Hogyan befolyásolja a szelepberendezések anyagát a termék teljesítményét?

A szelepberendezés döntő szerepet játszik a motorban, amely felelős a szívó és a kipufogógáz -váltás szabályozásáért, közvetlenül befolyásolja a motor teljesítményét, hatékonyságát és élettartamát. A szelepberendezések anyagválasztása mély hatással van annak teljesítményére, elsősorban a következő szempontokban tükröződik: hőállóság, kopásállóság, korrózióállóság, mechanikai szilárdság, súly és gyártási költségek. Az alábbiakban részletesen tárgyaljuk az anyagnak a szelepberendezések teljesítményére gyakorolt ​​hatását.

1. Hőállóság

A szelepeket a motor működése során magas hőmérsékleten vannak kitéve, különösen a kipufogószelepeket, amelyek 700 -ig terjedő hőmérsékleten működhetnek°C -től 900 -ig°C. Ezért a szelep anyagának jó hőállósággal kell rendelkeznie annak biztosítása érdekében, hogy magas hőmérsékleten fenntartsa a stabil mechanikai tulajdonságokat és a méret pontosságát. Ha az anyag hőállóságanem elegendő, akkor a szelep magas hőmérsékleten deformálódhat, lágyítható vagy akár megolvadhat, ami a szelep tömítés meghibásodását eredményezheti, ami befolyásolja a motor kompressziós arányát és égési hatékonyságát.

Általánosan használt hő-Az ellenálló anyagok között szerepel a hő-ellenálló ötvözött acél, rozsdamentes acél ésnikkel-alapú ötvözetek. Például 21-4N (21% króm, 4%nikkel) egy általánosan használt kipufogószelep anyag, kiváló, magas hőmérsékletű ellenállású. Ezen felül a titánötvözeteket fokozatosan használják a magas szelepgyártásban-Teljesítménymotorok könnyű súlyuk és magas hőállóságuk miatt.

2.

A szelep a munkavégzés során gyakran érintkezik a szelep üléssel, különösen a magasban-A sebességmotor, a szelep és az ülés közötti súrlódás kopáshoz vezet. Ha a szelep anyag kopási ellenállásanem elegendő, akkor a szelep és a szelep ülésgyűrű közötti érintkezési felület fokozatosan elhasználódik, ami egy laza szelep tömítést eredményez, amely befolyásolja a motor kompressziós arányát és égési hatékonyságát.

A kopásállóság javítása érdekében a szelep anyagok általában felszíni kezelést igényelnek, példáulnitridát, karburizációt vagy bevonatot. Példáulnéhány szelepet kemény ötvözettel borítanak, például volfrám -karbidot vagy titán -nitridet, hogy javítsák kopásállóságukat. Ezenkívül a szelep anyagának keménysége szintén fontos mutató, és a magasabb keménységű anyagok általában jobb kopásállósággal rendelkeznek.

3. Korrózióállóság

A motor üzemeltetése során számos égési terméket állítanak elő, például szulfidot,nitrogén -oxidokat stb., Amely korrodálja a szelep felületét. Különösen a kipufogószelepek hajlamosabbak a korrózióra a hosszú miatt-A magas hőmérsékletek és korrozív gázok kitettsége. Ha a szelep anyagának korrózióállóságanem elegendő, akkor a szelep felületét fokozatosan korrodálják, ami a szelep tömítés meghibásodását eredményezi, ami befolyásolja a motor teljesítményét és élettartamát.

A korrózióállóság javítása érdekében a szelep anyagoknak általábannéhány korrózióálló elemet kell hozzáadniuk, például króm,nikkel és így tovább. Például rozsdamentes acél (mint például a martenzites rozsdamentes acél és az austenit rozsdamentes acél) Gyakran használják a szelepek gyártásában, jó korrózióálló képessége miatt. Ezenkívülnéhány szelep anyagot is kezelnek, például króm bevonat vagy korrózióálló bevonat, hogy tovább javítsák korrózióállóságukat.

4. Mechanikai erő

A szelepnek ellenállnia kell a szeleprugó és a magas ismételt ütéseknek-Nyomásgáz -hatás az égési kamrából a munkavégzés során, így a szelep anyagának elegendő mechanikai szilárdsággal kell rendelkeznie, hogy ellenálljon ezeknek a külső erőknek. Ha a szelep anyag mechanikai szilárdságanem elegendő, a szelep hosszú ideig megszakad vagy deformálódhat-A kifejezés működése, ami motor meghibásodását eredményezi.

