Anglais 1. Capacité portante
Pendant le fonctionnement, le Pignon de distribution du moteur est soumis à une énorme transmission de puissance de la chaîne ou de la courroie, en particulier à grande vitesse et sous forte charge. Par conséquent, la capacité portante du matériau de l’engrenage est la principale considération lors de la sélection du matériau. Le matériau doit avoir une résistance élevée à la traction et à la fatigue pour garantir que l'engrenage ne se déformera pas ou ne se cassera pas lors d'un fonctionnement à long terme et sous charge élevée.
Les matériaux couramment utilisés, tels que les alliages d'acier à haute résistance (tels que 20CrMnTi ou 42CrMo), ont généralement une résistance à la traction, une dureté et une ténacité élevées, et peuvent maintenir des performances stables dans des conditions de charge élevée, réduisant ainsi les dommages causés par l'usure et la fatigue.
2. Résistance à l'usure et performances de friction
Les performances de friction du Pignon de distribution du moteur a un impact important sur sa durée de vie et son efficacité de travail. Lorsque l'engrenage entre en contact avec la chaîne ou la courroie, une usure de surface se produira en raison d'un frottement à long terme. Afin d'améliorer la résistance à l'usure de l'engrenage, la dureté du matériau et le processus de traitement de surface sont cruciaux. La surface du matériau doit avoir une dureté élevée pour réduire l’usure.
L'acier est généralement le matériau préféré pour les engrenages de distribution des moteurs, car il peut obtenir une dureté élevée grâce à un traitement thermique (tel que revenu, carburation, etc.), de sorte que la surface de l'engrenage puisse résister à un frottement de haute intensité. De plus, certains matériaux hautes performances tels que l'acier nitruré et les alliages de titane présentent également une excellente résistance à l'usure et sont utilisés dans des applications spéciales.
3. Stabilité thermique
La température élevée générée lorsque le moteur fonctionne pose un défi majeur au matériau du pignon de distribution. Surtout pour les moteurs turbocompressés ou hautes performances, la température de fonctionnement augmentera fortement. La stabilité thermique du matériau, c'est-à-dire sa capacité à conserver ses propriétés physiques et chimiques dans un environnement à haute température, est un facteur clé à prendre en compte lors de la sélection.
D'une manière générale, l'acier a une bonne stabilité thermique à haute température, mais à mesure que la température augmente, la résistance et la dureté du matériau diminuent, il est donc nécessaire de sélectionner la bonne nuance d'acier. Par exemple, l'acier fortement allié (tel que SAE 4140, SAE 4340, etc.) et les matériaux en alliage à base de nickel peuvent généralement conserver de bonnes performances à des températures de fonctionnement plus élevées et conviennent pour un fonctionnement dans des conditions de température élevée.
4. Résistance à la corrosion
Les engrenages de distribution du moteur sont généralement exposés à divers milieux tels que l'huile, le liquide de refroidissement, l'air, etc., et les substances corrosives contenues dans ces milieux peuvent provoquer une corrosion de la surface de l'engrenage. Par conséquent, la résistance à la corrosion du matériau est également un facteur important dans le choix du matériau du pignon de distribution.
Les matériaux courants résistants à la corrosion tels que l'acier inoxydable, l'alliage d'aluminium et certains aciers à revêtement spécial (tels que galvanisés, nickelés, etc.) peuvent résister efficacement à l'oxydation et à la corrosion acide et prolonger la durée de vie de l'engrenage. Surtout lorsqu'il est utilisé dans un environnement humide ou dans un environnement de brouillard salin, la résistance supérieure à la corrosion de l'acier inoxydable (tel que 304, 316, etc.) peut fournir une protection supplémentaire.
5. Performances de traitement
Pignon de distribution de moteur personnalisé nécessite généralement un usinage de précision pour garantir que sa géométrie, la précision de la surface de la dent et la précision dimensionnelle répondent aux exigences de conception. Les performances de traitement du matériau, y compris son usinabilité, sa soudabilité et sa formabilité, affectent directement la difficulté de fabrication et le coût de l'engrenage.
L'acier a de bonnes performances de traitement, en particulier l'acier traité thermiquement, qui peut fournir de bonnes performances de coupe et une bonne capacité de formage. Certains matériaux d'alliage, tels que l'alliage de titane et l'alliage d'aluminium, sont légers et ont une excellente résistance, mais sont difficiles à traiter, de sorte qu'un équipement et des processus de traitement plus sophistiqués peuvent être nécessaires. De plus, la soudabilité du matériau doit également être prise en compte, en particulier lorsque l'engrenage doit être connecté à d'autres composants.
6. Poids et densité
Dans les moteurs hautes performances, le poids et la densité des engrenages doivent également être choisis de manière raisonnable. Des engrenages plus lourds peuvent provoquer une plus grande inertie, ce qui affectera les performances d'accélération du moteur. La densité du matériau est donc un facteur important à prendre en compte lors de la conception.
Les matériaux légers tels que les alliages d'aluminium ont généralement une densité plus faible. Ainsi, dans certaines applications, telles que les courses ou les voitures de sport de haute performance, des engrenages légers peuvent être préférés. Cependant, la résistance et la résistance aux températures élevées des alliages d'aluminium sont relativement faibles, de sorte que dans certaines applications à charges élevées et à haute température, des matériaux tels que les alliages d'acier ou les alliages de titane à résistance plus élevée sont généralement sélectionnés pour équilibrer la résistance et le poids.
7. Rentabilité
Dans la production réelle, la sélection des matériaux doit non seulement tenir compte des performances, mais également équilibrer la rentabilité. Bien que certains matériaux haut de gamme (tels que les alliages de titane, les céramiques, etc.) aient d'excellentes performances, ils sont plus chers et ne sont donc utilisés que dans des applications spécifiques à hautes performances. En revanche, les matériaux traditionnels en acier au carbone et en acier allié sont plus rentables et sont largement utilisés dans la fabrication d'engrenages de distribution de moteur pour les automobiles ordinaires et les modèles de milieu de gamme à haut de gamme.
