バルブシートの基礎：材料、加工、ブレーキシステムへの応用

圧縮が失われているにもかかわらず、ベンチ上ではまだきれいに見えるシリンダーは、通常、同じことを物語っています。 バルブ面に目に見える損傷が現れるずっと前に、バルブシートがシールを停止しました。この狭いリングには燃焼圧力が含まれており、バルブの熱の大部分を逃がし、バルブをガイドと同心に保持します。

簡単に言えば、バルブ シートは犠牲シール面であり、動作温度での硬度、シート角度、接触幅、ガイドへの振れの 4 つの数字と同程度の値しかありません。カッターのプロファイルから圧入方法に至るまで、その他すべてはこれら 4 つの数値を保護するために存在します。同じロジックが空気圧ブレーキ バルブ内のはるかに小さなシートにも当てはまります。テストベンチでは数マイクロメートルの漏れが圧力降下として読み取られます。

バルブシートの実際の役割

1 つのシートで 3 つの仕事が同時に実行され、それらが互いに引っ張り合います。シーリングには狭くて正確な接触バンドが必要です。冷却は広いのが欲しいです。アライメントでは、バンドがガイドボアと同心であることが必要です。

• 封印。 接触バンドは燃焼圧力とポートの間の唯一の障壁です。その幅、位置、表面仕上げにより、どれだけ長く保持できるかが決まります。
• 熱伝達。 バルブはサイクルの大部分で閉じているため、その熱はシートを通ってヘッドキャスティングに伝わります。狭すぎる帯域はその道をふさぎます。
• 位置合わせ。 シートはガイドに対してカットされます。 2 つが同心でない場合、バルブは閉まるたびに横に押されます。
• 再生可能性。 シートは再切断または交換できるように作られているため、ポートの上に材料を残したままヘッドを節約できます。

シート素材: 温度での硬さは実際の仕様です

シートは室温では決して機能しないため、室温の硬さは答えではなくフィルターです。耐用年数を決定するのは、高温硬度、つまり 600 °C を超える温度でどの程度の硬度が維持されるか、および酸化や、負荷がかかっている高温の表面が接する部分の微細溶接に対する耐性です。

• ねずみ鋳鉄および合金鋳鉄。 多くの頭の中のオリジナルの素材。有鉛燃料では信頼性が高いが、無鉛燃料では不況になりやすい。
• 鉄と銅の焼結体。 密度と硬度が安定しており、排気シートの量産に最適です。
• 硬化合金鋼インサート。 シートの後退がリスクとして知られているディーゼル、LPG、CNG エンジンで使用されます。
• コバルトクロム硬化仕上げ。 過激なサービスに応募。機械加工が難しく、それに応じて価格が設定されます。
• 青銅および銅合金。 インテークポジションやレース用に優れた熱伝導性を発揮しますが、高温の排気シートには不向きです。
• ブレーキバルブには真鍮と硬化鋼を使用。 排気温度のためではなく、耐腐食性と繰り返しのポペット衝撃のために選ばれました。

鉄ベースのシートの公表されている硬度の数値は、多くの場合 30 ～ 50 HRC の間にあります。同じ数値を表示する 2 つのシートであっても、1 つだけが高温時に硬度を維持しても異なる動作をする可能性があるため、グレードと微細構造は証明書の数値と同じくらい重要です。

角度、接触幅、同心度

材料が固定されている場合、シートが密閉されるかどうか、およびそれがどのくらい持続するかは形状によって決まります。

シートアングル

45 度は、自己中心化されカーボンに抵抗するため、ほとんどの吸気および排気位置のデフォルトです。耐久性よりも流れが重要な場合、一部の吸気シートは 30 度を使用します。マルチアングル作業 (パフォーマンス ビルドではよく知られた 3 アングル 30/45/60 プロファイル、または 5 アングル バージョン) は、トップとスロートのカットで流路を形成し、45 度のカットがシーリング バンド自体を制御します。

接触幅

小型乗用車エンジンは通常、約 1.0 ～ 1.8 mm の帯域で作動します。市販のディーゼル排気シートは、熱伝達が最小限のバネ荷重を上回るため、幅が広くなります。狭すぎると、シートがすぐに引っ込んでしまいます。幅が広すぎると、シールはより重いスプリング圧力とバンドを橋渡ししないカーボンに依存します。

同心度と仕上げ

完成したシートのガイドに対する振れは、およそ 0.025mm 以上に抑える必要があります。多くの場合、ガイドの摩耗の方が誤差が大きくなるため、最初にガイドを測定すると時間を節約できます。材料の除去を最小限に抑えて、バルブ面の正しい位置に均一なバンドを付けて切断または研削を終了します。追加のパスごとにシートが上昇し、バルブ先端のマージンに食い込みます。

インストール手順とそれによって防止される障害

シートの交換は一連の小さな決断であり、それぞれに故障モードが伴います。

1. 修理が正当であることを確認します。ステム先端から余分な材料を研磨しないと取り付け高さに到達できない場合は、調整が残っていない状態でバルブを交換することになります。
2. シートメーカーの干渉数値（鋳鉄製ヘッドの場合は通常 0.05 ～ 0.13 mm）に合わせてザグリ穴をカットします。緩すぎるとインサートが落ちます。きつすぎると頭が割れます。
3. 力を加えるのではなく温度を制御します。インサートを冷やすか、鋳物を温めて、シートを手で差し込みます。
4. 奥まで押し込み、インサートのショルダーがしっかりと固定されていることを確認します。
5. できるだけ少ない材料を除去しながら、最終的な角度、幅、位置に合わせて切断または研磨します。
6. ヘッドが使用に戻る前に、振れ、ブルーイングコンパウンドとの接触パターン、および真空または圧力テストを確認してください。

