Mühərrik Klapanlarının Materialları: Yüksək İstilik Şəraitində Dayanıqlığın Anlaşılması

Mühərrik Klapanlarının Materialları: Yüksək İstilik Şəraitində Dayanıqlığın Anlaşılması

Yanma kamerası avtomobil hissəsinə təsir edə biləcək ən çətin mühitlərdən biridir. Temperatur 1 400 °C (2 500 °F) həddinə qədər çata bilər və bu da havanın və yanmış qazların hərəkəti ilə idarə olunan dvигатель klapmanlarına böyük termal və mexaniki yükləmə yaradır. Uyğun klapan materialının və konstruksiyanın seçilməsi yalnız zövq məsələsi deyil, eyni zamanda performans, etibarlılıq və ömür dövrünə birbaşa təsir edə biləcək əsas mühəndislik problemidir. Bu məqalə bu çətin şəraitdə klapmanların uzunömürlülüyünü təmin edən ən vacib amilləri nəzərdən keçirir.

Natriumla Doldurulmuş və ya Bərk Sadə Çublu Klapmanlar – Soyutma və Möhkəmlik Baxımından Tədqiqat

Soyuducu qazların təsiri ilə aldığı böyük miqdarda istiliyi itirmək, çıxış klapanını əsas problemdir. Bunu müxtəlif şəkildə həll edən iki məşhur konstruksiya mövcuddur.

Standart tiplər tək parçalı materialdan hazırlanmış bərk saplı klapanlardır. Bunlar möhkəm, iqtisadi və yüksək mexaniki möhkəmliyə malikdirlər və buna görə də geniş çeşidli tətbiqlər üçün uyğundurlar, xüsusilə daxil olan hava-yanacaq qarışığı tərəfindən soyudulan giriş klapanlarında.

Yüksək performanslı mühərriklər və ya turboşarjlı mühərriklər kimi kritik və xüsusi tələblər qarşısında, çıxış klapanlarının davamlı istiliyə məruz qaldığı hallarda natriumla doldurulmuş klapanlar daha yaxşıdır. Bu klapanlar boşqab şəklindədir və metal natriumla qismən doldurulub. Natriumun ərimə temperaturu qeyri-adi dərəcədə aşağıdır və yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir. Klapan işlədikdə natrium maye halına keçir və sap içində hərəkət edərək klapanın daha isti baş hissəsindən daha soyuq olan sapına istiliyi effektiv şəkildə daşıyır. Artıq istilik klapan qılafı vasitəsilə mühərrik soyutma sisteminə ötürülür.

Paslanmayan Polad və İnkonel: Performans Mühərrikləri üçün Material Seçimləri

Klapan üçün ilk müdafiə xətti onun hazırlanmış olduğu materialdır. Performans mühərriklərində fərqlənən və öz üstünlüklərinə malik iki ərinti mövcuddur.

Xüsusilə yüksək-nikel və xrom ərintiləri (məsələn, 21-4N) olan paslanmayan polad ərintiləri geniş istifadə olunan və çox yönlü bir materialdır. Bu ərintilər yüksək temperaturda möhkəmlik, əla oksidləşməyə qarşı müqavimət (parlama) xassəsi və aşınma xüsusiyyətləri arasında çox yaxşı balans təmin edir. Bu onları əksər yüksək mühərrik gücünə malik mühərriklərdə daxil olan və çıxış klapanları üçün güclü seçim halına gətirir və daha xüsusi materialların qadağan edici qiyməti olmadan köhnə karbon poladlarına nisbətən ciddi təkmilləşdirmə təklif edir.

Ən yüksək istilik möhkəmliyinə nail olmaq üçün ən çətin yarış və məcburi induksiya tətbiqlərini qurmaq üçün ən yaxşı seçimlər lazım olduqda adətən Inconel (xrom və nikel əsaslı superlehim) istifadə olunur. Inconel, paslanmayan poladdakı kimi yüksək temperaturlarda öz müqavimətinin elə yüksək faizini itirmir. Bu yüksək sürüşmə sürəti, ekstremal istilik yüklərinə qarşı uzanma, deformasiya və ya tulipə meylliliyinin xeyli az olduğunu göstərir. Əlavə qiyməti və çəkisi, yüksək sıxılma və ya yüksək dövrlü mühərrikin yüksək temperaturunu dözə biləcəyi faktı ilə əvəz oluna bilər; buna görə də bu, nəhayət, valfın qırılmasının potensial fəlakətli nəticələri səbəbindən zəruri bir pislikdir.

Valf Oturacağı Uyğunluğunun və Aşınmaya Müqavimətinin Təmin Edilməsi

Valfin etibarlılığı yalnız öz-özünə müəyyən edilə bilməz; valf oturacağı ilə davranış ən vacib rol oynayır. Bu halda uyğunsuzluq tez aşınma və mühərrikin qırılmasına səbəb olur.

Möhürleme oturacaqları silindir başlığında müasir mühərriklərdə istifadə olunur. Mühərrik valf materialı da oturacağın materialına uyğun seçilməlidir ki, aşınmaya qarşı müqavimət və ömrün uzunluğu arasında optimal balans yaransın. Valf çox sərt olmamalıdır, əks halda oturacağı tez aşındırar. Digər tərəfdən, çox sərt oturacaq isə valfı sürətlə aşındıracaq.