Շարժիչի փականների նյութեր. Դիմացկունությունը բարձր ջերմաստիճանների պայմաններում
Այրման խցում մեկն է այն ամենածայրահեղ միջավայրերից, որոնք կարող են ազդել ավտոմեքենայի մասերի վրա: Ջերմաստիճանները կարող են հասնել 1400 °C (2500 °F)-ի, ինչը մեխանիկական և ջերմային լարվածություն է ստեղծում փականների վրա, որոնք կառավարվում են օդի և գազերի շարժման միջոցով: Փականի նյութի և կառուցվածքի ընտրությունը հարմարավետության հարց չէ, այլ ինժեներական խնդիր, որն ուղղակի ազդում է կատարողականի, հուսալիության և կյանքի տևողության վրա: Այս հոդվածը քննարկում է փականների երկարակեցությունն ապահովող ամենակարևոր գործոնները այս ծայրահեղ միջավայրում:
Նատրիումով լցված և թերմող փականներ՝ սառեցման և ամրության մասին ուսումնասիրություն
Արտանետման փականին հարուցված հիմնական խնդիրը այն մեծ քանակությամբ ջերմության կորուստն է, որը այն ստանում է այրման գազերից: Կան երկու հայտնի կոնստրուկցիա, որոնք այս խնդիրը լուծում են տարբեր ձևերով:
Ստանդարտ տեսակները պինդ մարմնի փականներ են, որոնք պատրաստված են մեկ կտոր նյութից: Նրանք ամուր են, տնտեսական և առաջարկում են բարձր մեխանիկական ամրություն, ուստի հիանալի կերպով կիրառելի են շատ տարածված օգտագործման համար, հատկապես ներարկման փականներում, որոնք սառեցվում են մուտքային օդ-վառելիքային խառնուրդով:
Երբ պայմանները ծայրահեղ են, ինչպես օրինակ բարձր կարողությամբ շարժիչներում կամ տուրբոլիցված շարժիչներում, որտեղ փականները մշտադիտմամբ ենթարկվում են ջերմային ազդեցության, ավելի լավ են նատրիումով լցված փականները: Այս փականները ուռուցիկ են և մասամբ լցված են մետաղական նատրիումով: Նատրիումի հալման կետը հիանալի է՝ ցածր, և այն շատ լավ ջերմահաղորդիչ տարր է: Երբ փականը գործում է, նատրիումը հեղուկ վիճակի է անցնում և շարժվում է փականի մասում, ինչը արդյունավետորեն հաղորդում է ջերմությունը փականի տաք գլխից դեպի ավելի սառը մասը: Լրացուցիչ ջերմությունը փոխանցվում է շարժիչի սառեցման համակարգին՝ փականի ուղղորդի միջոցով:
Հակազդուր պողպատ և Ինկոնել. Կատարողական շարժիչների համար նախատեսված նյութերի ընտրություն
Փականի առաջին պաշտպանական գիծը նրա պատրաստման նյութն է: Կատարողական շարժիչներում օգտագործվում են երկու համաձուլվածքներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելությունները:
Հատուկ պողպատե համաձուլվածքները, հատկապես բարձր նիկել և քրոմ պարունակող համաձուլվածքները (օրինակ՝ 21-4N), լայնորեն օգտագործվող և բազմակողմանի մեկն են: Նրանք շատ լավ են հավասարակշռում բարձր ջերմաստիճանային ամրությունը, գերազանց օքսիդացման դիմադրությունը (սանդղակային հատկությունը) և կորուստի հատկությունները: Սա նրանց դարձնում է մուտքային և ելքային փականների հզոր ընտրություն ամենաշատ արտադրողականությամբ շարժիչներում, առաջարկելով լուրջ բարելավում հին ածխածին պողպատների նկատմամբ՝ առանց ավելի հատուկ նյութերի արգելված գնի:
Ամենաբարձր ջերմային դիմադրությունը հասնելու համար սովորաբար օգտագործվում է Ինկոնել (քրոմի և նիկելի սուպերմիավոր), երբ անհրաժեշտ է լինում ստեղծել ամենաբարդ մրցուղային և ստիպված ինդուկցիոն կիրառություններ: Ինկոնելը բարձր ջերմաստիճաններում չի կորցնում իր ձգման դիմադրության այնքան բարձր տոկոսը, որքան ստենդային պողպատը: Այս բարձր սահողականությունը նշանակում է, որ այն շատ ավելի քիչ է ենթարկվում ձգման, դեֆորմացիայի կամ «թխկի» առաջացման բարձր ջերմային բեռնվածությունների դեպքում: Նրա լրացուցիչ արժեքը և զանգվածը կարող է հակակշռվել այն փաստով, որ այն կարող է դիմակայել բարձր ճնշման կամ բարձր RPM-ով շարժիչի բարձր ջերմաստիճանին, ինչի պատճառով էլ այն համարվում է անհրաժեշտ չարիք՝ հաշվի առնելով փականի անջատման հնարավոր աղետալի հետևանքները, երբ այն վերջապես տեղի է ունենում:
Փականի նստատեղի համատեղելիության և մաշվածության դիմադրության ապահովում
Փականի կայունությունը հնարավոր չէ սահմանել առանձին, փականի վարքը փականի նստատեղի հետ խաղում է ամենակարևոր դերը: Այս դեպքում անհամատեղելիությունը հանգեցնում է արագ մաշվածության և շարժիչի անսարքության:
Ժամանակակից շարժիչներում գլխի մեջ օգտագործվում են բարձրացված փականներ։ Փականի նյութը պետք է ճիշտ համապատասխանի նստատեղի նյութին՝ ստեղծելով կտրուկ դիմացկունության և կյանքի տևողության միջև հավասարակշռություն։ Փականը չպետք է շատ կոշտ լինի, քանի որ դա կհանգեցնի նստատեղի չա excessive կորուստի։ Մյուս կողմից՝ չափազանց կոշտ նստատեղը շատ արագ կկորցնի փականը։