Jak ovlivňuje materiál zařízení ventilu výkon produktu?

Zařízení ventilu hraje klíčovou roli v motoru, zodpovědný za kontrolu přepínání příjmu a výfukových plynů, přímo ovlivňující výkon, účinnost a životnost motoru. Výběr materiálu zařízení ventilu má hluboký dopadna jeho výkon, zejména vnásledujících aspektech: odolnost proti teplu, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, mechanická síla, hmotnost a výrobnínáklady. Následuje podrobně diskutovat o vlivu materiáluna výkon zařízení ventilu.

1. Tepelná odolnost

Během provozu motoru jsou ventily vystaveny vysokým teplotám, zejména výfukovým ventilům, které mohou pracovat při teplotách v rozmezí od 700°C až 900°C. Materiál ventilu proto musí mít dobrou odolnost proti teplu, aby se zajistilo, že dokáže udržovat stabilní mechanické vlastnosti a přesnost rozměru při vysokých teplotách. Pokud je tepelná odolnost materiálunedostatečná, může být ventil deformován, změkčennebo dokonce roztavený při vysokých teplotách, což má zanásledek selhání těsnění ventilu, což ovlivňuje kompresní poměr a účinnost spalování motoru.

Běžně používané teplo-Mezi odolné materiály patří teplo-Odolná ocel z lehké slitiny,nerezová ocel anikl-slitiny založenéna založené. Například 21-4n (21% Chrom, 4%nikl) je běžně používaný materiál výfukového ventilu s vynikající odolností proti vysoké teplotě. Kromě toho se slitiny titanu se postupně používají při výrobě ventilu s vysokou-Výkonné motory kvůli jejichnízké hmotnosti a vysoké odolnosti tepla.

2. Noste odpor

Ventil bude během pracovního procesu často kontaktovat sedadlo ventilu, zejménana vysoké úrovni-Rychlý motor, tření mezi ventilem a sedadlem povede k opotřebení. Pokud je odolnost proti opotřebení materiálu ventilunedostatečná, kontaktní povrch mezi ventilem a kroužkem ventilu se postupně opotřebovává, což povede k uvolněnému těsnění ventilu, což ovlivní kompresní poměr a účinnost spalování motoru.

Pro zlepšení odporu opotřebení materiály ventilu obvykle vyžadují úpravu povrchu, jako jenitriding, karburizacenebo povlak. Napříkladněkteré ventily jsou potaženy tvrdou slitinou, jako je karbid wolframunebonitrid titanu, aby se zlepšil odolnost proti opotřebení. Kromě toho je tvrdost materiálu ventilu také důležitým indikátorem a materiály s vyšší tvrdostí mají obvykle lepší odolnost proti opotřebení.

3. odolnost proti korozi

Během provozu motoru se vyrobí velké množství produktů spalování, jako je sulfid, oxidy dusíku atd., Které korodují povrch ventilu. Zejména výfukové ventily jsounáchylnější k korozi kvůli dlouhému-Termín expozice vysokým teplotám a korozivním plynům. Pokud je odolnost proti korozi ventilunedostatečná, povrch ventilu bude postupně korodován, což povede k selhání těsnění ventilu, což ovlivní výkon a životnost motoru.

Aby se zlepšila odolnost proti korozi, musí materiály ventilů obvykle přidatněkteré prvky odolné vůči korozi, jako je chrom,nikl atd. Napříkladnerezová ocel (jako je martenzitickánerezová ocel a austenitickánerezová ocel) se často používá při výrobě ventilů kvůli dobrému odolnosti proti korozi. Kromě toho jsouněkteré materiály ventilu také ošetřeny, jako je chromová pokovovánínebo korozní povlak, aby se dále zlepšila jejich odolnost proti korozi.

4. Mechanická pevnost

Ventil musí odolat opakovaným dopadu z pružiny ventilu a vysoké-Tlakové působení plynu ze spalovací komory během pracovního procesu, takže materiál ventilu musí mít dostatečnou mechanickou pevnost, aby odolával těmto vnějším silám. Pokud je mechanická pevnost materiálu ventilunedostatečná, může se ventil rozbítnebo deformovat-Termín provoz, což vede k selhání motoru.

