قطعات موتور سیکلت تیتانیوم: درجه ها، کاهش وزن و ساخت

چرا تیتانیوم با اجزای موتور سیکلت مناسب است؟

چگالی تیتانیوم در حدود 4.51 گرم در سانتی متر مکعب در مقابل تقریباً 7.85 گرم بر سانتی متر مکعب برای فولاد است، بنابراین وزن یک قطعه تیتانیومی حدود 43 درصد کمتر از قطعه فولادی است که با حجم برابر جایگزین می شود. تیتانیوم خالص تجاری نیز در برابر خوردگی اتمسفر و نمک در جاده مقاومت می‌کند، و آلیاژهای تیتانیوم در دمای خروجی که آلومینیوم قبلاً نرم شده است، استحکام مفیدی را حفظ می‌کنند. در یک موتورسیکلت، نتیجه عملی این است که جرم کمتر فنر نشده و رفت و برگشتی، واکنش شتاب سریع‌تر، فرمان تیزتر و سخت‌افزاری که پس از چندین زمستان مرطوب همچنان تمیز به نظر می‌رسد.

سیستم های اگزوز تیتانیوم و صدا خفه کن

اگزوز قابل مشاهده ترین تبدیل تیتانیوم در موتور سیکلت است. لوله تیتانیوم خالص تجاری درجه 2، عرضه شده به ASTM B338، نقطه شروع معمول برای هدرها، لوله های پیوندی و پوسته های صدا خفه کن است زیرا شکل پذیری، جوش پذیری و مقاومت در برابر اکسیداسیون را با هزینه مناسب ترکیب می کند.

وزن تیتانیوم تقریباً نصف فولاد ضد زنگی است که جایگزین آن می‌شود، که بیشترین اهمیت را در قسمت عقب دستگاه دارد.

رسانایی حرارتی کمتر آن گرمای بیشتری را در داخل جریان گاز و کمتر در بدنه اطراف و راکب نگه می دارد، در حالی که یک دیوار نازک سرعت گاز بالا را حفظ می کند.

در دمای بالا، فلز یک لایه اکسید نازک و محکم می‌چسبد که از سطح محافظت می‌کند. نوار رنگی در امتداد هدر تیتانیومی همان لایه اکسیدی است، نه یک پوشش تزئینی.

جوشکاری باید با پوشش کامل گاز بی اثر انجام شود، زیرا اکسیژن در محل اتصال باعث تغییر رنگ جوش و ایجاد یک ناحیه شکننده می شود.

درجه 5 (Ti-6Al-4V) معمولاً برای فلنج های اگزوز، آویزها و اتصالات ماشینکاری شده که به استحکام بالاتری نسبت به تیتانیوم خالص تجاری نیاز دارند در نظر گرفته می شود.

قاب ها، اسلحه ها و سازه های شاسی

قاب تیتانیومی یا بازو چرخشی یک بخش عملکرد واقعی است تا یک بخش آرایشی. لوله درجه 9 (Ti-3Al-2.5V) یک انتخاب متداول برای ساخت شاسی است زیرا سرد شکل می‌گیرد و راحت‌تر از درجه 5 جوش می‌شود و در عین حال تقریباً دو برابر استحکام لوله فولادی کرومولی است که تقریباً با نصف وزن جایگزین می‌شود. درجه 5 (Ti-6Al-4V) مناسب اجزای ماشینکاری و آهنگری مانند بلوک های محور، گیره های سه گانه و اتصال تعلیق است، جایی که مقاومت در برابر خستگی و استحکام بیشتر از شکل پذیری اهمیت دارد.

یک قاب سبک‌تر و بازو چرخشی وزنی را که موتورسوار مجبور به تغییر جهت می‌شود، کاهش می‌دهد، بنابراین سریع‌تر-پیچیدگی می‌کشد و سواری‌های طولانی نیاز به تلاش فیزیکی کمتری دارند. کاهش جرم فنر نشده در بازو و چرخ‌ها همچنین به سیستم تعلیق اجازه می‌دهد تا جاده را با دقت بیشتری دنبال کند، که اغلب اولین تغییری است که سوارکاران متوجه آن می‌شوند.

