Jak materiał sprzętu zaworów wpływana wydajność produktu?

Sprzęt zaworów odgrywa kluczową rolę w silniku, odpowiedzialnym za kontrolowanie przełączania wlotu i wydechu, bezpośrednio wpływającna wydajność, wydajność i żywotność silnika. Wybór materiału wyposażenia zaworów ma głęboki wpływna jego wydajność, głównie odzwierciedloną wnastępujących aspektach: odpornośćna ciepło, odpornośćna zużycie, odpornośćna korozję, wytrzymałość mechaniczną, wagę i koszty produkcji. Poniżej omówi się szczegółowo wpływ materiałuna wydajność sprzętu zaworów.

1. Opór ciepła

Zawory sąnarażonena wysokie temperatury podczas pracy silnika, zwłaszcza zawory wydechowe, które mogą działać w temperaturach od 700°C do 900°C. Dlatego materiał zaworu musi mieć dobrą odpornośćna ciepło, aby zapewnić stabilne właściwości mechaniczne i dokładność wymiarową w wysokich temperaturach. Jeśli odpornośćna ciepło materiału jestniewystarczająca, zawór może być zdeformowany, zmiękczony, anawet stopiony w wysokich temperaturach, co powoduje awarię uszczelnienia zaworu, co wpływana współczynnik kompresji i wydajność spalania silnika.

Powszechnie używane ciepło-Materiały odporne obejmują ciepło-Odporna stal stopowa, stalnierdzewna inikiel-stopyna podstawie. Na przykład 21-4n (21% Chrom, 4%nikiel) jest powszechnie stosowanym materiałem zaworu spalin o doskonałej oporności w wysokiej temperaturze. Ponadto stopy tytanu są stopniowo stosowane w produkcji zaworów wysokich-Silniki wydajności ze względuna ich lekką wagę i wysoką odpornośćna ciepło.

2. Noś odporność

Zawór często kontaktuje się z siedziskiem zaworu podczas procesu roboczego, szczególniena wysokości-Silnik prędkości, tarcie między zaworem a siedziskiem doprowadzi do zużycia. Jeśli odpornośćna zużycie materiału zaworu jestniewystarczająca, powierzchnia styku między zaworem a pierścieniem gniazda zaworu będzie stopniowo zużywać się, co powoduje luźne uszczelnienie zaworu, co wpłyniena współczynnik ściskający i wydajność spalania silnika.

Aby poprawić odpornośćna zużycie, materiały zaworów zwykle wymagają obróbki powierzchni, takich jak azotowanie, gaźby lub powłoka. Na przykładniektóre zawory są pokryte twardym stopem, takie jak węglik wolframowy lub azotek tytanu, w celu poprawy odpornościna zużycie. Ponadto twardość materiału zaworu jest również ważnym wskaźnikiem, a materiały o wyższej twardości zwykle mają lepszą odpornośćna zużycie.

3. Odpornośćna korozję

Podczas pracy silnika powstanie duża liczba produktów spalania, takich jak siarczek, tlenki azotu itp., Które będą korodować powierzchnię zaworu. W szczególności zawory spalinowe są bardziej podatnena korozję z powodu długiego-Ekspozycja terminuna wysokie temperatury i gazy korozyjne. Jeśli odpornośćna korozję materiału zaworu jestniewystarczająca, powierzchnia zaworu będzie stopniowo skorodowana, co spowoduje awarię uszczelnienia zaworu, co wpłyniena wydajność i żywotność silnika.

Aby poprawić odpornośćna korozję, materiały zaworów zwykle muszą dodaćniektóre elementy odpornena korozję, takie jak chrom,nikiel i tak dalej. Na przykład stalnierdzewna (takie jak martenzytyczna stalnierdzewna i austenityczna stalnierdzewna) jest często stosowany w produkcji zaworów ze względuna jego dobry odpornośćna korozję. Ponadtoniektóre materiały zaworów są również obróbowane powierzchniowo, takie jak chromowanie lub powłoka odpornana korozję, w celu dalszej poprawy odpornościna korozję.

4. Siła mechaniczna

Zawór musi wytrzymać powtarzający się wpływ ze sprężyny zaworu i wysokiego-Działanie gazu ciśnieniowego z komory spalania podczas procesu roboczego, więc materiał zaworu musi mieć wystarczającą wytrzymałość mechaniczną, aby oprzeć się tym siłom zewnętrznym. Jeśli wytrzymałość mechaniczna materiału zaworu jestniewystarczająca, zawór może pękać lub deformowaćna długi-Obsługa terminowa, w wyniku czego awaria silnika.