Aby se zlepšila mechanická pevnost, je třeba obvykle ošetřit materiály ventilu, jako je zhášení a temperování, aby se zlepšila jejich tvrdost a houževnatost. Kromě toho je také velmi důležitý konstrukce složení materiálu ventilu, jako je přidání vhodného množství uhlíku, manganu, křemíku a dalších prvků, které mohou zlepšit sílu a tvrdost materiálu.

Krok 5: Hmotnost

Hmotnost ventilu má také důležitý účinekna výkon motoru. Lehčtější ventil může snížit setrvačnou sílu motoru a zlepšit reakcina rychlost a spotřebu paliva motoru. Kromě toho může lehčí ventil také snížit zatížení pružiny ventilu a prodloužit životnost ventilové pružiny.

Za účelem snížení hmotnosti ventilu se často používají lehké materiály, jako je slitina titanu. Titanové slitiny majínejen vysokou pevnost, ale takénízkou hustotu, je ideálním materiálem pro výrobu lehkých ventilů. Slitiny titanu však mají vyššínáklady a obvykle se používají pouzena vysoké úrovni-Výkonné motorynebo závodní motory.

6. Výrobnínáklady

Nákladyna materiál ventilu jsou také důležitým faktorem ovlivňujícím jeho výběr. Vysoký-Výkonné materiály, jako jsou slitiny titanu anikl-slitiny založenéna založenéna založenéna založené-konecnebo zvláštní-Účelové motory. Naproti tomu obyčejná ocel anerezová ocel majínižšínáklady a v běžných automobilových motorech se široce používají.

Aby mohli výrobci ventilů obvykle vybírat rovnováhu mezi výkonem anáklady, obvykle vybírají správný materiál pro specifické požadavky motoru. Například u běžných rodinných vozů je běžné zvolitnižšínáklady, ale dostatečný materiál výkonného ventilu, zatímco pro vysokou-Výkonné motorynebo závodní motory, vyššínáklady, ale lepší výkonnostní materiál bude vybrán.

7. Tepelná vodivost

Ventil musí během provozu rychle provádět teplona sedadlo ventilu a hlavu válce, aby se zabránilo přehřátí ventilu. Pokud je tepelná vodivost materiálu ventilu špatná, může být ventil deformovánnebo poškozen kvůli přehřátí, což ovlivňuje výkon a životnost motoru.

Aby se zlepšila tepelná vodivost, musí mít materiál ventilu obvykle dobrou tepelnou vodivost. Například slitina hliníku se často používá k výrobě prstenů sedadel ventilu kvůli své dobré tepelné vodivosti a materiál ventilu se obvykle vybírá jako ocel z slitinynebo znerezové oceli s dobrou tepelnou vodivostí.

8. Koeficient tepelné roztažnosti

Ventil bude během provozu zažít drastické změny teploty, takže koeficient tepelné roztažnosti materiálu ventilu musí odpovídat materiálu sedacího kroužku ventilu a hlavy válce. Pokud se koeficient tepelné roztažnostineshoduje, může být ventil zaseknutýnebo uzavřen volně při vysokých teplotách, což ovlivňuje výkon motoru.

Aby se zajistilo, že ventil odpovídá koeficientu tepelné roztažnosti sedadla ventilu a hlavy válce, musí výběr materiálu ventilu obvykle zvážit celkovýnávrh motoru. Napříkladněkteré motory používají materiály s podobným koeficientem tepelné roztažnosti k výrobě ventilů a sedadel ventilu, aby se zajistilo, že udržují dobrý výkon těsnění při vysokých teplotách.

závěr

Při výběru materiálu je třeba zvážit materiál zařízení ventilu, což je důležitý dopadna jeho výkon, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, mechanickou sílu, hmotnost, výrobnínáklady, tepelnou vodivost a koeficient tepelné roztažnosti a další faktory. Různé scénáře aplikací motoru mají různé požadavkyna materiály ventilu, takže výrobci ventilu si musí vybrat správný materiál podle svých specifických potřeb, aby zajistili, že zařízení ventilu může v motoru provádět. S rozvojem vědy o materiálech může být více vysokých-Výkon,nízký-Materiálynákladů v budoucnu, dále podporující pokrok technologie motoru.