In che modo il materiale dell'attrezzatura della valvola influisce sulle prestazioni del prodotto?

L'attrezzatura valvola svolge un ruolo crucialenel motore, responsabile del controllo dell'assunzione e della commutazione di scarico, che influenza direttamente le prestazioni, l'efficienza e la vita del motore. La selezione del materiale delle apparecchiature valvole ha un profondo impatto sulle sue prestazioni, principalmente riflessanei seguenti aspetti: resistenza al calore, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, resistenza meccanica, peso e costi di produzione. Di seguito discuteranno in dettaglio l'effetto del materiale sulle prestazioni delle attrezzature della valvola.

1. Resistenza al calore

Le valvole sono esposte ad alte temperature durante il funzionamento del motore, in particolare le valvole di scarico, che possono funzionare a temperature che vanno da 700°C a 900°C. Pertanto, il materiale della valvola deve avere una buona resistenza al calore per garantire che possa mantenere proprietà meccaniche stabili e accuratezza dimensionale ad alte temperature. Se la resistenza di calore del materiale è insufficiente, la valvola può essere deformata, ammorbidita o addirittura sciolta a temperature elevate, con conseguente fallimento della guarnizione della valvola, che colpisce il rapporto di compressione e l'efficienza di combustione del motore.

Calore comunemente usato-I materiali resistenti includono calore-acciaio in lega resistente, acciaio inossidabile enichel-leghe basate. Ad esempio, 21-4n (21% Chromium, 4%nichel) è un materiale valvola di scarico comunemente usato con eccellente resistenza ad alta temperatura. Inoltre, le leghe di titanio vengono gradualmente utilizzatenella produzione di valvole di alto livello-Motori di prestazioni a causa del loro peso leggero e dell'alta resistenza al calore.

2. Resistenza all'usura

La valvola contatta frequentemente il sedile della valvola durante il processo di lavoro, specialmentenell'alto-Speed ​​Engine, l'attrito tra la valvola e il sedile porterà all'usura. Se la resistenza all'usura del materiale della valvola è insufficiente, la superficie di contatto tra la valvola e l'anello del sedile della valvola si consumerà gradualmente, con conseguente guarnizione della valvola sciolta, che influenzerà il rapporto di compressione e l'efficienza della combustione del motore.

Per migliorare la resistenza all'usura, i materiali della valvola di solito richiedono un trattamento superficiale, comenitriding, carburizzazione o rivestimento. Ad esempio, alcune valvole sono rivestite con una lega dura, come il carburo di tungsteno o ilnitruro di titanio, per migliorare la loro resistenza all'usura. Inoltre, la durezza del materiale della valvola è anche un indicatore importante e i materiali con maggiore durezza hanno di solito una migliore resistenza all'usura.

3. Resistenza alla corrosione

Durante il funzionamento del motore, verrà prodotto un grannumero di prodotti a combustione, come solfuro, ossidi di azoto, ecc., Che corroderanno la superficie della valvola. Le valvole di scarico, in particolare, sono più sensibili alla corrosione a causa di lunghe-Termine Esposizione a temperature elevate e gas corrosivi. Se la resistenza alla corrosione del materiale della valvola è insufficiente, la superficie della valvola verrà gradualmente corrosa, con conseguente guasto della tenuta della valvola, che influenzerà le prestazioni e la vita del motore.

Al fine di migliorare la resistenza alla corrosione, i materiali delle valvole di solito devono aggiungere alcuni elementi resistenti alla corrosione, come cromo,nichel e così via. Ad esempio, acciaio inossidabile (come l'acciaio inossidabile martensitico e l'acciaio inossidabile austenitico) è spesso usatonella produzione di valvole a causa della sua buona resistenza alla corrosione. Inoltre, alcuni materiali delle valvole sono anche trattati in superficie, come la placcatura cromata o il rivestimento resistente alla corrosione, per migliorare ulteriormente la loro resistenza alla corrosione.

4. Resistenza meccanica

La valvola deve resistere all'impatto ripetuto dalla molla della valvola e dall'alto-Azione del gas di pressione dalla camera di combustione durante il processo di lavoro, quindi il materiale della valvola deve avere una resistenza meccanica sufficiente per resistere a queste forze esterne. Se la resistenza meccanica del materiale della valvola è insufficiente, la valvola può rompersi o deformarsi a lungo-Funzionamento a termine, con conseguente guasto del motore.

