Wie wirkt sich das Material der Ventilgeräte auf die Leistung des Produkts aus?

Die Ventilausrüstung spielt eine entscheidende Rolle im Motor, die für die Steuerung des Einlass- und Abgaswechsels verantwortlich ist und die Leistung, Effizienz und Lebensdauer des Motors direkt beeinflusst. Die materielle Auswahl der Ventilgeräte hat einen tiefgreifenden Einfluss auf die Leistung, die sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten widerspiegelt: Wärmefestigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, mechanische Festigkeit, Gewicht und Herstellungskosten. Im Folgenden werden die Auswirkungen des Materials auf die Leistung von Ventilgeräten ausführlich erörtert.

1. Wärmewiderstand

Die Ventile sind während des Motorbetriebs hohen Temperaturen ausgesetzt, insbesondere den Abgasventilen, die bei Temperaturen von 700 funktionieren können°C bis 900°C. Daher muss das Ventilmaterial einen guten Wärmewiderstand aufweisen, um sicherzustellen, dass es stabile mechanische Eigenschaften und dimensionale Genauigkeit bei hohen Temperaturen aufrechterhalten kann. Wenn der Wärmewiderstand des Materialsnicht ausreicht, kann das Ventil bei hohen Temperaturen deformiert, weich oder sogar geschmolzen werden, was zum Ausfall des Ventildichts das Kompressionsverhältnis und die Verbrennungseffizienz des Motors beeinflusst.

Häufig verwendete Wärme-Resistente Materialien sind Wärme-Widerstandes Legierungsstahl, Edelstahl und Nickel-basierte Legierungen. Zum Beispiel 21-4n (21% Chrom, 4% Nickel) ist ein häufig verwendetes Abgasventilmaterial mit hervorragendem Hochtemperaturwiderstand. Darüber hinaus werden Titanlegierungen allmählich in der Ventilherstellung von High verwendet-Leistungsmotoren wegen ihres leichten Gewichts und ihres hohen Wärmewiderstandes.

2. Tragenwiderstand

Das Ventil kontaktiert häufig den Ventilsitz während des Arbeitsprozesses, insbesondere im Hoch-Geschwindigkeitsmotor, die Reibung zwischen Ventil und Sitz führt zu Verschleiß. Wenn der Verschleißfestigkeit des Ventilmaterialsnicht ausreicht, wird die Kontaktfläche zwischen dem Ventil und dem Ventilsitzring allmählich abnutzt, was zu einer losen Ventildichtung führt, die das Kompressionsverhältnis und die Verbrennungseffizienz des Motors beeinflusst.

Um die Verschleißfestigkeit zu verbessern, erfordern Ventilmaterialiennormalerweise eine Oberflächenbehandlung wie Nitriding, Kohlenhydrate oder Beschichtung. Zum Beispiel werden einige Ventile mit einer harten Legierung wie Wolframkarbid oder Titannitrid beschichtet, um ihren Verschleißfestigkeit zu verbessern. Darüber hinaus ist die Härte des Ventilmaterials auch ein wichtiger Indikator, und Materialien mit höherer Härte habennormalerweise einen besseren Verschleißfestigkeit.

3. Korrosionsbeständigkeit

Während des Betriebs des Motors wird eine große Anzahl von Verbrennungsprodukten hergestellt, wie Sulfid, Stickoxide usw., die die Ventiloberfläche korrodieren. Insbesondere Abgasventile sind aufgrund langer anfälliger für Korrosions-Begriff Exposition gegenüber hohen Temperaturen und ätzenden Gasen. Wenn der Korrosionswiderstand des Ventilmaterialsnicht ausreicht, wird die Ventiloberfläche allmählich korrodiert, was zu einem Ventildichtungsfehler führt, was die Leistung und die Lebensdauer des Motors beeinflusst.

Um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, müssen Ventilmaterialiennormalerweise einige korrosionsbeständige Elemente wie Chrom, Nickel und so weiter hinzufügen. Zum Beispiel Edelstahl (wie martensitische Edelstahl und austenitischer Edelstahl) wird häufig bei der Herstellung von Ventilen aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit verwendet. Darüber hinaus werden einige Ventilmaterialien auch oberflächen behandelt, wie z. B. Chrombeschichtung oder korrosionsbeständige Beschichtung, um ihre Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.

4. Mechanische Stärke

Das Ventil muss dem wiederholten Aufprall aus der Ventilfeder und dem Hoch standhalten-Druckgaswirkung aus der Brennkammer während des Arbeitsprozesses, sodass das Ventilmaterial eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen muss, um diesen äußeren Kräften zu widerstehen. Wenn die mechanische Festigkeit des Ventilmaterialsnicht ausreicht, kann das Ventil während der Länge brechen oder verformen-Laufzeitbetrieb, was zum Motorausfall führt.