اتصال دهنده ها، پدال ها و سخت افزار محافظ

پیچ و مهره تیتانیوم، واشر، گیره پا، براکت، محافظ موتور و کانکتورهای تعلیق بقیه یک تبدیل معمولی را تشکیل می دهند. اتصال دهنده ها عموماً از درجه 5 بار تا ASTM B348 ماشینکاری می شوند و رزوه های نورد شده شکل رزوه ای قوی تری نسبت به رزوه های بریده شده با همان قطر دارند.

تیتانیوم تمایل زیادی به صفر شدن دارد، بنابراین رزوه ها و سطوح یاتاقان به یک روان کننده مناسب-ضد گیر و، در صورتی که طراحی اجازه می دهد، به ماده ای متفاوت- نیاز دارند. صرفه جویی در یک پیچ کوچک است، اما مجموعه کاملی از بست ها در یک موتورسیکلت اسپورت اضافه می شود، و مقاومت در برابر خوردگی به این معنی است که سخت افزار پس از سال ها استفاده از آب و هوای خیس، همچنان تمیز آزاد می شود. گیره‌ها و پایه‌ها به روشی متفاوت کمک می‌کنند: سبک، سفت هستند و حس دقیق‌تری را از طریق زیره چکمه به سوارکار می‌دهند.

مرجع انتخاب درجه و ساخت

شکل‌های بالا حداقل مقادیر کششی و تسلیم مشخص شده برای ورق آنیل شده در ASTM B265 هستند. لوله به ASTM B338 و میله به ASTM B348 حداقل های خود را برای هر فرم محصول دارند، بنابراین مشخصات حاکم باید همیشه از گواهی مواد همراه با دسته گرفته شود.

هزینه و نظم ساخت طرف دیگر تصمیم است. هزینه مواد تیتانیوم و جوشکاری چندین برابر فولاد است، ماشینکاری کندتر است و یک جوش محافظ ضعیف در محل اتصال به جای فلز اصلی شکست خواهد خورد. برای ایمنی{2}}قطعات حیاتی مانند محورها، اجزای ترمز و اتصال تعلیق، مواد تایید شده با قابلیت ردیابی کامل و روش جوشکاری واجد شرایط اختیاری نیستند.

سوالات متداول

س: تیتانیوم چقدر سبکتر از فولاد است؟
چگالی تیتانیوم در حدود 4.51 گرم در سانتی متر مکعب در برابر تقریباً 7.85 برای فولاد است، بنابراین یک قطعه جایگزین با حجم برابر حدود 43 درصد سبک تر است.

س: کدام درجه تیتانیوم برای سیستم اگزوز بهتر است؟
لوله تیتانیوم خالص تجاری درجه 2 به ASTM B338 انتخاب استاندارد برای هدرها و صدا خفه کن ها است که درجه 5 برای فلنج ها و اتصالات ماشینکاری شده استفاده می شود.

س: کدام درجه ها برای قاب ها و بازوها استفاده می شود؟
لوله درجه 9 برای سازه های شاسی جوش داده شده ترجیح داده می شود، در حالی که درجه 5 برای قطعات ماشینکاری و آهنگری مانند بلوک های محور و گیره های سه گانه استفاده می شود.

س: چرا بست های تیتانیوم به ترکیب ضد گیر-نیاز دارند؟
تیتانیوم وقتی روی خود یا روی فولاد ساییده می‌شود، به آسانی گال می‌زند، بنابراین تارها و وجه‌های یاتاقان‌ها به روان‌کننده و در صورت امکان به مواد-غیر مشابه نیاز دارند.

س: آیا تغییر رنگ اگزوز تیتانیومی یک نقص است؟
نه. نوار رنگی یک لایه اکسید محافظ نازک است که در دما تشکیل می شود. در مقابل، یک سطح خاکستری، پودری یا پوسته پوسته شدن، به آلودگی اکسیژن در حین جوشکاری اشاره دارد.

س: آیا تیتانیوم ارزش هزینه را برای دوچرخه های جاده ای روزمره دارد؟
این افزایش در قسمت‌های بدون فنر و چرخان مانند چرخ‌ها، بازو چرخشی و اگزوز بیشتر است. برای ایمنی{1}}موارد حیاتی، اصرار بر روی مواد تایید شده، قابل ردیابی و جوشکاری مستند داشته باشید.