Οι Σύγχρονοι Κινητήρες Απαιτούν Πιο Έξυπνο Χρονισμό Βαλβίδων και Ισχυρότερα Εξαρτήματα Οδήγησης Βαλβίδων

Οι αλλαγές στον κινητήρα εσωτερικής καύσης έχουν μετασχηματιστεί σημαντικά λόγω της προσπάθειας για αύξηση της απόδοσης, μείωση των εκπομπών και αύξηση της ειδικής ισχύος. Άλλες τεχνολογίες, όπως η χρήση προηγμένου μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων (VVT) και η τουρμπο-μείωση του όγκου, είναι σήμερα κανονική πρακτική και προσφέρουν εντυπωσιακή απόδοση από μικρές κυβικές ικανότητες. Ωστόσο, ο πυρήνας, η οδήγηση βαλβίδων, του κινητήρα δεν είχε ποτέ τόσο μεγάλες απαιτήσεις όσο σήμερα, λόγω αυτής της μηχανικής προόδου. Εμείς στη Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. γνωρίζουμε ότι αυτά τα νέα πρότυπα απαιτούν μια νέα γενιά εξαρτημάτων που θα λειτουργούν σε πιο έξυπνες και δυσκολότερες συνθήκες λειτουργίας.

Πώς τα Συστήματα Μεταβλητού Χρονισμού Βαλβίδων Αυξάνουν την Πίεση στις Βαλβίδες και τα Ελατήρια

Η τεχνολογία VVT ή Variable Valve Timing είναι ένα θαύμα απόδοσης, η οποία επιτρέπει στις μηχανές να ρυθμίζουν βέλτιστα το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων σε διάφορα εύρη RPM. Αυτή η ελαστικότητα αυξάνει την ισχύ, την οικονομία καυσίμου και βελτιώνει τις εκπομπές. Ωστόσο, τέτοια ευφυΐα έχει υψηλό κόστος για τα φυσικά στοιχεία που εμπλέκονται.

Οι συμβατικές καμπύλες με σταθερό χρονισμό έχουν προβλέψιμα και επαναλαμβανόμενα σχήματα κίνησης. Αντίθετα, τα συστήματα VVT μεταβάλλουν το χρονισμό: εφαρμόζονται στρεπτικά φορτία με διαρκώς μεταβαλλόμενο τρόπο στον άξονα καμπύλης από υδραυλικούς ή ηλεκτρονικούς ενεργοποιητές, ή ο χρονισμός μεταβάλλεται δυναμικά. Αυτό οδηγεί σε πιο περίπλοκα πρότυπα φόρτισης στις βαλβίδες και τα ελατήρια, τα οποία συχνά μεταβάλλονται. Μπορεί να δοθεί εντολή στις βαλβίδες να ανοίγουν ή να κλείνουν σε διάφορες συνθήκες πίεσης κυλίνδρων, γεγονός που προκαλεί υψηλότερες δυνάμεις κρούσης. Πιο σημαντικά, τα ελατήρια βαλβίδων έχουν ένα ευρύτερο εύρος συχνοτήτων στο οποίο μπορούν να ταλαντεύονται και πρέπει να αντιμετωπίζουν την πιθανότητα του λεγόμενου «συντονισμού» ή «ημερώματος» του ελατηρίου (spring surge) υπό διάφορες συνθήκες λειτουργίας που καθορίζονται από το VVT. Η διαδικασία της επιταχυνόμενης κόπωσης απαιτεί ελατήρια ανώτερης συνέπειας με υλικά υψηλής ποιότητας και ακρίβεια στη θερμική επεξεργασία, προκειμένου να αποφευχθεί η αστοχία, και γι' αυτόν τον λόγο η ειδική παραγωγή και η συστηματική δοκιμή είναι εξαιρετικά σημαντικές.

Γιατί οι Παραδοσιακές Διατάξεις Βαλβίδων Δεν Μπορούν να Κρατήσουν το Ρυθμό με την Υπερτροφοδοσία με Μείωση Όγκου

Η εμφάνιση της υπερτροφοδοσίας με μείωση όγκου, κατά την οποία ένας μικρότερος κινητήρας με υποχρεωτική εισαγωγή αντικαθιστά έναν μεγαλύτερο φυσικά εισαγόμενο κινητήρα, δημιουργεί ένα εξαιρετικά δυσμενές περιβάλλον στο οποίο ο συμβατικός σχεδιασμός της διάταξης βαλβίδων θα πρέπει να φθάσει στα όριά του.

