Английский 1. Несущая способность
Во время работы, Звездочка ГРМ двигателя подвергается огромной передаче мощности от цепи или ремня, особенно на высокой скорости и большой нагрузке. Поэтому несущая способность материала зубчатой передачи является основным фактором при выборе материала. Материал должен обладать высокой прочностью на разрыв и усталостной прочностью, чтобы гарантировать, что шестерня не деформируется и не сломается при длительной работе с высокими нагрузками.
Обычно используемые материалы, такие как высокопрочные стальные сплавы (например, 20CrMnTi или 42CrMo), обычно обладают высокой прочностью на разрыв, твердостью и ударной вязкостью и могут сохранять стабильные характеристики в условиях высоких нагрузок, уменьшая износ и усталостные повреждения.
2. Износостойкость и характеристики трения.
Характеристики трения Звездочка ГРМ двигателя оказывает важное влияние на его жизнь и эффективность работы. Когда шестерня контактирует с цепью или ремнем, из-за длительного трения происходит поверхностный износ. Для повышения износостойкости зубчатого колеса решающее значение имеют твердость материала и процесс обработки поверхности. Поверхность материала должна иметь высокую твердость для уменьшения износа.
Сталь обычно является предпочтительным материалом для зубчатых колес двигателя, поскольку она может получить высокую твердость за счет термической обработки (например, отпуска, цементации и т. Д.), Так что поверхность шестерни может выдерживать высокоинтенсивное трение. Кроме того, некоторые высокопроизводительные материалы, такие как азотированная сталь и титановые сплавы, также обладают превосходной износостойкостью и используются в особых случаях.
3. Термическая стабильность
Высокая температура, возникающая при работе двигателя, представляет собой серьезную угрозу для материала распределительного механизма. Рабочая температура резко возрастает, особенно в двигателях с турбонаддувом или высокопроизводительных двигателях. Термическая стабильность материала, то есть способность сохранять свои физические и химические свойства в условиях высоких температур, является ключевым фактором, который следует учитывать при выборе.
Вообще говоря, сталь обладает хорошей термической стабильностью при высокой температуре, но с повышением температуры прочность и твердость материала будут снижаться, поэтому необходимо правильно выбирать марку стали. Например, высоколегированная сталь (например, SAE 4140, SAE 4340 и т. д.) и сплавы на основе никеля обычно сохраняют хорошие характеристики при более высоких рабочих температурах и подходят для работы в условиях высоких температур.
4. Коррозионная стойкость
Зубчатые колеса в двигателе обычно подвергаются воздействию различных сред, таких как масло, охлаждающая жидкость, воздух и т. д., и коррозионные вещества в этих средах могут вызвать коррозию поверхности шестерни. Поэтому коррозионная стойкость материала также является важным фактором при выборе материала зубчатого колеса.
Обычные коррозионно-стойкие материалы, такие как нержавеющая сталь, алюминиевый сплав и некоторые стали со специальным покрытием (например, оцинкованная, никелированная и т. д.), могут эффективно противостоять окислению и кислотной коррозии и продлевать срок службы шестерни. Превосходная коррозионная стойкость нержавеющей стали (например, 304, 316 и т. д.) может обеспечить дополнительную защиту, особенно при использовании во влажной среде или в среде солевого тумана.
5. Производительность обработки
Индивидуальная звездочка ГРМ двигателя обычно требуется прецизионная механическая обработка, чтобы гарантировать, что его геометрия, точность поверхности зуба и точность размеров соответствуют проектным требованиям. Характеристики обработки материала, включая его обрабатываемость, свариваемость и формуемость, напрямую влияют на сложность изготовления и стоимость зубчатого колеса.
Сталь имеет хорошие характеристики обработки, особенно термообработанная сталь, которая может обеспечить хорошие характеристики резки и формуемости. Некоторые сплавы, такие как титановый сплав и алюминиевый сплав, имеют легкий вес и превосходную прочность, но их трудно обрабатывать, поэтому может потребоваться более сложное технологическое оборудование и процессы. Кроме того, необходимо учитывать свариваемость материала, особенно когда шестерню необходимо соединить с другими компонентами.
6. Вес и плотность
В высокопроизводительных двигателях также необходимо разумно выбирать вес и плотность шестерен. Более тяжелые передачи могут вызвать большую инерцию, что повлияет на разгонные характеристики двигателя. Поэтому плотность материала является важным фактором, который следует учитывать при проектировании.
Легкие материалы, такие как алюминиевые сплавы, обычно имеют меньшую плотность, поэтому в некоторых приложениях, например, в гоночных или высокопроизводительных спортивных автомобилях, могут быть предпочтительны легкие передачи. Однако прочность и устойчивость к высоким температурам алюминиевых сплавов относительно низки, поэтому в некоторых случаях применения при высоких нагрузках и высоких температурах обычно выбираются такие материалы, как стальные сплавы или титановые сплавы с более высокой прочностью, чтобы сбалансировать прочность и вес.
7. Экономическая эффективность
В реальном производстве выбор материалов должен учитывать не только производительность, но и экономическую эффективность. Хотя некоторые высококачественные материалы (например, титановые сплавы, керамика и т. д.) обладают превосходными характеристиками, они более дорогие, поэтому используются только в конкретных высокопроизводительных приложениях. Напротив, традиционные материалы из углеродистой и легированной стали имеют лучшую экономическую эффективность и широко используются в производстве зубчатых колес двигателей для обычных автомобилей и моделей среднего и высокого класса.
