基于新高溫磨損試驗臺減少汽車氣門和氣門座的生命開發(fā)周期

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基于新高溫磨損試驗臺減少汽車氣門和氣門座的生命開發(fā)周期

汽車行業(yè)的趨勢是減小發(fā)動機尺寸的同時提高發(fā)動機效率。一個較好的設(shè)計不僅考慮制造效率，而且考慮在產(chǎn)品生命周期過程中能量或其它天然資源的消耗。在這個過程中，實現(xiàn)更高效率發(fā)動機的瓶頸是排氣門。氣門和氣門座協(xié)調(diào)工作以實現(xiàn)空氣和可燃材料的進入，同時使廢氣排出。該氣門是發(fā)動機高效率最重要的部件，為了確保操作的嚴謹性，同時提供清潔燃燒和較低排放，特殊材料的應用是必要的。氣門的使用材料必需保證其具有良好的可加工性、低磨損，以及良好的機械強度和耐腐蝕性。

CCM/ITA和SENAI CIMATEC聯(lián)合開發(fā)一種工作臺，以模擬氣門和氣門座的耐用性，分析它們的耐磨損性，評價其不同參數(shù)對性能的影響。介紹了工作臺的發(fā)展進程，并給出了一種考慮發(fā)動機運行溫度高而集中減小新材料開發(fā)周期的測試方法。

采用QFD（質(zhì)量功能配置方法）對試驗臺的需求進行調(diào)查并確定工作臺的規(guī)格。工作臺結(jié)構(gòu)是建立在技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，主要功能是測試汽車氣門和氣門座。系統(tǒng)的邊界條件定義的是材料、能力、信號的輸入輸出。輸入材料是液化汽油、壓縮空氣和新的氣門和氣門座，輸出材料是廢氣、測試氣門和氣門座。輸入能量是電能，電能轉(zhuǎn)換成動能和熱能。控制信號是動態(tài)負荷、加熱、制冷，并且建立測試參數(shù)如溫度、負荷、頻率和位移。

發(fā)動機的發(fā)展是滿足更高的壓力和溫度條件，但目前所用材料可能不支持這樣的條件。能仿真氣門座摩擦特性的工作臺足以測試在熱條件和機械應力下工作的發(fā)動機運轉(zhuǎn)情況，并對氣門和氣門座的材料性能進行評估。因此，該工作臺可以用來減少在高溫下工作的氣門和氣門座新材料開發(fā)時間。

刊名：Procedia CIRP（英）

刊期：2015年第29期

作者：Luis Alberto Breda Mascarenhas et al

編譯：王瑩