밸브 장비의 재료가 제품의 성능에 어떤 영향을 미칩니 까?

밸브 장비는 엔진에서 중요한 역할을하며 흡기 및 배기 전환을 제어하는 ​​데 도움이되며 엔진의 성능, 효율성 및 수명에 직접 영향을 미칩니다. 밸브 장비의 재료 선택은 주로 내열, 내마모성, 부식성, 기계적 강도, 체중 및 제조 비용의 측면에 주로 반영되는 성능에 중대한 영향을 미칩니다. 다음은 밸브 장비의 성능에 대한 재료의 영향에 대해 자세히 설명합니다.

1. 열 저항

밸브는 엔진 작동 중에 고온, 특히 배기 밸브에 노출되어 700 범위의 온도에서 작동 할 수 있습니다.°C ~ 900°C. 따라서, 밸브 재료는 고온에서 안정적인 기계적 특성과 치수 정확도를 유지할 수 있도록 내열성이 우수해야합니다. 재료의 내열이 불충분 한 경우, 밸브가 고온에서 변형, 연화 또는 심지어 녹아서 밸브 씰의 고장으로 인해 엔진의 압축 비율 및 연소 효율에 영향을 미칩니다.

일반적으로 사용되는 열-내성 재료에는 열이 포함됩니다-저항성 합금강, 스테인레스 스틸 및 니켈-기반 합금. 예를 들어, 21-4n (21% 크롬, 4% 니켈) 고온 저항이 우수한 일반적으로 사용되는 배기 밸브 재료입니다. 또한 티타늄 합금은 점차적으로 높은 밸브 제조에 사용됩니다.-가벼운 중량과 높은 내열성으로 인해 성능 엔진.

2. 내마모성

밸브는 작업 과정에서, 특히 높은 곳에서 밸브 시트에 자주 접촉합니다.-속도 엔진, 밸브와 시트 사이의 마찰은 마모됩니다. 밸브 재료의 내마모성이 충분하지 않으면 밸브와 밸브 시트 링 사이의 접촉 표면이 점차 마모되어 느슨한 밸브 씰이 발생하여 엔진의 압축 비율 및 연소 효율에 영향을 미칩니다.

내마모성을 개선하기 위해, 밸브 재료는 일반적으로 질화, 기화 또는 코팅과 같은 표면 처리가 필요합니다. 예를 들어, 일부 밸브는 내마모성을 향상시키기 위해 텅스텐 카바이드 또는 질화 티타늄과 같은 단단한 합금으로 코팅됩니다. 또한, 밸브 재료의 경도는 또한 중요한 지표이며, 경도가 높은 재료는 일반적으로 내마모성이 향상됩니다.

3. 부식 저항

엔진의 작동 중에는 황화물, 질소 산화물 등과 같은 다수의 연소 생성물이 생산되어 밸브 표면을 부식시킬 것입니다. 특히 배기 밸브는 길이로 인해 부식에 더 취약합니다.-고온 및 부식성 가스에 대한 용어 노출. 밸브 재료 부식 저항이 불충분 한 경우 밸브 표면이 점차 부식되어 밸브 씰 고장이 발생하여 엔진의 성능과 수명에 영향을 미칩니다.

부식성을 향상시키기 위해서는 밸브 재료는 일반적으로 크롬, 니켈 등과 같은 일부 부식 저항 요소를 추가해야합니다. 예를 들어, 스테인레스 스틸 (Martensitic Stainless Steel 및 Austenitic Stainless Steel과 같은) 부식성이 우수하기 때문에 밸브 제조에 종종 사용됩니다. 또한, 일부 밸브 재료는 크롬 도금 또는 부식성 코팅과 같은 표면 처리되어 내식성을 더욱 향상시킵니다.

4. 기계적 강도

밸브는 밸브 스프링과 높은 충격을 견딜 수 있어야합니다.-작업 공정 동안 연소실로부터의 압력 가스 작용이므로 밸브 재료는 이러한 외부 힘에 저항하기에 충분한 기계적 강도를 가져야합니다. 밸브 재료의 기계적 강도가 충분하지 않으면 밸브가 오랫동안 부러 지거나 변형 될 수 있습니다.-용어 작동, 엔진 고장이 발생합니다.