Um die mechanische Festigkeit zu verbessern, müssen Ventilmaterialiennormalerweise hitzebehandelt werden, z. B. das Löschen und Temperieren, um ihre Härte und Zähigkeit zu verbessern. Darüber hinaus ist das Zusammensetzungsdesign des Ventilmaterials auch sehr wichtig, z.

Schritt 5: Gewicht

Das Gewicht des Ventils wirkt sich auch wichtig auf die Leistung des Motors aus. Das leichtere Ventil kann die Trägheitskraft des Motors verringern und die Geschwindigkeitsreaktion und den Kraftstoffverbrauch des Motors verbessern. Darüber hinaus kann das leichtere Ventil auch die Last der Ventilfeder reduzieren und die Lebensdauer der Ventilfeder verlängern.

Um das Gewicht des Ventils zu verringern, werden häufig leichte Materialien wie Titanlegierung verwendet. Titanlegierungen habennichtnur eine hohe Festigkeit, sondern auch eineniedrige Dichte, das ideale Material für die Herstellung von Leichtgewichtsventilen. Titanlegierungen haben jedoch höhere Kosten und werdennormalerweisenur in hoch verwendet-Leistungsmotoren oder Rennmotoren.

6. Herstellungskosten

Die Kosten für das Ventilmaterial sind auch ein wichtiger Faktor, der seine Auswahl beeinflusst. Hoch-Leistungsmaterialien wie Titanlegierungen und Nickel-Basierte Legierungen, obwohl sie eine hervorragende Leistung haben, sind ihre Kosten höher und sie werdennormalerweisenur in Hochern verwendet-Ende oder besonderes-Zweckmotoren. Im Gegensatz dazu haben gewöhnlicher Legierungsstahl und Edelstahlniedrigere Kosten und werden in gewöhnlichen Automotoren weit verbreitet.

Um ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten zu erreichen, wählen Ventilherstellernormalerweise das richtige Material für die spezifischen Anforderungen des Motors. Zum Beispiel ist es für gewöhnliche Familienautos üblich,niedrigere, aber ausreichende Leistungsventilmaterial zu wählen, während für Hoch-Leistungsmotoren oder Rennmotoren, höhere Kosten, aber besseres Leistungsmaterial werden ausgewählt.

7. Wärmeleitfähigkeit

Das Ventil muss während des Betriebs die Wärme schnell zum Ventilsitz und zum Zylinderkopf durchführen, um zu verhindern, dass das Ventil eine Überhitzung überhitzt. Wenn die thermische Leitfähigkeit des Ventilmaterials schlecht ist, kann das Ventil aufgrund von Überhitzung deformiert oder beschädigt werden, was die Leistung und die Lebensdauer des Motors beeinträchtigt.

Um die thermische Leitfähigkeit zu verbessern, muss das Ventilmaterialnormalerweise eine gute thermische Leitfähigkeit aufweisen. Beispielsweise wird häufig Aluminiumlegierung verwendet, um Klappensitzringe aufgrund seiner guten thermischen Leitfähigkeit zu erstellen, und das Ventilmaterial wirdnormalerweise als Legierungsstahl oder Edelstahl mit guter Wärmeleitfähigkeit ausgewählt.

8. Koeffizient der thermischen Expansion

Das Ventil wird während des Betriebs drastische Temperaturveränderungen auftreten, so Wenn der Wärmeerweiterungskoeffizientnicht übereinstimmt, kann das Ventil bei hohen Temperaturen lose stecken oder versiegelt werden, was die Leistung des Motors beeinflusst.

Um sicherzustellen, dass das Ventil mit dem Wärmeausbau des Ventilsitzes und des Zylinderkopfes übereinstimmt, muss die Auswahl des Ventilmaterialsnormalerweise das Gesamtdesign des Motors berücksichtigen. Beispielsweise verwenden einige Motoren Materialien mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, um Ventile und Ventilsitze herzustellen, um sicherzustellen, dass sie bei hohen Temperaturen eine gute Versiegelungsleistung aufrechterhalten.

Abschluss

Das Material der Ventilausrüstung hat einen wichtigen Einfluss auf seine Leistung, Wärmefestigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, mechanische Festigkeit, Gewicht, Herstellungskosten, thermische Leitfähigkeit und thermische Expansionskoeffizient und andere Faktoren müssen bei der Materialauswahl berücksichtigt werden. Unterschiedliche Szenarien für Motoranwendungen haben unterschiedliche Anforderungen für Ventilmaterialien, sodass die Ventilhersteller das richtige Material entsprechend ihren spezifischen Bedürfnissen auswählen müssen, um sicherzustellen, dass die Ventilgeräte im Motor ausgeführt werden können. Mit der Entwicklung der Materialwissenschaft kann es höher sein-Leistung,niedrig-Zukünftig Kostenventilmaterialien und fördert den Fortschritt der Motortechnologie weiter.