Automobilový vačkový hriadeľ: Materiály a porovnanie výkonu

Cam hriadeľ je kritickou súčasťou v motore vnútorného spaľovania, ktorý je zodpovedný za riadenie otvoru a zatvárania ventilov. Jeho výkon priamo ovplyvňuje účinnosť motora, výkon a trvanlivosť. Medzi rôznymi materiálmi používanými na výrobu vačkových hriadeľov sú chladené liatinové a nodulárne liatinové železo dva z najbežnejších.

Chladený liatinový vačkový hriadeľ

Chladená liatina je špecializovaná forma liatinovej železa, kde sa povrch rýchlo ochladí (chladený), aby sa vytvorila tvrdá vrstva odolná voči opotrebeniu pri zachovaní relatívne mäkšieho jadra pre húževnatosť.

Kľúčové charakteristiky:
Tvrdosť povrchu: 45–55 HRC (stupnica Rockwell C)
Hlavná tvrdosť: 20–30 HRC
Odolnosť proti opotrebeniu: Vynikajúce kvôli kalenej povrchovej vrstve
Machinabilita: Mierne, vyžaduje brúsenie na konečné dokončenie
Cena: všeobecne nižšie ako nodulárna liatina

Výhody:
Vysoký odpor opotrebenia v lalokoch vačky
Nákladovo efektívne pre hromadnú výrobu
Vhodné pre aplikácie s vysokým stresom

Nevýhody:
Krehký v porovnaní s nodulárnou liatinou
Obmedzená ťažnosť, vďaka čomu je náchylná na praskanie pri extrémnych zaťaženiach

Nodulárny liatinový vačkový hriadeľ (váhový vačkový hriadeľ)

Nodulárna liatina, známa tiež ako jedlé železo, obsahuje grafit v sférickej forme, ktorý v porovnaní s tradičným liatinovým železom poskytuje zlepšenú pevnosť a ťažnosť.

Kľúčové charakteristiky:
Tvrdosť: 25–35 HRC (môže sa tepelne liečiť pre vyššiu tvrdosť)
Pevnosť v ťahu: 450 - 600 MPA
Predĺženie: 10–18% (vyššie ako chladená liatina)
Machinabilita: dobré, ľahšie sa strojovo ako chladené liatinové železo

Výhody:
Lepšia odolnosť proti nárazu a pevnosť únavy
Odolnejšie za podmienok s vysokým stresom
Môže sa tepelne spracovať pre zvýšenú tvrdosť

Nevýhody:
O niečo drahšie ako chladená liatina
Nižšia tvrdosť povrchu, pokiaľ nie sú použité ďalšie ošetrenia

Porovnanie výkonu: Chladená liatina vs. Nodulárna liatina