Jag vet att jag är ganska ensam här inne om att ha en motor som innehåller vipparmar och stötstänger... So? Den teoretiska kunskapen finns nog ändå..

det finns i princip 2 olika material på marknaden, alu och rostfritt som de görs i.

Rostfritt:


Alu:


Som vanligt är det lite si och så med informationen om prylarna, men det jag lyckats gräva fram är;
rostfritt: THE 15-5 PH STAINLESS STEEL CONTAINS OVER 15% CHROMIUM.
Alu: THE 2024 T3511 ALUMINUM ALLOY HAS A TENSILE STRENGTH OF 80,000 PSI.

Jag var först inne på alu, men blev avrådd från detta när det gäller gatkörning då alu inte har någon sträckgräns utan helt enkelt går av förr eller senare.
Eftersom vippan ligger i spänn hela tiden, oavsett om motorn går eller ej, kan jag köpa det argumentet men varför skulle det skilja sig mellan gatåka och tävlingsåka (i detta fallet är det nog strip som avses).
Hur är det med rostfritt? Det är ju ett relativt poröst material, men iof har det en definierad sträckgräns...

finns här några metallurger på forumet?

Nä, jag är inte metallurg.... men nyfiken och näsvis så jag måste ändå undra över några saker.

Inser inte varför alus brist på tydligt definerad sträckgräns skulle ha ngn betydelse, istället använder man Rp02 som är den spänning man har vid 0,2% (?) förlängning.

Att dom ligger belastade hela tiden spelar nog kvitta, det är laster vid användning som dels är lite högre men framför växlande och därför utmattningsgenererande som är intressant.

Det som däremot är intressant är hur den sk Wöhlerkurva för alu ser ut. Dom flesta stålsorter såvitt jag vet har karaktären att under en viss spänning sker ingen utmattning även vid oändligt antal lastcykler (utmattning alltså). En del andra materal har inte den egenskapen utan mattas i lång loppet även vid väldigt små laster, vet dock inte om alu, och denna alullegering hör dit.

Sen är ju hållfen av en vippa inte enbart beroende på materialegenskaper, utan även beroende på geometri.....

Skillnaden mellan gat- och rejsåkning är nog i det här fallet att en gatmotor byggs på ett , förhoppningsvis, bra sätt men sedan körs från år till år med endast byte av olja och vissa remmar. Få plockar isär sin motor och mäter toleranser och sträckningar på delar som utsätts för stora belastningar regelbundet och i tilllräckligt korta intervall.

I en bra bok som jag läste stod det att alustakar påstås mattas men att de funkar bra för författaren, som förövrigt kör en Hemipantera, om man byter inom 5000 mil. Något liknande kan nog gälla även här. Har man koll på grejerna funkar det nog med alu, annars är det bättre med andra material.

Jag kör med rullvippor i aluminium och har haft de i Mustangen i åtminstone 7-8 år nu och har inte märkt några problem av något slag. Om de går av förr eller senare så är det nog senare som gäller. Har aldrig hört talas om detta problem tidigare.

Nu varvar ju inte jag mer än 7000 varv så de står ju praktiskt taget still i min bil....

Aluminium har ingen undregräns för spänning vid växlande belastning som inte ger upphov till brott utan kommer som antytts tidigare att gå sönder förr eller senare. Dock beror tidsrymden självklart på storleken av spänningen.


Nu tas skolpapperna fram...

Alla metaller med FCC (kubiskt ytcentrerad) kristallstruktur (koppar, nickel, silver, guld, aluminium, bly, ...) uppvisar ingen utmattningsgräns.

BCC (kubiskt rymdcentrerad) (järn, wolfram, krom, molybden, neod, ...) och HCP (hexagonal) (magnesium, zink, cadmium, cobolt, beryllium,...) gör det däremot, klarar en konstruktion 10^7 lastväxlingar antar man att den aldrig kommer att gå sönder på grund av utmattning.

Bemärk: Även austenit har FCC struktur. Så är de rostfria av austenitiskt rostfritt (Nickel är austenitbildare, över 10% kan ge FCC struktur) så är det samma "skit" som men aluminium.

Tror inte det är sträckgränsen han syftar på, då man med aluminium gör som med ex. vissa stålsorter och använder Rp0.2 istället.

