發動機閥材料高溫試驗研究

發動機閥材料高溫試驗研究

刊名：Wear（英）

刊期：2015年第15期

作者：Luis Alberto Breda Mascarenhas et al

編譯：王瑩

汽車行業的發展趨勢是減小發動機尺寸并提高發動機效率。在發動機壓縮和燃燒階段，發動機閥和閥座的功能是保證空氣和可燃物質的進入，以及燃燒氣體的輸出。因此，在高效率的發動機中，閥和閥座是最關鍵的部件。為了確保其工作的穩定性，同時提供清潔的燃燒和較低排放，選擇正確的材料是必要的。排氣溫度高、閥的速度和較高工作壓力是引起閥和閥座磨損的幾個重要參數。面對嚴峻的工作環境，閥材料必須具備良好的可加工性、高耐磨性、良好的機械強度和抗疲勞性、耐腐蝕性。然而，開發新材料的測試大部分局限于較低的溫度。

設計了一個可用于高溫測試的閥和閥座試驗機，而試驗必須能精確反應閥和閥座真實的工作狀況。評估包括試驗的設計、測試材料的選擇、測試部件的裝配、參數的定義、去除閥和閥座、部件的清洗和試驗材料等。試驗要結合不同的材料和因素設計，閥和閥座必須成對使用。閥和閥座的硬度和韌度應接近以使它們具有較長的壽命。為了避免噪聲和系統誤差，試驗的設計必須是隨機的。進行試驗后，要對閥和閥座的材料進行評價。試驗機如圖1所示。

為了評估所提出方法和設備所得結果的重要性和可靠性，對使用8對閥和閥座進行3個系列的試驗。①對比不同材料閥和閥座在不同溫度下的材料特性；②對比不同材料閥和閥座在不同溫度和不同負荷下的材料性能；③對比不同材料閥和閥座在不同溫度、負荷及不同負荷施加頻率下的材料特性。將試驗結果在統計軟件Minitab中進行分析。結果表明，此試驗裝置可降低開發新閥和閥座材料的時間，并考慮了它們在高溫下的工作特性。