その後に起こる失敗は予測可能です。後退はまつ毛の消失や圧縮の喪失として現れ、機械加工の問題ではなく熱間硬度の問題です。熱過負荷の後に亀裂が発生します。インサートが緩んでいる場合は、しめしろが不十分であるか、ヘッドがひどく過熱していることを示しています。ランナウトは、ベンチ上で密閉し、使用中に漏れるバルブについて説明します。

バルブシートに何を取り付けるか 購入仕様書

購入者は、寸法を過剰に指定し、収益を生み出す特性を過小に指定する傾向があります。実行可能な仕様は 6 行をカバーします。

空気圧ブレーキシステムのバルブシート

空気圧ブレーキバルブでは、シートが小さくて低温になりますが、公差はそれほどフレンドリーではありません。リレーバルブ、ブースターバルブ、メインバルブ、ドレンバルブはすべて、ポペット、ピストン、またはプランジャーに対してシート面が閉じることに依存しています。その表面に数マイクロメートルの傷ができると、継続的に空気が抜け、ドライバーが気づくずっと前に車両がそれに気づきます。

ブレーキ バルブ シートは通常、シール面がボアと同心に保たれるように 1 回のセットアップで切断されます。受け入れテストは、目視検査ではなく、一定の保持時間を設けた定格圧力でのリーク テストです。同じシートのロジックが適用されます。つまり、耐湿性と耐腐食性を考慮して選択された材料、制御された接触幅、数千回の作動後も安定した形状を維持します。広いユニット内でこれらの座席がどのように配置されるかを詳しく見るには、この概要を参照してください。 空気圧ブレーキバルブの設計 .

ブースターバルブ ブースター バルブは、空圧および油圧システムの効率と応答性を向上させるように設計された高性能コンポーネントです。圧力制御を最適化することで... 製品を見る→

ブースターバルブは、単に通路を閉じるのではなく弁座が圧力差を保持する必要があるため、使用中に平坦度とエッジの状態を測定できるため、有用な例です。

バルブシリンダーアセンブリ: シートとピストンが接触する場所

ブレーキバルブがシート単体で故障することはほとんどありません。バルブシリンダーアセンブリでは、シートが移動するピストン、プランジャー、またはダイヤフラムに対して作用するため、シールはこれらのペアの特性となります。ドレンバルブアセンブリ、自動ドレンバルブ、逆止弁、安全弁アセンブリ、およびオイル遮断シリンダーはすべて、何千もの圧力サイクルを通して平らで同心の状態を維持する必要があるシート面を備えています。

この組み合わせにより、検査対象が変わります。シート上の接触バンドとエッジの損傷を確認します。嵌合要素で、圧縮永久歪、膨潤、および埋め込まれた砂を確認します。完璧に測定されたシートであっても、反対側の面がセットされている場合は漏れが発生する可能性があります。そのため、これらのユニットはアセンブリとして漏れテストが行​​われます。ユニットの構築とテストの詳細については、この記事を参照してください。 バルブシリンダーアセンブリ .

安全弁アセンブリ 安全バルブ アセンブリは、安全かつ制御された圧力解放を確保することで自動車システムを過圧から保護するように設計された重要なコンポーネントです。このアセンブリは... 製品を見る→

シート周りの機械加工部品とゴム部品

シートは部品表でも単独では機能しません。ガイド スリーブとスプリング シートが可動部品の位置を決め、ピストンとプランジャーが負荷を支え、乾燥ピストンが保持するための微細な隙間を持って空気処理ユニット内に設置され、ブランキング キャップとアルミニウム部品が回路を閉じます。それぞれが 100 分の 1 ミリメートル単位で測定される機械加工作業であり、許容範囲を逸脱すると、良好なシートが静かに元に戻る可能性があります。

ゴムも同じ話に属します。パーキングラバーや建設機械用のゴムパッドはリスクが低いように見えますが、パッドの硬さが間違っていたり、エレメントの圧縮永久歪が間違っていたりすると、その後ろのシート面に見える力が変化します。バルブが断続的に漏れる場合、多くの場合、シートが最後に故障し、最初に問題となる部品となります。

ドライヤーピストン 乾燥ピストンは乾燥システムの重要なコンポーネントであり、主に乾燥プロセス中の空気または流体の流れを調整および制御するために使用されます。通常はインストールされます... 製品を見る→

ZEAST Autoparts として取引されている余姚浙東自動車部品工場などのメーカーは、まさにこの組み合わせを中心に供給体制を構築しています。1988 年 9 月以来浙江省余姚でブレーキ バルブ シート シリーズの生産を開始しており、社内の金型製造センターとハードウェア、ゴム、接着剤のワークショップによってサポートされています。同社は、2000 年代初頭から GB/T19001-2000idt および ISO9001:2000 認証を取得し、第一汽車、中国第二汽車、万向グループ、および地域のバルブおよびブレーキメーカー数社を含む顧客に製品を供給し、30 か国以上に輸出していると述べています。公表されている生産能力の数値は同一ではなく、あるページでは年間 500 万以上のバルブ シート セットを挙げている一方、企業データ パネルでは 10,000,000 と表示されています。どちらも監査済みの数値ではなく、企業の発表です。

エンジン作業の場合、チェックリストは短く、何かを切断する前にガイドを確認し、振れを 0.025 mm 付近に保ち、接触バンドをエンジン製造者の作業範囲内に保持し、材料の除去をできるだけ少なくします。シートを大量に調達する場合、チェックリストはサプライヤーに移ります。つまり、熱間硬度が証明された材料グレード、書面で合意された角度と幅の公差、約束ではなく検査によって確認された振れ、単一の不良バッチを含めることができるロットのトレーサビリティです。バルブ シートは保証コストに大きな影響を与える小さな部品であり、そのように指定されるのが当然です。