Vad aluminium saknar är en utmattningsgräns, så om man cykliskt belastar aluminiumbitarna vilket kommer att bli fallet då motorn går så kommer de att tappa styrka och när belastningen är högre än styrkan kommer de att gå av. Vidare så verkar det som bitarna är värmebehandlade vilket gör att en del av styrkan på 550 MPa (80 000 psi) beror på värmebehandligen. I motorn där temperaturen ligger kring kanske 100 grader kommer dock denna värmebehandling gå ur och bitarna kommer att tappa styrka och hårdhet.

15-5 rostfritt är vad jag förstår ett höghållfast rostfritt stål, varför man använder sig av rostfritt i denna del undrar jag dock då det finns starkare stål som dessutom har bättre nötningsegenskaper.

Aluminium är ingen fara att använda så länge man har koll på dess användning så att man kan värmebehandla alternativt byta delarna när det krävs.

Personligen så skulle jag nog helst se en vipparm i titan med en lämplig beläggning på för att öka dess nötningsmotstånd.

EDIT: Kanske kan tillägga att 15-5 har BCC struktur.

För oss som inte åker 20 st Nascarlopp per år.....har det nög inte så stor betydelse.
Men köp dom rostfria...dom är fränare..

om man nu för Al dimensionerar för utmattningsbrottgränsen istället tex 10^8 sykler.
Säg att mororn varvar 6000r/min ger då per vippa 6000/2/60 --> 50st växlingar per sikund.
10^8/50/3600 --> 555 timmar. Ger ca ca ca ca 10000-15000mil

Hmm känns inte som ett problem med AL, iof bara ett snabbt överslag av mig.

Johan Edlund skrev:

15-5 rostfritt är vad jag förstår ett höghållfast rostfritt stål, varför man använder sig av rostfritt i denna del undrar jag dock då det finns starkare stål som dessutom har bättre nötningsegenskaper. Personligen så skulle jag nog helst se en vipparm i titan med en lämplig beläggning på för att öka dess nötningsmotstånd. .

Nötningen kan inte vara ett stort problem på aluminium eller rostfria rullvippor.
Hade det varit vanliga hade det sett annorlunda ut.

Varför ta ett kraftigare material än vad som behövs? Det är som sagt inget problem annat än i teorin för de flesta och oftast har man en budget som ska räcka till många delar så ett dyrare materialval på ett ställe kanske innebär ett sämre på ett annat för att man inte har råd. Dom som tillverkar rullvippor är inga små firmor i USA och skulle inte finnas kvar om de inte kunde beräkna hållfastheten.

Rostfritt är fränare, tyvärr så ser man ju inte sina vippor speciellt ofta.....

Är det inte så att de starkaste vipporna görs i vanligt stål? Competition Cams har bl.a sina Pro Magnum som är ruggigt kompetenta och de görs av 8650-stål.
För övrigt kan jag bara hålla med övriga talare. Har du inte skrämmande lyft och stenhårda fjädrar så kan det inte vara något problem. Har även kollat runt lite med våra motorgubbar och de säger samtliga att de inte har varit med om några större problem med alu. Men man bör väl som vanligt akta sig för det värsta skrotet...
Lycka till!

Vet inte om jag tycker att Alu 2024 är det lämpligaste valet om man vill köra med alu. 7075 t6 använder vi när det är lite högre påfrestningar.
om du gör en spänningsanalys av vippan så är du "safe" om spänningarna understiger 160MPa.

oj.. här var det mycket svar!

Superswift; Perfekt med personlig erfarenhet, nu känns det tryggare frågan är ju dock hur mycket du verkligen har kört den där bilen
Butterfly: förklara gärna varför det är fränare med rostfritt - alu är ju lättare

En livslängd på 10-15000 mil, betyder att de kommer hålla ca 1000 år i min motor och som superswift säger, är det inga små tillverkare som gör rullvippor.
Tyvärr finns inte stålvipporna till pontiac, utan bara till cheva. Det är som sagt endast rostfritt resp alu man kan välja på.

Tack för svaren iaf! Det får bli alu

Anders Jeppsson skrev:

oj.. här var det mycket svar! Superswift; Perfekt med personlig erfarenhet, nu känns det tryggare frågan är ju dock hur mycket du verkligen har kört den där bilen

Hrmm.

