Tiếng Anh 1. Khả năng chịu tải
Trong quá trình hoạt động, Bánh xích thời gian động cơ phải chịu sự truyền lực rất lớn từ xích hoặc đai, đặc biệt ở tốc độ cao và tải trọng lớn. Do đó, khả năng chịu tải của vật liệu bánh răng là yếu tố cần cân nhắc hàng đầu khi lựa chọn vật liệu. Vật liệu cần phải có độ bền kéo và khả năng chống mỏi cao để đảm bảo bánh răng không bị biến dạng hoặc gãy khi hoạt động ở tải trọng cao trong thời gian dài.
Các vật liệu thường được sử dụng, chẳng hạn như hợp kim thép cường độ cao (như 20CrMnTi hoặc 42CrMo) thường có độ bền kéo, độ cứng và độ bền cao và có thể duy trì hiệu suất ổn định trong điều kiện tải cao, giảm hao mòn và hư hỏng do mỏi.
2. Hiệu suất chống mài mòn và ma sát
Hiệu suất ma sát của Bánh xích thời gian động cơ có ảnh hưởng quan trọng đến đời sống và hiệu quả làm việc của nó. Khi bánh răng tiếp xúc với xích hoặc dây đai sẽ xảy ra hiện tượng mài mòn bề mặt do ma sát lâu dài. Để cải thiện khả năng chống mài mòn của bánh răng, độ cứng của vật liệu và quy trình xử lý bề mặt là rất quan trọng. Bề mặt vật liệu cần có độ cứng cao để giảm mài mòn.
Thép thường là vật liệu được ưu tiên chế tạo bánh răng định thời động cơ vì nó có thể đạt được độ cứng cao thông qua xử lý nhiệt (như ủ, cacbon hóa, v.v.) để bề mặt bánh răng có thể chịu được ma sát cường độ cao. Ngoài ra, một số vật liệu hiệu suất cao như thép nitrided và hợp kim titan cũng có khả năng chống mài mòn tuyệt vời và được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt.
3. Độ ổn định nhiệt
Nhiệt độ cao sinh ra khi động cơ hoạt động đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với vật liệu của bánh răng định thời. Đặc biệt đối với động cơ tăng áp hoặc động cơ hiệu suất cao, nhiệt độ vận hành sẽ tăng mạnh. Độ ổn định nhiệt của vật liệu, nghĩa là khả năng duy trì các tính chất vật lý và hóa học của nó trong môi trường nhiệt độ cao, là yếu tố chính cần xem xét khi lựa chọn.
Nói chung, thép có độ ổn định nhiệt tốt ở nhiệt độ cao, nhưng khi nhiệt độ tăng, độ bền và độ cứng của vật liệu sẽ giảm, do đó cần phải chọn đúng loại thép. Ví dụ, thép hợp kim cao (như SAE 4140, SAE 4340, v.v.) và vật liệu hợp kim gốc niken thường có thể duy trì hiệu suất tốt ở nhiệt độ vận hành cao hơn và phù hợp để vận hành trong điều kiện nhiệt độ cao.
4. Chống ăn mòn
Các bánh răng định thời trong động cơ thường tiếp xúc với nhiều loại môi trường khác nhau như dầu, chất làm mát, không khí, v.v. và các chất ăn mòn trong các môi trường này có thể gây ăn mòn bề mặt bánh răng. Do đó, khả năng chống ăn mòn của vật liệu cũng là một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu làm bánh răng định thời.
Các vật liệu chống ăn mòn thông thường như thép không gỉ, hợp kim nhôm và một số loại thép được phủ đặc biệt (như mạ kẽm, mạ niken, v.v.) có thể chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn axit một cách hiệu quả và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Đặc biệt khi sử dụng trong môi trường ẩm ướt hoặc môi trường phun muối, khả năng chống ăn mòn vượt trội của thép không gỉ (như 304, 316, v.v.) có thể mang lại khả năng bảo vệ bổ sung.
5. Hiệu suất xử lý
Bánh xích thời gian động cơ tùy chỉnh thường yêu cầu gia công chính xác để đảm bảo rằng hình dạng, độ chính xác bề mặt răng và độ chính xác kích thước của nó đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Hiệu suất xử lý của vật liệu, bao gồm khả năng gia công, khả năng hàn và khả năng tạo hình, ảnh hưởng trực tiếp đến độ khó chế tạo và giá thành của thiết bị.
Thép có hiệu suất xử lý tốt, đặc biệt là thép được xử lý nhiệt, có thể mang lại hiệu suất cắt và khả năng tạo hình tốt. Một số vật liệu hợp kim, chẳng hạn như hợp kim titan và hợp kim nhôm, có trọng lượng nhẹ và độ bền tuyệt vời, nhưng khó gia công, do đó có thể cần các thiết bị và quy trình xử lý phức tạp hơn. Ngoài ra, khả năng hàn của vật liệu cũng cần được quan tâm, đặc biệt khi bánh răng cần kết nối với các bộ phận khác.
6. Trọng lượng và mật độ
Ở động cơ hiệu suất cao, trọng lượng và mật độ của các bánh răng cũng cần được lựa chọn hợp lý. Bánh răng nặng hơn có thể gây ra quán tính lớn hơn, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất tăng tốc của động cơ. Vì vậy, mật độ của vật liệu là yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi thiết kế.
Các vật liệu nhẹ như hợp kim nhôm thường có mật độ thấp hơn, vì vậy trong một số ứng dụng, chẳng hạn như xe đua hoặc xe thể thao hiệu suất cao, bánh răng nhẹ có thể được ưu tiên hơn. Tuy nhiên, độ bền và khả năng chịu nhiệt độ cao của hợp kim nhôm tương đối thấp nên trong một số ứng dụng chịu tải cao và nhiệt độ cao, các vật liệu như hợp kim thép hoặc hợp kim titan có độ bền cao hơn thường được chọn để cân bằng độ bền và trọng lượng.
7. Hiệu quả chi phí
Trong thực tế sản xuất, việc lựa chọn vật liệu không chỉ phải xem xét đến hiệu suất mà còn phải cân bằng giữa hiệu quả chi phí. Mặc dù một số vật liệu cao cấp (như hợp kim titan, gốm sứ, v.v.) có hiệu suất tuyệt vời nhưng chúng đắt hơn nên chỉ được sử dụng trong các ứng dụng hiệu suất cao cụ thể. Ngược lại, vật liệu thép cacbon và thép hợp kim truyền thống có hiệu quả chi phí tốt hơn và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bánh răng định thời động cơ cho ô tô thông thường và các mẫu xe từ trung cấp đến cao cấp.
