Как материалът на оборудването на клапана влияе върху работата на продукта?

Оборудването на клапаните играе решаваща роля в двигателя, отговорно за контролирането на приема и превключването на отработените газове, като пряко влияе върху производителността, ефективността и живота на двигателя. Изборът на материал на оборудването на клапана оказва дълбоко влияние върху неговата работа, отразено главно в следните аспекти: устойчивост на топлина, устойчивост на износване, устойчивост на корозия, механична якост, тегло и производствени разходи. Следното ще обсъди подробно ефекта на материала върху работата на оборудването на клапана.

1. Топлинна устойчивост

Клапите са изложени на високи температури по време на работа на двигателя, особено от изпускателните клапи, които могат да работят при температури, вариращи от 700°C до 900°В. Следователно материалът на клапана трябва да има добра топлинна устойчивост, за да гарантира, че той може да поддържа стабилни механични свойства и точност на размерите при високи температури. Ако топлинното съпротивление на материала е недостатъчно, клапанът може да бъде деформиран, омекотен или дори разтопен при високи температури, което води до повреда на уплътнението на клапана, което влияе върху съотношението на компресия и ефективността на горенето на двигателя.

Често използвана топлина-Устойчивите материали включват топлина-устойчива сплавска стомана, неръждаема стомана и никел-базирани сплави. Например 21-4n (21% Хром, 4% Никел) е често използван материал от изпускателния клапан с отлично устойчивост на висока температура. В допълнение, титановите сплави постепенно се използват при производството на клапани с високо-Производителни двигатели заради лекото им тегло и високата устойчивост на топлина.

2. Устойчивост на износване

Клапанът често ще се свързва с клапанната седалка по време на работния процес, особено във високия-скоростен двигател, триенето между клапана и седалката ще доведе до износване. Ако устойчивостта на износване на материала на клапана е недостатъчна, контактната повърхност между клапана и пръстена на седалката на клапана постепенно ще се износва, което ще доведе до уплътнение на разхлабения клапан, което ще повлияе на коефициента на компресия и ефективността на изгарянето на двигателя.

За да се подобри устойчивостта на износване, материалите на клапаните обикновено изискват повърхностна обработка, като азот, карбуризиране или покритие. Например, някои клапани са покрити с твърда сплав, като волфрамов карбид или титанов нитрид, за да се подобри устойчивостта на износване. В допълнение, твърдостта на материала на клапана също е важен показател, а материалите с по -висока твърдост обикновено имат по -добра устойчивост на износване.

3. Корозионна устойчивост

По време на работата на двигателя ще се получат голям брой изгарящи продукти, като сулфид, азотни оксиди и др., Които ще корозират повърхността на клапана. По -специално изпускателните клапи са по -податливи на корозия поради дълго-Термин излагане на високи температури и корозивни газове. Ако устойчивостта на корозия на клапана е недостатъчно, повърхността на клапана постепенно ще бъде корозирана, което води до повреда на уплътнението на клапана, което ще повлияе на производителността и живота на двигателя.

За да се подобри устойчивостта на корозия, материалите на клапаните обикновено трябва да добавят някои устойчиви на корозия елементи, като хром, никел и т.н. Например, неръждаема стомана (като мартензитна неръждаема стомана и аустенитна неръждаема стомана) често се използва при производството на клапани поради добрата си устойчивост на корозия. В допълнение, някои материали на клапаните също са обработени повърхностно, като хромирано покритие или устойчиво на корозия покритие, за да се подобри по -нататъшното им устойчивост на корозия.

4. Механична якост

Клапанът трябва да издържи многократното въздействие от пружината на клапана и високия-Действие на газ под налягане от горивната камера по време на работния процес, така че материалът на клапана трябва да има достатъчна механична якост, за да устои на тези външни сили. Ако механичната якост на материала на клапана е недостатъчна, клапанът може да се счупи или деформира по време на дълго-срочна работа, което води до повреда на двигателя.