Η βασική του αιτία είναι η ραγδαία αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας στον κύλινδρο. Ένας μικρός κινητήρας με τούρμπο μπορεί να δημιουργήσει υψηλή πίεση, σε σύγκριση με έναν μεγάλο κινητήρα χωρίς τούρμπο. Αυτό ασκεί ισχυρή πίεση στο πίσω μέρος της εξατμίσεως κατά τη διάρκεια της καύσης και καθιστά τη θάλαμο εξαιρετικά ζεστό. Αυτές οι συνθήκες μπορούν να προκαλέσουν παραμόρφωση παραδοσιακών υλικών λόγω θερμότητας, διάβρωση και φθορά. Επιπλέον, για να επιτευχθεί υψηλή ικανότητα στροφών σε έναν κινητήρα χαμηλής ισχύος (που αποτελεί το μυστικό της παραγωγής ισχύος), οι μηχανισμοί βαλβίδων πρέπει να είναι ελαφρύτεροι και ισχυρότεροι ώστε να διατηρούν τη σταθερότητα σε υψηλές στροφές. Οι παλαιότεροι σχεδιασμοί ενδέχεται να μην παρέχουν την απαιτούμενη βελτιστοποίηση μάζας και αντοχής των υλικών, καθώς μπορεί να επιτρέπουν το «πλεύσιμο» της βαλβίδας, να παραμορφώνουν εξαρτήματα και να προκαλούν καταστροφικές βλάβες. Ο μηχανισμός βαλβίδων δεν είναι πλέον απλώς ένας μηχανικός ακόλουθος, αλλά πρέπει να είναι ένας δυναμικός, ανθεκτικός αντίπαλος σε μια διαδικασία υψηλής πίεσης καύσης.

Ο Ρόλος των Ελαφριών αλλά Ανθεκτικών Υλικών στους Μηχανισμούς Βαλβίδων Νέας Γενιάς

Το κλειδί για αυτά τα σύγχρονα ζητήματα είναι η τακτική χρήση νέων υλικών και ακριβούς μηχανικής. Η νέα γενιά του συστήματος βαλβίδων αναφέρεται στο γεγονός ότι δεν είναι μόνο ελαφρύ προκειμένου να διατηρήσει σταθερότητα σε υψηλές στροφές, αλλά έχει επίσης υψηλό επίπεδο ανθεκτικότητας ώστε να αντιστέκεται στη θερμότητα και την πίεση.

Αυτό θα περιλαμβάνει τη μετάβαση από συνηθισμένες κράματα σε χάλυβες υψηλής απόδοσης, ανθεκτικά στη θερμότητα νικελούχα υπερκράματα για την κατασκευή βαλβίδων εξατμίσεων και εξελιγμένα κράματα τιτανίου για την κατασκευή βαλβίδων εισαγωγής σε υψηλής τεχνολογίας μοντέλα. Τα κράματα αυτά έχουν καλύτερη αναλογία αντοχής-βάρους, αλλά αντιστέκονται επίσης στην κόπωση, την οξείδωση και τη θερμική μαλάκυνση. Με την ίδια λογική, οι ελατήρια βαλβίδων χρειάζονται σύρμα υψηλής εφελκυστικής αντοχής, εξαιρετικά καθαρό, με ακριβείς επικαλύψεις για να αντιμετωπίσουν τους παράγοντες τριβής και απόσβεσης.

Ασχολούμαστε με την εξειδίκευση στην παραγωγή αυτών των βασικών συστατικών, η οποία είναι η Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. Σχεδιάζουμε εξαρτήματα που προσφέρουν την αναγκαία αντοχή στις πιέσεις του τούρμπο, την αντοχή που απαιτείται για τις δυναμικές φορτίσεις των συστημάτων VVT και το ελαφρύ βάρος που απαιτείται για αποδοτική λειτουργία υψηλών στροφών. Με αυτόν τον τρόπο, παρέχουμε την απαραίτητη βάση πάνω στην οποία οι σημερινοί σχεδιασμοί κινητήρων μπορούν να λειτουργήσουν στην πλήρη τους δυναμικότητα όσον αφορά την απόδοση, την αποδοτικότητα και τη διάρκεια ζωής.