Jodå den rullar då och då, men inte så mycket sista åren. Men tidigare så har jag kört både till Falun, Linköping, runtom i Stockholm etc så den får se lite asfalt ibland faktiskt.

Det är väl läge att fundera på hur det fungerar ihop med motytan också. Hårdheten brukar vara av intresse i tribologiska sammanhang.

/ P

Utöver kurvintresset, så ingår jag även i ett sånt där förhatligt team som har en stor hemsk V8:a i fronten m kompressor och lite annat jox samt alldeles för stora bakhjul... aluvippor fungerar absolut även på rätt stygga motorer, många åker även med aluvippor i bilar med hyfsat låg trimgrad - iofs känner jag inte någon som inte pysslar om motorn varje vinter, men skulle det vara problem med dom så skulle jag absolut ha hört eller sett det.

PaZ skrev:

Det är väl läge att fundera på hur det fungerar ihop med motytan också. Hårdheten brukar vara av intresse i tribologiska sammanhang. / P

Sidan som det spelar roll på (stötstängerna), rör det sig om 4130 chromo. Den andra sidan sitter det ju ett lager på, så där borde det väl "kvitta"

Kristian Larsson skrev:

Vet inte om jag tycker att Alu 2024 är det lämpligaste valet om man vill köra med alu. 7075 t6 använder vi när det är lite högre påfrestningar. om du gör en spänningsanalys av vippan så är du "safe" om spänningarna understiger 160MPa.

7075 är ju en värmebehandlingsbar legering, som därmed får påkyndat åldrande pga temperaturen i en ventilkåpa (kommer dock inte ihåg vad tillståndet 6 innebär)

Legeringar i 2000-serien är inte värmebahandlingsbara om jag minns rätt, så dom påverkas inte alls av temperaturen ur ett åldringsperspektiv, så även om egenskaperna vid fabriksnytt material vid rumsteperatur är ngt lägre så kanske det inte är så dumt det 2024 ändå.

Pär Hylander skrev:

7075 är ju en värmebehandlingsbar legering, som därmed får påkyndat åldrande pga temperaturen i en ventilkåpa (kommer dock inte ihåg vad tillståndet 6 innebär)

T6 = upplösningsbehandlad + varmåldrad

Hur varm blir vippan? Jag valde 120 grader, det kanske är för lite?

Kristian Larsson skrev:

Hur varm blir vippan? Jag valde 120 grader, det kanske är för lite?

Vilka frågor ni ställer!
Trodde inte det skulle vara sån här vetenskap att bara köpa ett par rullvippor...

Njaa, tror knappast den blir mer än 120 grader. Hur varm brukar oljan bli?

Aluminiumlegeringar i 2000-serien är kopparlegerade, och var de första värmebehandlingsbara aluminiumlegeringarna. Var mycket vanliga i ex. bärande konstruktioner i exempelvis flygplan då de har en hög styrka och är svetsbara med konventionella metoder. Legeringar i 7000-serien är legerade med koppar och zink och är de starkaste aluminiumlegeringarna om man bortser ifrån den litium-legerade 8000-serien.

2024 har en hållfasthet kring 180 MPa obehandlat och närmare 500 MPa kan nås med värmebehandlign (med resevation för fel då jag tittade upp detta lite snabbt).

Åldringen tillsammans med utmattningen gör att jag tvivlar på en viktminskning orsakad av aluminium-vippor designade för en lång livslängd i jämförelse med höghållfast stål.

Min favorit är fortfarande titan, hållfastehet i klass med 15-5 rostfritt, men med 60% av densiteten. Inga problem med utmattning eller åldring som aluminium. Högre materialkostnad än alternativen men borde betala sig i form av livslängd och minskad vikt. Dock måste man tänka på nötningen, men det går att lösa med beläggningar och inlägg. Vill man vara ekonomisk borde dock ett höghållfast stål erbjuda bäst prestanda/kostnad.

P.S. Ex. 7075-T6 tappar inte enbart styrka på sikt pga åldring, den tappar också i hållfasthet vid högre temperaturer. Vid ca 120 grader kommer 7075-T6 börja sin störtdykning, vid 150 grader så har man inte ens hälften av den styrka kvar som materialet har vid rumstemperatur. Dessa temperaturer påverkar dock inte stål och titan mer än marginellt. D.S.