Новые сиденья и направляющие с высокой теплопроводностью от Federal

Aug 01, 2023

Улучшенная теплопередача снижает температуру клапана до 70°C.

Новости предоставлены

10 августа 2017 г., 11:15 по восточному времени

Поделиться этой статьей

БУРШЕЙД, Германия, 10 августа 2017 г. /PRNewswire/ -- Компания Federal-Mogul Powertrain представит новые материалы для седел и направляющих клапанов с улучшенной теплопроводностью на выставке IAA 2017 во Франкфурте, Германия. Новые материалы с высокой теплопроводностью (HTC) и покрытие Thermal Interface Material (TIM), подходящие для серийного производства, могут снизить температуру головки клапана до 70°C, что позволяет улучшить сгорание и снизить выбросы.

«Экстремальные температуры клапанов, наблюдаемые в современных двигателях уменьшенных размеров с сильным наддувом, могут привести к снижению усталостного срока службы клапанов и критическим температурам направляющих клапанов и уплотнений штока, что приводит к необходимости использования дорогих сплавов клапанной стали. Если для уменьшения детонации и обогащения используется позднее время зажигания, защищая компоненты от критических температур, выбросы CO2 увеличиваются», — пояснил Джан Мария Оливетти, технический директор Federal-Mogul Powertrain. «Снижая температуру головки клапана, мы помогаем устранить эти проблемы, а разрабатывая технологии, подходящие для серийного производства, мы можем поддерживать применение на массовом рынке». HTC также может способствовать достижению более равномерного распределения температуры по окружности вставки седла клапана и окружающего материала головки блока цилиндров, устраняя локальные горячие точки, что способствует снижению износа и уменьшению температурных деформаций.

Как лучшая теплопередача означает более холодные клапаны

Вставка седла является основным путем прохождения тепла от головки клапана к рубашке охлаждения головки блока цилиндров. Отводя больше тепла от головки клапана, новые материалы седла снижают температуру в самой горячей части камеры сгорания и снижают температуру газа в конце такта сжатия: улучшая стойкость к детонации и обеспечивая более широкий диапазон опережения зажигания. включить оптимизацию сгорания. Эти материалы также позволяют сократить выбросы CO2, устраняя необходимость обогащения топлива как средства охлаждения. Для сплавов головки выпускного клапана каждое снижение температуры на 20°C отменяет необходимость перехода на следующую, более дорогую спецификацию сплава.

Направляющая клапана — это основной путь тепла от стержня клапана к головке блока цилиндров. Отводя больше тепла от стержня клапана, новый материал направляющей клапана снижает местные температуры до уровня ниже критического порога, при котором уплотнения стержня клапана и смазочное масло начинают разрушаться.

Материалы HTC для улучшенного отвода тепла

Материалы HTC компании Federal-Mogul Powertrain представляют собой порошковые металлические составы, используемые как во вставках седел, так и в направляющих, а их характеристики легко настраиваются. В седлах клапанов используется медная пропитка для улучшения теплопередачи; В направляющих клапанов, которые выдерживают более низкие температуры и требуют пористости для удержания масла, используется тонкая комбинация свободных частиц меди и тонко связанных между собой медных сплавов. В случае вставок седла клапана из двухслойного композита вторичный материал вставки больше не является просто дешевым «носителем» функционального посадочного слоя, который контактирует с головкой клапана; он служит инженерным целям, отводя больше тепла от головки клапана.

Покрытие TIM – отличительная черта

Покрытие TIM от Federal-Mogul Powertrain значительно улучшает передачу тепла через границу между вкладышем или направляющей седла и головкой блока цилиндров, заполняя промежутки между неровностями противоположных поверхностей. Это устраняет мелкие воздушные карманы, которые обычно прерывают путь тепла, и улучшает прилегание к поверхности головки блока цилиндров. Материалы HTC могут снизить температуру клапана, но результаты испытаний показывают, что в некоторых двигателях покрытие TIM может обеспечить значительно большее снижение температуры, поскольку оно действует как тепловой мост, устраняя барьер между двумя компонентами. Покрытие на основе меди, TIM, требует соответствующей последовательности предварительной обработки, чтобы быть эффективным, и требует значительных разработок со стороны Federal-Mogul Powertrain для обеспечения хорошей адгезии даже на пористых поверхностях без ущерба для преимуществ теплопроводности.