Al fine di migliorare la resistenza meccanica, i materiali delle valvole di solito devono essere trattati al calore, come tempra e tempera, per migliorare la loro durezza e tenacità. Inoltre, anche il design della composizione del materiale della valvola è molto importante, come l'aggiunta di una quantità adeguata di carbonio, manganese, silicio e altri elementi, che possono migliorare la resistenza e la durezza del materiale.

Passaggio 5: peso

Il peso della valvola ha anche un effetto importante sulle prestazioni del motore. La valvola più leggera può ridurre la forza di inerzia del motore e migliorare la risposta alla velocità e il consumo di carburante del motore. Inoltre, la valvola più leggera può anche ridurre il carico della molla della valvola ed estendere la durata della molla della valvola.

Al fine di ridurre il peso della valvola, vengono spesso utilizzati materiali leggeri come la lega di titanio. Le leghe di titanionon solo hanno un'alta resistenza, ma anche una bassa densità, è il materiale ideale per la produzione di valvole leggere. Tuttavia, le leghe di titanio hanno un costo più elevato e di solito sono utilizzate solo in alto-motori prestazionali o motori da corsa.

6. Costo di produzione

Il costo del materiale della valvola è anche un fattore importante che influenza la sua selezione. Alto-Materiali per prestazioni, come leghe di titanio enichel-leghe basate, sebbene abbiano prestazioni eccellenti, il loro costo è più alto e di solito sono usati solo in alto-fine o speciale-motori a scopo. Al contrario, l'acciaio in leganormale e l'acciaio inossidabile hanno un costo inferiore e sono ampiamente utilizzatineinormali motori automobilistici.

Al fine di trovare un equilibrio tra prestazioni e costi, i produttori di valvole di solito scelgono il materiale giusto per i requisiti specifici del motore. Ad esempio, per lenormali auto familiari, è comune scegliere un materiale valvola di prestazione a costo inferiore ma sufficiente, mentre per il massimo-Motori di prestazioni o motori da corsa, verranno selezionati un materiale per prestazioni più elevato ma migliori.

7. Conducibilità termica

La valvola deve condurre rapidamente il calore alla sede della valvola e alla testata durante il funzionamento per impedire il surriscaldamento della valvola. Se la conduttività termica del materiale della valvola è scarsa, la valvola può essere deformata o danneggiata a causa del surriscaldamento, influenzando le prestazioni e la vita del motore.

Al fine di migliorare la conduttività termica, il materiale della valvola di solito deve avere una buona conducibilità termica. Ad esempio, la lega di alluminio viene spesso utilizzata per creare anelli di sedile della valvola a causa della sua buona conducibilità termica e il materiale della valvola viene generalmente selezionato come acciaio in lega o acciaio inossidabile con buona conducibilità termica.

8. Coefficiente di espansione termica

La valvola subirà drastiche variazioni di temperatura durante il funzionamento, quindi il coefficiente di espansione termica del materiale della valvola deve corrispondere al materiale dell'anello della sedile della valvola e della testata. Se il coefficiente di espansione termicanon corrisponde, la valvola può essere bloccata o sigillata liberamente ad alte temperature, influenzando le prestazioni del motore.

Al fine di garantire che la valvola corrisponda al coefficiente di espansione termica della sede della valvola e della testata, la selezione del materiale della valvola di solito deve considerare la progettazione complessiva del motore. Ad esempio, alcuni motori utilizzano materiali con un coefficiente di espansione termica simile per realizzare valvole e sedili delle valvole per garantire che mantengano buone prestazioni di tenuta ad alte temperature.

conclusione

Il materiale dell'attrezzatura della valvola ha un impatto importante sulle sue prestazioni, resistenza al calore, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, resistenza meccanica, peso, costi di produzione, conducibilità termica e coefficiente di espansione termica e altri fattori devono essere consideratinella selezione del materiale. Diversi scenari di applicazione del motore hanno requisiti diversi per i materiali delle valvole, quindi i produttori di valvole devono scegliere il materiale giusto in base alle loro esigenze specifiche per garantire che le apparecchiature della valvola possano funzionarenel motore. Con lo sviluppo della scienza dei materiali, potrebbe esserci più alto-Performance, basso-Materiali di costo valvola in futuro, promuovendo ulteriormente l'avanzamento della tecnologia del motore.