Az alumínium mindenhol megtalálható, ahol könnyű szerkezetre vagy magas hő- és elektromos vezetőképességre van szükség. Egy tipikus sportmotor alumínium hengerblokkal, hengerfejjel és forgattyúházzal, valamint hegesztett alumínium alvázzal és lengőkarral rendelkezik. A motoron belül az alumínium kulcsfontosságú alkalmazási területe a dugattyúk, amelyek a jó hővezetésnek köszönhetően képesek ellenállni az olvadáspontjuknál jóval magasabb égési hőmérsékletnek. A kerekek, a hűtőfolyadék- és olajhűtők, a kézikarok és azok konzoljai, a felső és (gyakran) az alsó villakoronák, a felső villacsövek (USD villáknál), a féknyergek és a főfékhengerek szintén alumíniumból készültek.
Mindannyian csodálattal bámultuk már azokat az alumínium alvázakat, amelyek hegesztési varratai a legendás pókerzseton-kupacra emlékeztetnek. Néhány ilyen alváz és lengőkar, mint például az Aprilia kétütemű 250-es versenymotorjainak vázai, kecses műalkotások.
Az alumínium ötvözhető és hőkezelhető nagyobb szilárdságúra, mint az enyhe acélé (60 000 psi szakítószilárdság), mégis a legtöbb ötvözet gyorsan és könnyen megmunkálható. Az alumínium önthető, kovácsolható vagy extrudálható is (így készülnek egyes alvázgerenda gerendák). Az alumínium magas hővezető képessége miatt a hegesztése nagy áramerősséget igényel, és a forró fémet inert gázzal (TIG vagy heli-arc) kell védeni a légköri oxigéntől.
Bár az alumínium bauxitércének kinyeréséhez nagy mennyiségű elektromos áramra van szükség, ha egyszer fémes formában van, az újrahasznosítása kevésbe kerül, és nem rozsdásodik, mint az acél.
A motorkerékpár-motorok korai gyártói gyorsan átvették az akkoriban új fémet a forgattyúházakhoz, amelyeknek egyébként majdnem háromszor nehezebb öntöttvasnak kellett volna lenniük. A tiszta alumínium nagyon puha – emlékszem anyám dühére, amiért apám az 1100-as ötvözetű dupla kazánját rögtönzött légcsavar-csapdaként használta: az alja egy gödröcskék tömegévé vált.
Hamarosan felfedezték egy egyszerű rézötvözet megnövelt szilárdságát, és ezt az ötvözetet használta fel az autóipar úttörője, W. O. Bentley az első világháború előtti kísérleti alumíniumdugattyúiban. Az akkor domináns öntöttvas dugattyúkkal végzett egymást követő tesztek során a Bentley első alumíniumdugattyúi azonnal megnövelték a teljesítményt. Hűvösebben működtek, kevésbé melegítették a beáramló üzemanyag-levegő keveréket, és jobban megőrizték sűrűségét. Ma az alumíniumdugattyúkat univerzálisan használják autó- és motorkerékpár-motorokban.
A Boeing szénszállal erősített műanyag 787-es repülőgépének megjelenéséig a repülés alapvető ténye volt, hogy szinte minden repülőgép üres tömegének 60 százaléka alumínium. Az alumínium és az acél relatív súlyát és szilárdságát tekintve ez elsőre furcsának tűnik. Igen, az alumínium térfogatarányosan csak 35 százalékát nyom az acélnak, de a nagy szilárdságú acélok legalább háromszor erősebbek, mint a nagy szilárdságú alumíniumok. Miért ne építhetnénk repülőgépeket vékony acélból?
A lényeg az alumínium és acél egyenértékű szerkezeteinek kihajlással szembeni ellenállásán múlott. Ha azonos súlyú alumínium és acélcsövekkel kezdünk, és csökkentjük a falvastagságot, az acélcső hajlik ki először, mivel az anyaga, amely csak egyharmada olyan vastag, mint az alumíniumé, sokkal kisebb önmerevítő képességgel rendelkezik.
