Motoryzacyjny wałek rozrządu: Porównanie materiałów i wydajności

Wałek rozrządu jest kluczowym elementem w silniku spalinowym, odpowiedzialnym za kontrolowanie otwierania i zamknięcia zaworów. Jego wydajność bezpośrednio wpływa na wydajność silnika, moc wyjściową i trwałość. Wśród różnych materiałów używanych do produkcji wałków rozrządu schłodzone żeliwo i guzkowe żelazko są dwa z najczęstszych.

Schłodzony żeliwny wałek rozrządu

Koszone żelazo jest wyspecjalizowaną formą żeliwa, w której powierzchnia jest szybko chłodzona (schłodzona), aby stworzyć twardą, odporną na zużycie warstwę przy jednoczesnym zachowaniu stosunkowo miękkiego rdzenia do wytrzymałości.

Kluczowe cechy:
Twardość powierzchni: 45–55 HRC (skala Rockwell C)
Twardość podstawowa: 20–30 HRC
Odporność na zużycie: doskonała ze względu na zatwardziałą warstwę powierzchniową
Maszyna: umiarkowana, wymaga szlifowania do ostatecznego wykończenia
Koszt: ogólnie niższy niż żeliwa guzkowe

Zalety:
Wysoka odporność na zużycie w płatach kamery
Opłacalny dla masowej produkcji
Nadaje się do zastosowań o wysokiej stresu

Wady:
Kruche w porównaniu do żeliwa guzkowego
Ograniczona plastyczność, dzięki czemu jest podatna na pękanie pod ekstremalnymi obciążeniami

Żelazny wałek rozrządu z żeliwnym guzkiem (wałek rozrządu plastycznego)

Żelazie guzkowe, znane również jako żelazo plastyczne, zawiera grafit w formie sferycznej, zapewniając lepszą wytrzymałość i plastyczność w porównaniu z tradycyjnym żeliwa.

Kluczowe cechy:
Twardość: 25–35 HRC (można traktować ciepło dla wyższej twardości)
Wytrzymałość na rozciąganie: 450–600 MPa
Wydłużenie: 10–18% (wyższe niż śluzowane żeliwa)
Maszyna: Dobra, łatwiejsza do maszyny niż śliste żelazo

Zalety:
Lepsza odporność na uderzenie i wytrzymałość zmęczeniowa
Bardziej trwałe w warunkach wysokiej stresu
Można traktować ciepło, aby zwiększyć twardość

Wady:
Nieco droższe niż śluzowane żelazo
Niższa twardość powierzchni, chyba że zastosowano dodatkowe zabiegi

Porównanie wydajności: ślad żeliwa z guzkowym żelazkiem