Blok motoru: V čem spočívají výhody hliníku oproti litině

Hliníkové slitiny

Povídání o litině jsme zakončili konstatováním, že je jednoduše těžká. Srovnejme tedy její hustotu s hustotou hliníku, jehož slitiny se v motorařině rovněž používají. Hliník má totiž hustotu asi 2710 kg/m³, proti litině, která má hustotu 7250 kg/m3. To je zhruba 2,7krát méně.

Problém je, že hliník má o něco nižší pevnost, takže konstruktéři dělají bloky z jeho slitin o něco silnější. Znamená to, že je použito více materiálu, ale i tak ušetříme proti litině asi polovinu váhy bloku. Jenže tím negativa nekončí, bohužel. Hliník je celkově měkčí a má nižší odolnost proti opotřebení. Vnitřní plocha válců se tedy buď musí dodatečně upravit, nebo se rovnou osadí vložky válců z odolnější slitiny.

V praxi je spolehlivější spíš úprava hliníkového povrchu, což se provádí galvanickým pokovením vrstvou niklu s karbidy křemíku (Nikasil), případně se blok odlije ze slitiny s vysokým obsahem křemíku, nejčastěji AlSi17Cu4Mg. Následně se chemicky odstraní tenká vrstva hliníku z vnitřního povrchu válců a tu následně tvoří jen velmi tvrdé krystalky křemíku. Tato vrstva se poté ještě rozleští do hladka, aby nepůsobila abrazivně. Úprava se nazývá Alusil.

• Přečtěte si také: Blok motoru: Materiál je důležitější, než se na první pohled zdá (1. díl)

Pevnostní spoje v hliníkovém bloku

Podobně se musí brát ohled i na i pevnostní šroubové spoje, které se někdy řeší opět vložkami – vyřeže se větší závit, do kterého se zašroubuje ocelová vložka. Závit pro šroub se pak vyřízne do vložky, případně jej už má vložka v sobě. Jedině tak je možné zaručit opakovanou montáž a demontáž šroubového spoje při zachování požadované pevnosti. Pro vysvětlení: dělá se to z toho důvodu, že závit v hliníku je kvůli měkkosti nevhodný pro opakované použití. Vložka se zašroubuje jednou a napořád. Pro opakované použití pak slouží právě závit ve vložce, který je vyříznutý v pevnějším kovu.

Abychom negativní vlastnosti hliníku potlačili, legujeme jej nejčastěji mědí, cínem, hořčíkem a křemíkem. Měď zvyšuje pevnost a odolnost proti opotřebení, cín snižuje tření, hořčík s křemíkem vylepší tvrdost.

Hořčíkové slitiny

Naprosto výborné vlastnosti mají slitiny hořčíku. Fundamentální výhodou je opět nízká hmotnost, ještě nižší než u hliníku. Předurčuje to hořčík k použití v leteckém průmyslu a v automobilových závodech. Poměrně známý je však i případ využití u levného osobního auta. Například VW použil slitinu MCMgAl4Si u Brouka v 60. letech.

Hořčíkové slitiny jsou však poměrně drahé, ale jsou velmi odolné a pevné. Překvapivě nejsou moc korozivzdorné, takže se obvykle musejí ještě opatřit ochranným povlakem, aby byly chráněny před agresivními kapalinami. Znovu však upozorňujeme – slitiny hořčíku nejsou úplně běžné a poměr ušetřené hmotnosti je vykoupen především vysokou cenou.