Клапаны и термостойкие покрытия

Покрытия камер сгорания

Теплопроводность алюминия и чугуна может быть существенно уменьшена путем использования относительно новой технологии для автомобильной индустрии: покрытия из тепловых барьеров. Эти высокотехнологичные изолирующие материалы с толщиной порядка 0,4 мм могут серьезно уменьшить теплопроводность. Их использование в последние годы стало достаточно распространенным и, без сомнения, они работают.

Степень прироста мощности от использования покрытий из тепловых барьеров зависит от конструкции головки, размера камеры сгорания и от материала головки (как уже говорилось, алюминий имеет лучшую теплопроводность и может получить больше преимуществ от изолирующих покрытий). Вообще говоря, обычным является прирост мощности порядка 3%. Также и прирост в экономии топлива при "полном дросселе" часто составляет около 3% с возможно большими улучшениями в экономичности при работе с частично открытой дроссельной заслонкой. Как было отмечено в прошлой главе, изолирующие покрытия на поршнях могут также улучшить термическую (тепловую) эффективность примерно на 4-8%.

Таким образом, покрытие поршней и камер сгорания может улучшить мощность примерно на 10%. Однако, можно получить еще большую мощность (см. далее).

Хотя поршни и камеры сгорания являются основными областями использования термостойких покрытий, покрытия могут быть использованы и для других менее очевидных областей. Покрытия могут быть использованы на впускных и выпускных клапанах для дальнейшего улучшения мощности и надежности двигателя. Обычно происходит так, что поступающая рабочая смесь отдает значительную часть тепла, когда проходит через впускной клапан. Покрытие передней поверхности впускного клапана может существенно уменьшить температуру на задней стороне клапана, улучшая тепловую эффективность и увеличивая мощность.

Покрытия из термических барьеров, используемые в камерах сгорания, часто улучшают мощность и топливную экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке примерно на 3%, а на алюминиевых головках возможен даже больший прирост. Изолирующие покрытии, используемые на поршнях, в камерах сгорания и на клапанах могут привести к увеличению мощности более чем на 10%. К сожалению, эти специальные покрытия довольно дороги.

Более того, большинство проблем, связанных с клапанами, относятся к теплу и концентрируются вокруг очень горячих выпускных клапанов. Термостойкие покрытия уменьшают температуру головки клапана и, соответственно, потребность в широких седлах для выпускных клапанов. Покрытие на передней части выпускного клапана предотвращает то, что тепло от сгорания смеси достигнет клапана, тогда меньше тепла передастся на седло. В дополнение к этому, если покрытием защищена задняя сторона выпускного клапана (за исключением седла и стержня), то тепло, достигающее клапана, уменьшается еще больше. Эти модификации позволяют конструкторам концентрировать свое внимание на оптимизации ширины седла клапана для улучшения характеристик потока. Таким образом, в случае покрытия выпускных клапанов, изолирующий материал может не дать непосредственных результатов в увеличении мощности, но это допускает использование модификаций, которые могут улучшить характеристики двигателя.

Дата добавления: 2017-01-14