기계적 강도를 향상시키기 위해서는 밸브 재료가 경도와 강인성을 향상시키기 위해 Quenching 및 Tempering과 같은 열처리되어야합니다. 또한, 밸브 재료의 조성 설계는 또한 적절한 양의 탄소, 망간, 실리콘 및 기타 요소를 첨가하여 재료의 강도와 경도를 향상시킬 수있는 것과 같은 매우 중요합니다.

5 단계 : 무게

밸브의 무게는 또한 엔진의 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 가벼운 밸브는 엔진의 관성력을 줄이고 엔진의 속도 응답과 연비를 향상시킬 수 있습니다. 또한 가벼운 밸브는 밸브 스프링의 하중을 줄이고 밸브 스프링의 수명을 연장 할 수 있습니다.

밸브의 무게를 줄이기 위해 티타늄 합금과 같은 가벼운 재료가 종종 사용됩니다. 티타늄 합금은 강도가 높을뿐만 아니라 밀도가 낮으며 경량 밸브 제조에 이상적인 재료입니다. 그러나 티타늄 합금은 비용이 더 높으며 일반적으로 높은 경우에만 사용됩니다.-성능 엔진 또는 레이싱 엔진.

6. 제조 비용

밸브 재료의 비용은 또한 선택에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 높은-티타늄 합금 및 니켈과 같은 성능 재료-기반 합금은 성능이 우수하지만 비용이 높고 일반적으로 높은 가격으로 만 사용됩니다.-끝 또는 특별한-목적 엔진. 대조적으로, 일반 합금 강철과 스테인레스 스틸은 비용이 저렴하며 일반 자동차 엔진에서 널리 사용됩니다.

성능과 비용 사이의 균형을 유지하기 위해 밸브 제조업체는 일반적으로 엔진의 특정 요구 사항에 맞는 재료를 선택합니다. 예를 들어, 평범한 패밀리 자동차의 경우 비용이 저렴하지만 충분한 성능 밸브 재료를 선택하는 반면-성능 엔진 또는 레이싱 엔진, 비용이 높지만 더 나은 성능 재료가 선택됩니다.

7. 열전도율

밸브가 과열되는 것을 방지하기 위해 작동 중에 밸브 시트와 실린더 헤드로 빠르게 열을 전도해야합니다. 밸브 재료의 열전도율이 좋지 않으면 과열로 인해 밸브가 변형되거나 손상되어 엔진의 성능과 수명에 영향을 줄 수 있습니다.

열전도율을 향상시키기 위해서는 밸브 재료가 일반적으로 열전도율이 우수해야합니다. 예를 들어, 알루미늄 합금은 종종 열전도율이 우수하기 때문에 밸브 시트 링을 만드는 데 사용되며 밸브 재료는 일반적으로 열전도율이 우수한 합금강 또는 스테인리스 스틸로 선택됩니다.

8. 열 팽창 계수

밸브는 작동 중 온도의 급격한 변화를 경험할 것이므로 밸브 재료의 열 확장 계수는 밸브 시트 링 및 실린더 헤드의 재료와 일치해야합니다. 열 팽창 계수가 일치하지 않으면 밸브가 고온에서 느슨하게 고착되거나 밀봉되어 엔진의 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

밸브가 밸브 시트 및 실린더 헤드의 열 확장 계수와 일치하기 위해서는 밸브 재료의 선택은 일반적으로 엔진의 전체 설계를 고려해야합니다. 예를 들어, 일부 엔진은 비슷한 열 팽창 계수를 가진 재료를 사용하여 밸브와 밸브 시트를 만들어 고온에서 우수한 밀봉 성능을 유지할 수 있도록합니다.

결론

밸브 장비의 재료는 성능, 내열성, 내마모, 내식성, 기계적 강도, 체중, 체중, 제조 비용, 열전도율 및 열 팽창 계수 및 기타 요인에 중요한 영향을 미칩니다. 재료 선택에서 고려해야합니다. 다른 엔진 응용 시나리오마다 밸브 재료에 대한 요구 사항이 다르므로 밸브 제조업체는 밸브 장비가 엔진에서 성능을 발휘할 수 있도록 특정 요구에 따라 올바른 재료를 선택해야합니다. 재료 과학의 개발로 인해 더 높은 것이있을 수 있습니다.-성능, 낮음-향후 비용 밸브 재료로 엔진 기술의 진행을 더욱 촉진합니다.