Svarīgi ir izstrādāt materiālus, kas spēj pretoieties augstiem temperatūras līmeņiem, mūsdienu automašīnu inženierzinātnē. Tā kā dzinēji kļūst efektīvāki un spēcīgāki, ražotājiem nepieciešami materiāli, kas var izturēt lielākus siltuma un spiediena līmeņus. Teksts runā par jaunākajiem panākumiem materiālu jomā, kas aizsargā no siltuma avotiņu motoru vērtuļu gadījumā, ar uzmanību pievēršoties tam, lai vērtuļi būtu uzticami grūtos apstākļos.
Uzturēties dzeltos zem spiediena: jauni materiāli silgākiem dzinējiem
Inovācijas automobiļu nozarē notiek nepārtraukti, lai izveidotu stiprākus un efektīvākus dzinējus. Kad dzinēji palielinās ātrumu ar vairākiem cilindriem, tie kļūst arī karstāki nekā parastā, tādējādi prasa labākas materiālu iespējas, lai apskaitītu šo karstumu. Motora vērtuļi parasti ir izgatavojuši no neržāvajošās olaines un titanu, bet jo inženieri meklē labākus rezultātus, tagad tiek izmantoti jauni kompozītmateriāli.
Populārs un augstsprostīgs materiālu veids ir nikla bāzētie superaliji. Tādi superaliji ir paredzēti, lai saglabātu lielu spēku un aizsargātos no oksidēšanās temperatūrās pār 1000 grādiem Celsija. Dēļ to stipruma augstās temperatūras apstākļos, tie piemēroti kā dzinēja vārtiņi. Turklāt, dēļ sava maza svara un ugunskarti, keramiskie matricas kompozīti (CMCs) kļūst populārāki, jo tie palīdz uzlabot degvielas ekonomiskumu.
Kas nāk nākamajā, ilgtspējīgajā, augstas temperatūras dzinēja vārtiņu tehnoloģijā
Kā mēs virzāmies uz priekšu, automobiļu nozarē plāno izmantot jaunas materiālu un tehnoloģiju priekšrocības, lai segventālām ilgāk būtu un tās varētu izturēt augstu karstumu. Piemēram, uzlabotie keramikas materiāli ir parādījušies noderīgi, jo tie spēj izturēt augstu temperatūru. Tomēr pētnieki cenšas atrisināt problēmu ar to trauslumu, strādājot pie jaunu kompozītmateriālu veidošanas.
Vielas interesē arī metālu matricas kompozīti (MMCs). Metāli, kas sajaukts ar citiem vielniekiem, piemēram, keramiku vai šķiedrām, nodrošina MMC augstākas termiskās un mehāniskās īpašības. Daudzi uzskata, ka, ņemot vērā to stiprumu, zemo svaru un karstuma izturību, kompozītmateriāli ir ļoti auglīgi nākotnes motoru segventāļu izmantošanai.
Mēs vērojam dažas no interesantākajām izmaiņām aditīvajā ražošanā, ko mēs zinām kā 3D printēšanu. Šīs tehnoloģijas dēļ segvārtus var dizainēt sarežģītāk, lai ātrāk ielaižtu un izlaistu gaisu, kas palīdz dzinējiem, kas pakļauti augstiem temperatūras līmeņiem. Materiālu izmantojot tikai tur, kur tas ir svarīgs, dzinēja segvārti var pareizi darboties un ilgi turpināt strādāt.
Korektu materiālu izvēle ilgtspējīgiem dzinēja segvārtiem
Pareizam materiālam izvēlei dzinēja segvārtiem ir būtiska nozīme, lai tiem būtu iespēja izturēt smagās spalvas degvielas dzinējā. Izvēlētais materiāls jāatbilst tā termiskajai vadībamībai, korozijas atsparībai un stiprumam. Klasiskie materiāli joprojām sniedz labumus, tomēr, lai padarītu automašīnas efektīvākas un videi draudzīgākas, mums jāmeklē citi risinājumi.
Svarīgi novērtēt, vai superaliejumu un keramikas izmantošana atnesīs pietiekami lielu pievienoto vērtību salīdzinājumā ar masiviem materialiem. Laba piemēra ir azotēta dzelzs, kura piedāvā uzlabotu izmūšanās pretestību dēļ īpašas virsmas cietināšanas procesa par pieņemamu cenu. Kad tiek strādāts pie augstas veiktspējas vai specializētiem motormeklējumiem, dārgu augsttehnoloģiju materialu izmantošana var padarīt tos ilgāk darbojamies un funkcionējošus uzticamāk.