Inglese 1. Capacità di carico
Durante il funzionamento, il Pignone di distribuzione del motore è soggetto a un'enorme trasmissione di potenza dalla catena o dal nastro, soprattutto ad alta velocità e carico elevato. Pertanto, la capacità di carico del materiale dell'ingranaggio è la considerazione principale nella scelta del materiale. Il materiale deve avere un'elevata resistenza alla trazione e alla fatica per garantire che l'ingranaggio non si deformi o si rompa durante il funzionamento a carico elevato a lungo termine.
I materiali comunemente utilizzati, come le leghe di acciaio ad alta resistenza (come 20CrMnTi o 42CrMo) hanno solitamente elevata resistenza alla trazione, durezza e tenacità e possono mantenere prestazioni stabili in condizioni di carico elevato, riducendo l'usura e i danni da fatica.
2. Resistenza all'usura e prestazioni di attrito
Le prestazioni di attrito del Pignone di distribuzione del motore ha un impatto importante sulla sua vita e sull'efficienza lavorativa. Quando l'ingranaggio entra in contatto con la catena o la cinghia, si verificherà l'usura della superficie a causa dell'attrito a lungo termine. Per migliorare la resistenza all'usura degli ingranaggi, la durezza del materiale e il processo di trattamento superficiale sono cruciali. La superficie del materiale deve avere un'elevata durezza per ridurre l'usura.
L'acciaio è solitamente il materiale preferito per gli ingranaggi della distribuzione dei motori perché può ottenere un'elevata durezza attraverso il trattamento termico (come rinvenimento, cementazione, ecc.), in modo che la superficie dell'ingranaggio possa resistere all'attrito ad alta intensità. Inoltre, alcuni materiali ad alte prestazioni come l'acciaio nitrurato e le leghe di titanio hanno anche un'eccellente resistenza all'usura e vengono utilizzati in applicazioni speciali.
3. Stabilità termica
L'elevata temperatura generata durante il funzionamento del motore mette a dura prova il materiale dell'ingranaggio della distribuzione. Soprattutto per i motori turbocompressi o ad alte prestazioni, la temperatura di esercizio aumenterà notevolmente. La stabilità termica del materiale, ovvero la capacità di mantenere le sue proprietà fisiche e chimiche in ambienti ad alta temperatura, è un fattore chiave da considerare nella scelta.
In generale, l'acciaio ha una buona stabilità termica alle alte temperature, ma all'aumentare della temperatura, la resistenza e la durezza del materiale diminuiscono, quindi è necessario selezionare la giusta qualità di acciaio. Ad esempio, l'acciaio altolegato (come SAE 4140, SAE 4340, ecc.) e i materiali in lega a base di nichel possono generalmente mantenere buone prestazioni a temperature operative più elevate e sono adatti per il funzionamento in condizioni di alta temperatura.
4. Resistenza alla corrosione
Gli ingranaggi della distribuzione nel motore sono generalmente esposti a diversi mezzi quali olio, liquido refrigerante, aria, ecc. e le sostanze corrosive presenti in questi mezzi possono causare corrosione alla superficie degli ingranaggi. Pertanto, anche la resistenza alla corrosione del materiale è un fattore importante nella scelta del materiale dell'ingranaggio della distribuzione.
I comuni materiali resistenti alla corrosione come acciaio inossidabile, lega di alluminio e alcuni acciai rivestiti speciali (come zincato, nichelato, ecc.) possono resistere efficacemente all'ossidazione e alla corrosione acida e prolungare la durata dell'ingranaggio. Soprattutto se utilizzato in un ambiente umido o in nebbia salina, la resistenza superiore alla corrosione dell'acciaio inossidabile (come 304, 316, ecc.) può fornire una protezione aggiuntiva.
5. Prestazioni del trattamento
Pignone di distribuzione del motore personalizzato di solito richiede una lavorazione di precisione per garantire che la geometria, l'accuratezza della superficie del dente e l'accuratezza dimensionale soddisfino i requisiti di progettazione. Le prestazioni di lavorazione del materiale, comprese la sua lavorabilità, saldabilità e formabilità, influiscono direttamente sulla difficoltà di produzione e sul costo dell'ingranaggio.
L'acciaio ha buone prestazioni di lavorazione, in particolare l'acciaio trattato termicamente, che può fornire buone prestazioni di taglio e capacità di formatura. Alcuni materiali in lega, come la lega di titanio e la lega di alluminio, hanno un peso leggero e un'eccellente resistenza, ma sono difficili da lavorare, quindi potrebbero essere necessari apparecchiature e processi di lavorazione più sofisticati. Inoltre è necessario considerare anche la saldabilità del materiale, soprattutto quando è necessario collegare l'ingranaggio ad altri componenti.
6. Peso e densità
Nei motori ad alte prestazioni, anche il peso e la densità degli ingranaggi devono essere selezionati in modo ragionevole. Le marce più pesanti possono causare una maggiore inerzia, che influenzerà le prestazioni di accelerazione del motore. Pertanto, la densità del materiale è un fattore importante da considerare durante la progettazione.
I materiali leggeri come le leghe di alluminio hanno solitamente una densità inferiore, quindi in alcune applicazioni, come le auto da corsa o sportive ad alte prestazioni, possono essere preferiti ingranaggi leggeri. Tuttavia, la robustezza e la resistenza alle alte temperature delle leghe di alluminio sono relativamente basse, quindi in alcune applicazioni ad alto carico e ad alta temperatura, materiali come leghe di acciaio o leghe di titanio con resistenza maggiore vengono solitamente selezionati per bilanciare resistenza e peso.
7. Rapporto costo-efficacia
Nella produzione vera e propria, la scelta dei materiali non deve considerare solo le prestazioni, ma anche bilanciare il rapporto costo-efficacia. Sebbene alcuni materiali di fascia alta (come le leghe di titanio, la ceramica, ecc.) abbiano prestazioni eccellenti, sono più costosi e vengono quindi utilizzati solo in applicazioni specifiche ad alte prestazioni. Al contrario, i tradizionali materiali in acciaio al carbonio e acciaio legato hanno un migliore rapporto costo-efficacia e sono ampiamente utilizzati nella produzione di ingranaggi di distribuzione del motore per automobili ordinarie e modelli di fascia medio-alta.