Aby poprawić wytrzymałość mechaniczną, materiały zaworów zwykle wymagają obróbki cieplnej, takiej jak gaszenie i temperowanie, aby poprawić ich twardość i wytrzymałość. Ponadto bardzo ważna jest również projekt składu materiału zaworu,na przykład dodanie odpowiedniej ilości węgla, manganu, krzemowego i innych elementów, które mogą poprawić siłę i twardość materiału.

Krok 5: Waga

Waga zaworu ma również ważny wpływna wydajność silnika. Lżejszy zawór może zmniejszyć siłę bezwładności silnika i poprawić reakcję prędkości i oszczędność paliwa silnika. Ponadto lżejszy zawór może również zmniejszyć obciążenie sprężyny zaworu i wydłużyć żywotność sprężyny zaworu.

Aby zmniejszyć wagę zaworu, często stosuje się lekkie materiały, takie jak stop tytanowy. Stopy tytanowe mająnie tylko wysoką wytrzymałość, ale takżeniską gęstość, są idealnym materiałem do produkcji lekkich zaworów. Jednak stopy tytanu mają wyższy koszt i zwykle są używane tylko w wysokości-Silniki wydajności lub silniki wyścigowe.

6. Koszt produkcji

Koszt materiału zaworu jest również ważnym czynnikiem wpływającymna jego wybór. Wysoki-Materiały wydajnościowe, takie jak stopy tytanu inikiel-stopy opartena doskonałej wydajności, ich koszt jest wyższy i zwykle są używane tylkona wysokim poziomie-koniec lub specjalne-Silniki celu. Natomiast zwykła stal stopowa i stalnierdzewna mająniższy koszt i są szeroko stosowane w zwykłych silnikach motoryzacyjnych.

Aby osiągnąć równowagę między wydajnością a kosztami, producenci zaworów zwykle wybierają odpowiedni materiał dla określonych wymagań silnika. Na przykład w przypadku zwykłych samochodów rodzinnych powszechne jest wybórniższego kosztu, ale wystarczającego materiału zaworu wydajnościowego, podczas gdy dla wysokiego-Silniki wydajnościowe lub silniki wyścigowe, wyższe koszty, ale lepsze materiały wydajności zostaną wybrane.

7. Przewodnictwo cieplne

Zawór musi szybko przeprowadzić ciepło do gniazda zaworu i głowicy cylindrów podczas pracy, aby zapobiec przegrzaniu zaworu. Jeżeli przewodność cieplna materiału zaworu jest słaba, zawór może zostać zdeformowany lub uszkodzony z powodu przegrzania, wpływającna wydajność i żywotność silnika.

Aby poprawić przewodność cieplną, materiał zaworu zwykle musi mieć dobrą przewodność cieplną. Na przykład stop aluminium jest często stosowany do wytwarzania pierścieni gniazda zaworu ze względuna jego dobrą przewodność cieplną, a materiał zaworu jest zwykle wybierany jako stal stopowa lub stalnierdzewna o dobrej przewodności cieplnej.

8. Współczynnik rozszerzalności cieplnej

Zawór wystąpi drastyczne zmiany temperatury podczas pracy, więc współczynnik rozszerzenia cieplnego materiału zaworu musi pasować do materiału pierścienia gniazda zaworu i głowicy cylindra. Jeśli współczynnik rozszerzalności cieplnejnie pasuje, zawór może być przykręcony lub uszczelniony luźno w wysokich temperaturach, wpływającna wydajność silnika.

Aby zapewnić, że zawór pasuje do współczynnika rozszerzenia cieplnego gniazda zaworu i głowicy cylindra, wybór materiału zaworu zwykle musi rozważyć ogólną konstrukcję silnika. Na przykładniektóre silniki wykorzystują materiały o podobnym współczynniku rozszerzalności cieplnej, aby wytwarzać zawory i siedzenia zaworów, aby zapewnić, że utrzymują dobrą wydajność uszczelnienia w wysokich temperaturach.

wniosek

Materiał sprzętu zaworów ma istotny wpływna jego wydajność, odpornośćna ciepło, odpornośćna zużycie, odpornośćna korozję, wytrzymałość mechaniczną, wagę, koszt produkcji, przewodność cieplną i współczynnik rozszerzania cieplnego oraz inne czynniki w wyborze materiału. Różne scenariusze zastosowań silnika mają różne wymagania dotyczące materiałów zaworów, więc producenci zaworów muszą wybrać odpowiedni materiał zgodnie z ich konkretnymi potrzebami, aby zapewnić, że sprzęt zaworów może wykonywać w silniku. Wraz z rozwojem materiałów materiałowych może być więcej wysokich-wydajność,niski-Materiały zaworów kosztów w przyszłości, dodatkowo promując postęp technologii silników.