 

Pero es que eso no me demuestra nada. No se para que son esas preparaciones ni requerimientos. Estamos hablando de un motor de un coche de calle. Y que si lenie, que si le metes un recalenton de la leche, lo usas para trackdays todos los dias del anio, le metes un turbo, al final tienes que hacer el bloque no de acero sino de adamantio y cuerno de unicornio.

Y en la segunda foto esta mecanizado. El espesor en esa zona es de 6 mm (98 de distancia entre cilindros y 92 de diametro).

Si como dices trabajas en el sector como yo, deberias saber mejor que nadie que uno tiene que cumplir las especificaciones y requerimientos no superarlas por muchisimo.

El S65 como buen motor atmosferico que es, tiene unas presiones maximas medias de combustion bajas de poco mas o menos 80 bar (cuando los nuevos motores turbo puede llegar a valores cercanos al doble). Con dichas presiones puedes hacer tu disenio del bloque mas esbelto sin tener problemas. Y los 6 mm de espesor entre cilindros sera suficiente, que tu quieres ponerle 20 mm de 42CrMo4 por mi adelante.

Mira que ya no queria continuar pero es que me tentais.

 

Please, hagamos un ejercicio de modestia y humildad y no tratemos de sacar conclusiones de fotos aleatorias de internet y asumamos que unos ingenieros bien remunerados (algunos procedentes de la F1) hacen su trabajo con mas conocimientos e informacion.

Como dije al companiero en esa foto el bloque tiene que estar mecanizado porque el espesor del S65 entre cilindros es de 6 mm.

 

Justo eso digo mismo. A ver oído / leído que los bloques de fundición son más duros.
Pero eso mismo trataba en el mensaje, que parece que es algo desde la mesa del bar.
Yo solo quería aprender, un pooooquito jajaja.
Nada, simplemente eso, que no tengo niputa idea de estas cosas, y comentaba eso, que siempre había oído eso, y en este hilo se va dando la vuelta a latortilla.

 

Discutiremos el concepto con el fin de discutirlo

A ver, tanto el s62b50 como el s65 y el s85 tienen 4 mm de pared de cilindros. Es un tema más que discutido en muchos lugares. Ojalá fueran 6 mm. El bloque del s62 proviene de un m60, y ese sí que se diseñó con un buen margen de seguridad. El s62 es un m60 "trucao", y punto. A la vista está que 4 mm son suficientes, pero desde luego se me antojan algo justos.

La discursión original era si un bloque de aluminio era tan duradero, resistente, rígido, fuerte, duro (o lo que queráis) o más que un homólogo de fundición.
La respuesta es NO. La durabilidad de un bloque de alu no es mayor, por norma general. Habrán sus excepciones. Otra cosa es que todos vosotros tengáis un bloque de aluminio y queráis dormir tranquilos. Bueno, si os consuela autoconvenceros de lo contrario, por mi bien.

Aunque todo depende, claro. Ahora, que se pueden diseñar bloques de aluminio duraderos, tanto como uno de fundición, pues sí, seguro. El diseño juega su papel, por supuesto.

 

A ver, eso es despues de mecanizarlo para meter las camisas de fundición. Lo hacen precisamente para darle una segunda vida o para que aguante más tute. Que realmente el bloque ese, el s62, lo aguanta a pesar de todo. Pero bueno. No es lo mejor. Ese es el resultado de diseñar cumpliendo con los requerimientos o especificaciones

 

Es lo que tienen los motores sobrealimentados. Nadie negará que es un motor especialmente duro. Las cosas como son.

 

Relaja la raja amigo.

 

Estoy de acuerdo. Como digo, esas fotos son después de mecanizado para meterle camisas de fundición. El bloque tiene paredes de 4 mm. Y es suficiente y estará más que bien calculado. Porque no dan margen para nada más hahaha

De todos modos, no es el tema que tratamos aquí, si eso está bien diseñado o no. Sólo apunto a que, al hecho de que esos motores se han diseñado justitos, encima son de aluminio. Con lo cual, ahí queda poco margen para nada.

 

@4drian

Puedes pasar un link donde digan que es 4mm.

S65 distancia entre cilindros 98 mm diámetro 92...6 mm de espesor. Como se obtienen 4 mm?

Te aseguro que son 6mm.