A mechanikai szilárdság javítása érdekében a szelep anyagokat általában hőkezeléssel kell kezelni, például a kioltást és a edzést, hogy javítsák keménységüket és keménységüket. Ezenkívül a szelep anyagának összetételének kialakítása isnagyon fontos, például megfelelő mennyiségű szén, mangán, szilícium és egyéb elemek hozzáadása, amelyek javíthatják az anyag erősségét és keménységét.

5. lépés: Súly

A szelep súlya szintén fontos hatással van a motor teljesítményére. A világosabb szelep csökkentheti a motor tehetetlenségi erejét, és javíthatja a motor sebességválaszát és üzemanyag -fogyasztását. Ezenkívül a világosabb szelep csökkentheti a szeleprugó terhelését és meghosszabbíthatja a szeleprugó élettartamát.

A szelep súlyának csökkentése érdekében gyakran könnyű anyagokat, például titánötvözetet használnak. A titánötvözeteknemcsaknagy szilárdsággal rendelkeznek, hanem alacsony sűrűségű is, ideális anyag a könnyű szelepek gyártásához. A titánötvözetek azonban magasabbak, és általában csak a magasban használják-Teljesítményű motorok vagy versenymotorok.

6. Gyártási költségek

A szelep anyagának költsége szintén fontos tényező, amely befolyásolja annak kiválasztását. Magas-Teljesítmény anyagok, például titánötvözetek ésnikkel-alapú ötvözetek, bár kiváló teljesítményük van, költségeik magasabbak, és általában csak magasban használják őket-vég vagy különleges-Cél motorok. Ezzel szemben a szokásos ötvözött acél és a rozsdamentes acél alacsonyabb költségekkel rendelkezik, és széles körben használják a szokásos autómotorokban.

Annak érdekében, hogy egyensúlyt teremtsenek a teljesítmény és a költségek között, a szelepgyártók általában a megfelelő anyagot választják a motor konkrét igényeihez. Például a rendes családi autók esetében gyakori, hogy alacsonyabb költségeket választanak, de elegendő teljesítményszelep anyagot, míg a magas eseteket-Teljesítménymotorok vagy versenymotorok, magasabb költségű, de jobb teljesítményű anyagot választanak ki.

7. hővezető képesség

A szelepnek működés közben gyorsan hőt kell végeznie a szelep üléshez és a hengerfejhez, hogy megakadályozzák a szelep túlmelegedését. Ha a szelep anyag hővezető képessége gyenge, a szelep deformálódhat vagy sérülhet a túlmelegedés miatt, befolyásolva a motor teljesítményét és élettartamát.

A hővezető képesség javítása érdekében a szelep anyagának általában jó hővezetőképességgel kell rendelkeznie. Például az alumíniumötvözetet gyakran használják a szelep ülésgyűrűk előállításához, jó hővezető képessége miatt, és a szelep anyagát általában ötvözött acélként vagy rozsdamentes acélként választják ki, jó hővezető képességgel.

8. A termikus tágulási együttható

A szelepnek a hőmérséklet drasztikus változásait fogják tapasztalni, így a szelep anyagának hőtágulási együtthatójának meg kell egyeznie a szelep ülésgyűrű és a hengerfej anyagának. Ha a termikus tágulási együtthatónem egyezik, akkor a szelep magas hőmérsékleten lazán elakadhat vagy laza lehet, befolyásolva a motor teljesítményét.

Annak biztosítása érdekében, hogy a szelep megegyezzen a szelep ülés és a hengerfej hőtágulási együtthatójával, a szelep anyagának kiválasztásának általában figyelembe kell vennie a motor általános kialakítását. Például egyes motorok hasonló hőtágulási együtthatóval rendelkező anyagokat használnak, hogy szelepeket és szelep üléseket készítsenek annak biztosítása érdekében, hogy magas hőmérsékleten tartsák fenn a jó tömítést.

következtetés

A szelepfelszerelés anyagának fontos hatása van annak teljesítményére, hőállóságára, kopásállóságára, korrózióállóságára, mechanikai szilárdságára, súlyára, gyártási költségeire, hővezető képességére és a termikus tágulási együtthatóra, valamint az anyagválasztás során más tényezőket kell figyelembe venni. A különböző motoros alkalmazási forgatókönyvek eltérő követelményekkel bírnak a szelep anyagokra, ezért a szelepgyártóknak a megfelelő anyagot kell választaniuk a sajátos igényeik szerint, hogy a szelepberendezések képesek legyenek a motorban teljesíteni. Az anyagtudomány fejlesztésével lehetne több-teljesítmény, alacsony-Költségszelep -anyagok a jövőben, tovább elősegítve a motor technológiájának előrehaladását.