Az 1970-es években Frank Camillieri vázépítővel dolgoztam együtt. Amikor megkérdeztem tőle, hogy miért nem használunk nagyobb átmérőjű, vékonyabb falú acélcsöveket a könnyebb, merevebb vázak készítéséhez, azt mondta: „Amikor ezt tesszük, rájövünk, hogy egy csomó anyagot kell hozzáadnunk olyan dolgokhoz, mint a motortartó bakok, hogy megakadályozzuk a repedéseket, így a súlymegtakarítás eltűnik.”
A Kawasaki először az 1970-es évek elején alkalmazott alumínium lengőkarokat gyári MX motorjain; a többiek is követték a példájukat. Majd 1980-ban a Yamaha Kenny Robertst egy 500-as kétütemű GP motorra állította, amelynek váza négyzet alakú, extrudált alumíniumcsőből készült. Sok tervezési kísérletezésre volt szükség, de végül a spanyol mérnök, Antonio Cobas ötleteit felhasználva a Yamaha GP országúti verseny vázai a ma ismert nagyméretű iker alumínium gerendákká fejlődtek.
Természetesen vannak más típusú sikeres alvázak is – például a Ducati acélcső „rácsos” alváza, vagy John Britten „csont és bőr” szénszálas alváza az 1990-es évek elejéről. De ma már a dupla alumíniumgerendás alvázak váltak dominánssá. Biztos vagyok benne, hogy egy működőképes alváz készülhetne öntött rétegelt lemezből, feltéve, hogy tartós csavarozási pontokkal és a szokásos bevált geometriával rendelkezik.
Egy másik jelentős különbség az acél és az alumínium között, hogy az acélnak van egy úgynevezett kifáradási határa: egy üzemi feszültségszint, amely alatt az alkatrész élettartama lényegében végtelen. A legtöbb alumíniumötvözetnek nincs kifáradási határa, ezért az alumínium repülőgép-szerkezeteket egy tervezett óraszámra „élettartammal” látják. Ezen határérték alatt az acél megbocsátja a hibáinkat, de az alumínium minden sérelmre emlékszik láthatatlan belső kifáradási sérülés formájában.
Az 1990-es évek gyönyörű GP alvázai soha nem szolgálhattak volna tömeggyártás alapjául. Ezek az alvázak megmunkált, préselt és öntött alumínium elemekből hegesztett darabokból álltak. Ez nemcsak bonyolult, de megköveteli, hogy mindhárom ötvözet kölcsönösen hegeszthető legyen. A hegesztés pénzbe és időbe kerül, még akkor is, ha gyártórobotok végzik.
A mai könnyű, négyütemű motorok és öntött alvázak létrehozását lehetővé tevő technológia az alacsony turbulenciájú öntőforma-töltési módszerek, amelyek nem ragadják magukkal az olvadt alumíniumon azonnal kialakuló alumínium-oxid filmeket. Az ilyen filmek gyengeségi zónákat képeznek a fémben, amelyek miatt a múltban sokkal vastagabb öntvényekre volt szükség a megfelelő szilárdság eléréséhez. Az új eljárásokkal előállított öntött alkatrészek meglehetősen összetettek lehetnek, mégis a mai alumínium alvázak egy kézen megszámlálható hegesztési varratokkal összeszerelhetők. Becslések szerint az új öntési módszerek 13,5 vagy több kilogramm súlymegtakarítást eredményeznek a sorozatgyártású motorkerékpárokban.
A sokféle acéllal együtt az alumínium az emberi civilizáció alapvető igáslova, de a modern motorkerékpárok esetében ennél több. A motorok lényege, annyira mindenütt jelen van, hogy alig látjuk, vagy felismerjük, hogy a gép teljesítményének mekkora részét köszönhetjük neki.
Közzététel ideje: 2019. június 20.