Todo o que sempre quixeches saber sobre o aluminio (tubo cadrado de aceiro suave)

O aluminio está en todas partes onde se require unha estrutura lixeira ou unha alta condutividade térmica e eléctrica.A típica moto deportiva ten un bloque de cilindros, culata e cárteres de aluminio, ademais dun chasis e un basculante de aluminio soldado.Dentro do motor, a aplicación crucial do aluminio son os seus pistóns, que ao conducir tan ben a calor son capaces de sobrevivir á exposición a temperaturas de combustión moi superiores ao seu punto de fusión.As rodas, os radiadores de aceite e de refrixeración, as pancas manuais e os seus soportes, as coroas de garfo superior e (a miúdo) inferiores, os tubos de garfo superiores (en horquillas USD), as pinzas de freo e os cilindros mestres son tamén de aluminio.

Todos miramos con admiración un chasis de aluminio cuxas soldaduras semellan á legendaria pila caída de fichas de póquer.Algúns destes chasis e basculantes, como os dos pilotos 250 de dous tempos de Aprilia, son graciosas obras de arte.

O aluminio pode ser aliado e tratado térmicamente con resistencias superiores á do aceiro suave (resistencia á tracción de 60.000 psi), pero a maioría das aliaxes maquinan rapidamente e facilmente.O aluminio tamén pode ser fundido, forxado ou extruído (que é como se fan algunhas vigas laterais do chasis).A alta condutividade térmica do aluminio fai que a súa soldadura requira moito amperaje, e o metal quente debe estar protexido do osíxeno atmosférico mediante protección de gas inerte (TIG ou heliarco).

Aínda que o aluminio require grandes cantidades de electricidade para gañarse do seu mineral de bauxita, unha vez que existe en forma metálica, custa pouco de reciclar e non se perde pola oxidación, como pode ser o aceiro.

Os primeiros fabricantes de motores de motocicleta adoptaron rapidamente o entón novo metal para os cárteres, que doutro xeito tería que ser de ferro fundido pesando case tres veces máis.O aluminio puro é moi brando; recordo a rabia da miña nai polo uso de meu pai da súa dobre caldeira de 1.100 aliaxes como trampa improvisada de BB: o seu fondo converteuse nunha masa de coviñas.

Pronto descubriuse a maior resistencia dunha aliaxe simple con cobre, e foi unha aliaxe que o pioneiro automovilístico WO Bentley utilizou nos seus pistóns experimentais de aluminio anteriores á Primeira Guerra Mundial.Nas probas consecutivas contra os pistóns de ferro fundido que entón dominaban, os pistóns de aluminio de primeiro intento de Bentley aumentaron inmediatamente a potencia.Correron máis fríos, quentaron menos a mestura de combustible e aire que entraba e conservaron máis a súa densidade.Hoxe, os pistóns de aluminio úsanse universalmente nos motores de automóbiles e motocicletas.

Ata a chegada do avión 787 de plástico reforzado con fibra de carbono de Boeing, era un feito básico da aviación que o peso baleiro de case todos os avións era o 60 por cento de aluminio.Mirando os pesos e resistencias relativos do aluminio e do aceiro, isto parece estraño ao principio.Si, o aluminio pesa só o 35 por cento do que o aceiro, volume por volume, pero os aceiros de alta resistencia son polo menos tres veces máis resistentes que os aluminios de alta resistencia.Por que non construír avións de aceiro fino?

Reduciuse á resistencia ao pandeo de estruturas equivalentes de aluminio e aceiro.Se comezamos con tubos de aluminio e de aceiro do mesmo peso por pé, e reducimos o grosor da parede, o tubo de aceiro se abrocha primeiro porque o seu material, sendo só un terzo do groso do aluminio, ten moita menos capacidade de autoarriostramento.

Durante a década de 1970, traballei co constructor de cadros Frank Camillieri.Cando lle preguntei por que non usamos tubos de aceiro de maior diámetro de paredes máis delgadas para facer marcos máis lixeiros e ríxidos, dixo: "Cando fas iso, descobres que tes que engadir un montón de material para cubrir como soportes do motor. evitar que se rachen, para que o aforro de peso desapareza".

Kawasaki adoptou por primeira vez os basculantes de aluminio nas súas bicicletas MX de fábrica a principios dos anos 70;os demais seguiron o exemplo.Logo, en 1980, Yamaha puxo a Kenny Roberts nunha bicicleta GP de dous tempos 500 cuxo cadro foi fabricado a partir de tubos de aluminio extruído de sección cadrada.Era necesaria moita experimentación de deseño, pero finalmente, utilizando as ideas do enxeñeiro español Antonio Cobas, os cadros de carreiras en estrada de Yamaha GP evolucionaron ata chegar ás coñecidas vigas xemelgas de aluminio de hoxe en día.

Certamente hai chasis exitosos doutros tipos: o "enreixado" de tubos de aceiro de Ducati e o chasis de fibra de carbono "pel e ósos" de John Britten de principios dos anos 90.Pero os chasis de vigas de aluminio dobres fixéronse dominantes hoxe en día.Confío en que un chasis viable podería estar feito de madeira contrachapada moldeada, sempre que tivese puntos de parafuso duradeiros e a xeometría probada habitual.

Outra diferenza significativa entre o aceiro e o aluminio é que o aceiro ten o que se denomina límite de fatiga: un nivel de tensión de traballo por debaixo do cal a vida útil da peza é esencialmente infinita.A maioría das aliaxes de aluminio carecen dun límite de fatiga, polo que os fuselaxes de aluminio son "vidas" durante un número de horas de uso planificado.Por debaixo deste límite, o aceiro perdoa as nosas faltas, pero o aluminio lembra todos os insultos en forma de danos invisibles por fatiga interna.

O fermoso chasis GP da década de 1990 nunca puido ser unha base para a produción en masa.Eses chasis consistían en pezas soldadas entre si a partir de elementos mecanizados, prensados ​​e de aluminio fundido.Non só é complexo, senón que require que as tres aliaxes sexan mutuamente soldables.A soldadura custa diñeiro e tempo, aínda que sexa realizada por robots de produción.

A tecnoloxía que fixo posible os motores lixeiros de catro tempos e os chasis fundidos actuais son os métodos de recheo de moldes de baixa turbulencia que non arrastran as películas de óxido de aluminio que se forman instantáneamente sobre o aluminio fundido.Tales películas forman zonas de debilidade no metal que, no pasado, requirían que as fundicións fosen moito máis grosas para acadar unha resistencia adecuada.As pezas fundidas destes novos procesos poden ser bastante complexas, pero o chasis de aluminio actual pódese montar con soldaduras contables por unha banda.Estímase que os novos métodos de fundición aforran 30 ou máis libras de peso nas motocicletas de produción.

Xunto coa gran variedade de aceiros, o aluminio é un cabalo de batalla básico da civilización humana, pero é máis que iso para as motocicletas modernas.É a carne dunha bicicleta, tan omnipresente que apenas a vemos ou recoñecemos canto lle debemos o rendemento da máquina.


Hora de publicación: 20-Xun-2019