За да се подобри механичната якост, материалите на клапаните обикновено трябва да бъдат обработени с топлина, като гасене и закаляване, за да се подобри тяхната твърдост и здравина. В допълнение, дизайнът на състава на материала на клапана също е много важен, като добавяне на подходящо количество въглерод, манган, силиций и други елементи, което може да подобри силата и твърдостта на материала.

Стъпка 5: Тегло

Теглото на клапана също има важен ефект върху работата на двигателя. По -лекият клапан може да намали силата на инерцията на двигателя и да подобри реакцията на скоростта и икономия на гориво на двигателя. В допълнение, по -лекият клапан може също да намали натоварването на пружината на клапана и да удължи живота на пружината на клапана.

За да се намали теглото на клапана, често се използват леки материали като титанова сплав. Титановите сплави не само имат висока якост, но и с ниска плътност, е идеалният материал за производството на леки клапани. Въпреки това, титановите сплави имат по -висока цена и обикновено се използват само във високи-Производителни двигатели или състезателни двигатели.

6. Производствени разходи

Цената на материала на клапана също е важен фактор, влияещ върху нейния избор. Високо-Материали за производителност, като титанови сплави и никел-Въз основа на сплави, въпреки че имат отлична производителност, цената им е по -висока и обикновено се използват само във високи-край или специален-целеви двигатели. За разлика от това, обикновената сплав стомана и неръждаема стомана имат по -ниска цена и се използват широко в обикновените автомобилни двигатели.

За да постигнат баланс между производителността и разходите, производителите на клапани обикновено избират подходящия материал за специфичните изисквания на двигателя. Например, за обикновените семейни автомобили е обичайно да се избере по -ниска цена, но достатъчен материал за изпълнение на клапана, докато за високи-Производителни двигатели или състезателни двигатели, ще бъде избран по -висока цена, но по -добър материал за производителност.

7. Термична проводимост

Клапанът трябва да се провежда бързо на топлина до седалката на клапана и цилиндровата глава по време на работа, за да предотврати прегряване на клапана. Ако топлинната проводимост на материала на клапана е лоша, клапанът може да бъде деформиран или повреден поради прегряване, което влияе върху работата и живота на двигателя.

За да се подобри топлинната проводимост, материалът на клапана обикновено трябва да има добра топлопроводимост. Например, алуминиевата сплав често се използва за приготвяне на пръстени на седалката на клапана поради добрата си топлинна проводимост, а материалът на клапана обикновено се избира като легирана стомана или неръждаема стомана с добра топлопроводимост.

8. Коефициент на термично разширение

Клапанът ще има драстични промени в температурата по време на работа, така че коефициентът на термично разширяване на материала на клапана трябва да съответства на материала на пръстена на седалката на клапана и главата на цилиндъра. Ако коефициентът на термично разширение не съвпада, клапанът може да бъде заседнал или запечатан свободно при високи температури, влияещ върху работата на двигателя.

За да се гарантира, че клапанът съответства на коефициента на термично разширяване на седалката на клапана и главата на цилиндъра, изборът на материала на клапана обикновено трябва да вземе предвид цялостния дизайн на двигателя. Например, някои двигатели използват материали с подобен коефициент на термично разширение, за да направят клапани и седалки на клапаните, за да гарантират, че те поддържат добри показатели за уплътняване при високи температури.

Заключение

Материалът на оборудването на клапана оказва важно влияние върху неговата производителност, устойчивост на топлина, устойчивост на износване, устойчивост на корозия, механична якост, тегло, производствен разход, топлинна проводимост и коефициент на термично разширяване и други фактори трябва да се вземат предвид при избора на материал. Различните сценарии на прилагане на двигателя имат различни изисквания към материалите на клапаните, така че производителите на клапани трябва да избират правилния материал според техните специфични нужди, за да гарантират, че оборудването на клапаните може да работи в двигателя. С развитието на науката за материалите може да има по -високо-изпълнение, ниско-Материали за разходни клапани в бъдеще, което допълнително насърчава напредъка на технологията на двигателя.