Motoarele moderne necesită o temporizare mai inteligentă a supapelor și componente mai rezistente ale lanțului de distribuție

Modificările aduse motorului cu ardere internă au fost transformate semnificativ de căutarea eficienței sporite, reducerea emisiilor și creșterea puterii specifice. Alte tehnologii, cum ar fi utilizarea temporizării variabile avansate a supapelor (VVT) și micșorarea cilindreei prin turboalimentare, sunt astăzi normale și oferă o performanță impresionantă chiar și la cilindree mici. Cu toate acestea, componenta de bază, lanțul de distribuție al motorului, nu a fost niciodată supusă unor cerințe atât de mari ca în prezent, datorită acestui progres ingineresc. Noi, de la Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd., suntem conștienți că aceste noi paradigme implică o nouă generație de componente care să funcționeze în condiții de operare mai inteligente, dar și mai severe.

Cum sistemele de temporizare variabilă a supapelor cresc solicitarea asupra supapelor și arcurilor

Tehnologia VVT sau Variabil Valve Timing este o minune a eficienței, care permite motoarelor să ajusteze deschiderea și închiderea supapelor în mod optim în diverse game de turații. Această elasticitate crește puterea, economia de combustibil și reduce emisiile. Cu toate acestea, o astfel de inteligență este costisitoare pentru elementele fizice implicate.

Camele clasice cu temporizare fixă au forme de mișcare previzibile și repetitive. Sistemele VVT, în schimb, variază temporizarea: sarcinile torsionale sunt aplicate în mod continuu schimbător pe arborele cu came prin actuatoare hidraulice sau electronice, sau fazarea este variată dinamic. Acest lucru conduce la modele de sarcină mai complicate asupra supapelor și arcurilor, care sunt adesea variabile. Supapele pot primi instrucțiuni să se deschidă sau să se închidă în diverse condiții de presiune în cilindru, ceea ce provoacă forțe de impact mai mari. Mai important, arcurile supapelor au un domeniu mai larg de frecvențe la care pot oscila și trebuie să facă față posibilității așa-numitului efect de undă în arc sau rezonanță în diverse condiții de funcționare determinate de VVT. Procesul de oboseală accelerată necesită arcuri cu o consistență superioară, realizate din materiale de înaltă calitate și cu precizie în tratamentul termic pentru a evita defectarea, iar de aceea fabricarea specială și testarea sistematică sunt extrem de importante.

De ce sistemele tradiționale de distribuție nu pot face față micșorării motorului cu turboalimentare

Apariția micșorării motorului cu turboalimentare, în care un motor mai mic, cu admisie forțată, înlocuiește un motor mai mare, aspirat natural, creează un mediu extrem de solicitant, în care proiectarea convențională a sistemului de distribuție este împinsă la limită.

Cauza fundamentală o reprezintă creșterea drastică a presiunii și temperaturii în cilindru. Un motor mic echipat cu un turbocompresor este capabil să genereze o presiune ridicată, comparativ cu un motor mai mare, fără turbo. Aceasta exercită o presiune puternică asupra părții din spate a supapei de evacuare în momentul arderii și face ca camera să devină foarte caldă. Aceste condiții pot determina materialele tradiționale să curgă la temperaturi înalte, să se corodeze și să se uzeze. În plus, pentru a obține capacitatea de rotație rapidă a unui motor de putere redusă (care este secretul producției de putere), trenurile de supape trebuie să fie mai ușoare și mai rezistente pentru a menține stabilitatea la turații ridicate. Proiectările mai vechi s-ar putea să nu ofere optimizarea necesară a masei și rezistența materialelor, deoarece ar putea permite plutirea supapei, deformarea componentelor și apariția unor defecțiuni catastrofale. Trenul de supape nu mai este doar un simplu urmăritor mecanic, ci trebuie să fie un participant dinamic și robust într-un proces de ardere la presiune înaltă.

Rolul materialelor ușoare, dar durabile, în trenurile de supape de generație următoare

Cheia acestor probleme contemporane o reprezintă utilizarea tactică a noilor materiale și a ingineriei de precizie. Noua generație de distribuție se referă la faptul că nu este doar ușoară pentru a putea menține stabilitatea la turații mari, ci are și un grad înalt de durabilitate pentru a rezista la căldură și presiune.

Aceasta va include trecerea de la aliajele obișnuite la oțeluri de înaltă performanță, superaliaje pe bază de nichel rezistente la căldură în fabricarea supapelor de evacuare și aliaje avansate de titan în producția supapelor de admisie pentru modelele premium. Aceste aliaje au rapoarte mai bune între rezistență și greutate, precum și o rezistență crescută la oboseală, oxidare și încălzire termică. În același context, arcurile supapelor necesită fir cu înaltă rezistență la tracțiune, extrem de curat, cu acoperiri precise pentru a combate factorii de frecare și amortizare.

Ne ocupăm de stăpânirea procesului de fabricație a acestor componente cheie, care este realizată de Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. Proiectăm piese care oferă durabilitatea necesară în condițiile de presiune ale sistemelor turboalimentate, rezistența necesară în fața sarcinilor dinamice ale sistemelor VVT și caracteristica de greutate redusă necesară pentru o funcționare eficientă la viteze mari. Astfel, punem bazele necesare pentru ca proiectele actuale de motoare să își poată atinge potențialul maxim în ceea ce privește performanța, eficiența și durata de viață.