Что, подобно точному проводнику, тихо управляет движением поршней и открытием клапанов внутри двигателя?Этот, казалось бы, простой компонент воплощает в себе сложную технику и науку о материалах, напрямую влияя на мощность транспортного средства и эффективность использования топлива.Инженеры уже давно изучают новые материалы и методы изготовления, чтобы повысить прочность вала подшипников, стойкость к износу и легкие свойства.
В качестве центрального компонента клапанового состава двигателя внутреннего сгорания распределительный вал точно управляет открытием и закрытием клапанов для облегчения четырехтактного цикла двигателя: впуск, сжатие,сжиганиеБлагодаря вращающимся карам, синхронизированным с поршнями и коленчатым валом, он обеспечивает оптимальное регулирование клапанов для достижения пиковой производительности двигателя.Эта синхронизация обычно достигается с помощью прямых приводов, цепи или ремни для поддержания механической точности.
Традиционные валы отливаются или коваются в виде отдельных частей, используя такие материалы, как белое железо, охлажденное железо или кованая сталь.Поскольку контакт между подъемниками и подъемниками выдерживает высокое напряжение во время сжатия клапана, твердость поверхности имеет решающее значение для износостойкости.
В последнее время набирают популярность композитные подшипники, которые соединяют отдельные лобки подшипников на полые стальные валы, оптимизируя вес и производительность.Лобы часто производятся путем порошковой металлургии с использованием низколегированной стали, иногда усиленные хромом или углеродом для устойчивости к износу.
Остуженное железо, особенно варианты с высоким содержанием хрома, остается наиболее широко используемым материалом для подшипниковых валов.Производственный процесс использует уникальные свойства железа: контролируемое охлаждение создает твердую карбидную поверхность на долях для повышения долговечности.
Производство охлажденных железных валов требует точного контроля охлаждения.Для более жестких долейВ результате микроскопического анализа обнаруживаются радиальные колоннистые кристаллы в долях, которые, в свою очередь, способствуют формированию карбида.с градиентами твердости (45 HRC на пиках против25 HRC центрально) отражающие скорости охлаждения.
Массовое производство сталкивается с проблемами в устранении графита для равномерной твердости.В качестве альтернативы, переплавление затвердевает доли после литья с помощью высокоэнергетических источников тепла (например, сварка TIG), хотя это добавляет сложности.
Ремни, цепи или шестерени синхронизируют валы подшипников с коленчатыми валами.На спицах используются материалы от стали до алюминиевых сплавов (eВ цепях и колёсах используются отвержденные (C15, 16MnCr5) или закаленные стали (C45, 41Cr4).
Кэмшафты также используются в регулировщиках тормозного расслабления, где червяные редукторы тонко настраивают углы "S-cam" без демонтажа.в то время как блокирующий рукав предотвращает негативную реакцию.
Алюминиевые сплавы (Al-Si, Al-Cu-Mg) уменьшают вес в катализаторах, насосах и подшипниках.Титан (Ti-6Al-4V) обеспечивает прочность и коррозионную устойчивость для клапанов и топливных насосов, хотя остаются барьеры в отношении затрат.
Алюминиевые подшипники, поддерживаемые сталью, доминируют в применениях с смазкой маслом (например, подшипники подшипников).Немецкие двигатели используют подшипники AlZn5Ni1Pb1Mg1Si1 для тепловой совместимости с блоками сплавов.
Подшипники двигателя (капельный вал, рассадочный вал) выдерживают динамические нагрузки. Уравнение Рейнольдса, решенное с помощью метода мобильности Букера, предсказывает толщину масляной пленки и трение в коммерческом программном обеспечении.
Это специализированное серое железо способствует локализации белых зон железа для твердости.Дефекты, такие как "черные линии" под поверхностью, возникают из-за колебаний охлаждения.
