Какви са често срещаните проблеми при обработката на разпределителни валове?

Несъвършенства в качеството на повърхнината, които засягат експлоатационните характеристики

При обработката на разпределителни валове непостоянната повърхностна гладкост е един от най-често срещаните предизвикателства. За да може разпределителният вал да работи правилно с тласкачите на клапаните и да поддържа синхронизацията на двигателя, е необходимо да се постигнат гладки и прецизни повърхности. Всяка повредена повърхност, дори и най-малките следи от инструменти, вибрации или неравномерно премахване на материал, може да доведе до неефективност на двигателя, както и до увеличена триене и износване с времето. Използването на остарели инструменти за обработка, неоптимални режими на рязане или недостатъчна стабилизация на заготовката могат да причинят тези проблеми. Например, ако режещият инструмент е тъп, камилките на разпределителния вал ще имат необработени ръбове. Ако в процеса на обработка има прекомерни вибрации, повърхностите ще имат вълнистост, която ще повлияе негативно върху контакт с други компоненти на двигателя. За решаване на тези проблеми може да се подобри повърхностната гладкост чрез обслужване и поддръжка на инструментите, оптимални скорости на рязане и подаване, както и подобрени системи за затегане на разпределителния вал по време на обработката. Проблеми с размерната точност

За разпределителните валове прецизните размерни допуски са от решаваща важност, тъй като дори малки неточности могат да наруши времевите настройки на двигателя и да доведат до проблеми с производителността. Някои чести размерни дефекти включват неправилна височина на куличките, нееднакви диаметри на основния кръг и нецентриране на шпоночната пазина. Тези проблеми често се причиняват от топлинното разширение на заготовката — обработката на разпределителни валове от легирана стомана може да доведе до прецизни резове по време на процеса, които излизат извън допусковия диапазон при охлаждането на заготовката. Друга възможна причина е неправилна калибрация на оборудването; CNC машини и измервателни уреди, които не се калибрират редовно, могат да произвеждат продукти извън зададените допуски. Пример е разпределителен вал, чиято височина на куличката е с 0,05 мм под спецификацията, което би довело до непълно отваряне на клапаните на двигателя, резултиращо в загуба на мощност и увеличено горивно потребление. За отстраняване на проблемите с точността производителите разчитат на обработка в температурно контролирана среда, високоточни измервателни уреди като координатни измервателни машини и мониторинг в реално време на критичните размери по време на обработката.

Дефекти в материали, които засягат издръжливостта

Разпределителните валове са подложени на екстремни натоварвания и напрежения, когато двигателят работи. Следователно, всеки материален дефект в заготовката може значително да намали издръжливостта на разпределителния вал. Чести дефекти, свързани с материала, включват включвания, порьозност и проблеми с променлива твърдост вследствие неравномерна термична обработка. Включванията, като мръсотия или оксидни включвания, както и други порьозни дефекти, могат да създадат слаби участъци в разпределителния вал, които ще се напукат под натоварване; порьозността също ще предизвиква изтичане на масло и корозия в разпределителния вал с течение на времето. Неравномерната термична обработка води до непостоянна твърдост на повърхността на разпределителния вал, което означава, че по-меките участъци ще се износват по-бързо, а по-твърдите ще стават крехки и вероятно ще се рушат. Например, разпределителен вал с порьозен лоб може да образува джобове за масло, които намаляват смазването и причиняват прекомерен износ на разпределителния вал и клапанните тласкачи. За да се избегнат тези материални дефекти, производителите трябва да осигурят суровините си от проверени доставчици, да извършват задълбочени инспекции преди механичната обработка и да спазват прецизна термична обработка, за да постигнат еднородни твърдост и якост.

Изнасяне на обработващи инструменти

Машинните инструменти за разпределителни валове включват фрези, рязания за обработка и шлифовъчни дискове, които се износват и това може да повлияе на качеството на разпределителния вал и ефективността на цялата механична обработка. Докато инструментите се износват, рязането на материала изисква по-голяма сила, което води до проблеми с повърхностната гладкост или размерите. Износен шлифовъчен диск може да доведе до неравномерно премахване на материал, което причинява неравномерни профили на ками на разпределителния вал. Увеличеният износ на инструментите води до по-дълго време и по-високи разходи за обработка, тъй като честотата на подмяната им се увеличава. Износването на инструментите се ускорява, например при използване на инструменти от бързорежеща стомана върху закалена стоманен сплав за разпределителни валове, прекомерни скорости на подаване или липса на охлаждащо-смазваща течност. Производителите са разработили мерки за удължаване живота на инструментите, например използване на инструментални материали, точно съчетани със сплавите на разпределителните валове, използване на сменяеми резци, прилагане на високоефективни охлаждащи течности за намаляване на топлината и триенето, както и внедряване на системи за наблюдение на живота на инструментите, които предупреждават потребителите за необходимостта от подмяна.

Проблеми със сглобяването и следмашинната съвместимост

Разпределителният вал може да има проблеми и след перфектно обработка, ако не е съвместим с други компоненти на двигателя по време на монтаж. Чести проблеми със съвместимостта включват шпоночни пазове, които не съвпадат, неправилни профили на шлиците и повърхностни замърсители, които затрудняват монтажа. Например, шпоночните пазове на разпределителния и коляновия вал, които не се заключват напълно, могат да причинят плъзгане и проблеми със синхронизацията. Замърсители, останали върху разпределителния вал, като метални стружки от обработката или масло, могат да драскат други компоненти по време на монтаж, да блокират маслени канали и да предизвикат проблеми със смазването. За избягване на такива проблеми със съвместимостта при монтаж, производителят прилага строги правила за почистване след обработката. Освен това се гарантира, че ключови размери като профили на шлиците и други монтажни елементи са обработени според проектните допуски и зазори, така че разпределителният вал да се интегрира правилно с останалите части на двигателя. Съвременните визуални системи за инспекция са особено полезни, тъй като бързо и лесно откриват малки повърхностни отклонения по монтажните повърхности, които често се пропускат от човешкото око или от инструменти за инспекция.