Componentes MAHLE para o trem de válvulas: mais que apenas válvulas

Em cooperação com fabricantes internacionais de motores, a MAHLE desenvolve o sistema tribológico dos componentes do trem de válvula: válvulas, guias de válvula e insertos do assento de válvula. Quando se trata de válvulas, o maior desafio com válvulas é definir o projeto. Para enfrentar as extremas cargas mecânicas, químicas e térmicas e para garantir uma dissipação otimizada do calor, nossas válvulas são projetadas para uma ampla gama de condições de operação.

As exigências impostas às nossas válvulas são difíceis

Válvulas de escape podem atingir de 800 a 1.000 °C, ao mesmo tempo em que válvulas de admissão chegam entre 300 e 500 °C. As enormes pressões de ignição enormes e as duras molas martelam as válvulas incandescentes até 70 vezes por segundo. Químicos agressivos nos gases de escape podem causar corrosão ou carrear depósitos. Para enfrentar estas condições durante anos ou mesmo décadas, a válvula, os guias de válvula e os insertos do assento de válvula devem ser fabricados a partir de materiais cuidadosamente formulados e de alta qualidade.

Os materiais dos quais os componentes do trem de válvula são feitos

Materiais: para a segurança de pessoas, motores e do meio ambiente - somente o melhor

Válvulas

Em geral, as válvulas dividem-se entre as monometálicas e bimetálicas, normalmente feitas de material sólido. Dependendo das cargas, vários materiais são escolhidos: do aço CrSi de alta liga para válvulas de admissão ao CrMoV e aços austeniticos CrMnNiNb ou CrMnNi com nitrogênio adicionado a superligas de níquel para válvulas de escape submetidas a estresse extremamente alto. Casos especiais requerem as assim chamadas válvulas ocas, que são preenchidas com sódio.

Válvulas preenchidas com sódio têm um ponto de fusão de cerca de 97,5 °C que é distribuído dentro da cavidade. O assim chamado efeito shaker transporta o calor do disco da válvula para toda a haste, até o guia de válvula. Isto reduz a temperatura no disco da válvula em 80 °C a 150 °C, o que melhora significativamente as propriedades de detonação do motor e pode aumentar a potência de saída e reduzir o consumo.

Para atender a estes elevados requisitos, as válvulas também podem ser reforçadas em torno do assento, endurecidas, nitritadas ou cromadas.

Guias de válvula

Uma liga de CuZnAl é usada para guias de válvula destinados a cargas médias. Quando a carga aumente, é usada uma liga fundida de ferro cinza com microestrutura de perlita. A dureza pode ser aumentada ainda mais por meio de um componente adicional de fósforo. Uma liga de CuSn ou CuNi é adequada para cargas elevadas e o metal sinterizado enfrenta até mesmo as mais altas temperaturas.

Insertos do assento de válvula

Para insertos do assento de válvula (e suas contrapartes na válvula), a MAHLE usa materiais como ferro cinza fundido com um alto conteúdo de carbono, ou cobalto com cromo e tungstênio. Também são usados aços com cromo e molibdênio, além de aços com cromo e vanádio ou até mesmo materiais sinterizados de alta qualidade a fim de atender aos requisitos dos motores de alto desempenho.

A MAHLE produz insertos de assento de válvula usando fundição centrífuga ou sinterização. No primeiro método, a liga de aço líquida é despejada em um molde de fundição rotativo. O fundido adapta-se aos contornos do molde na medida em que endurece, produzindo assim um componente fundido oco. Para a sinterização, pó de metal é comprimido. O componente pré-comprimido, conhecido como “compactado verde”, é aquecido (mas não fundido), comprimido novamente e endurecido. O tipo de mistura em pó baseia-se, entre outros fatores, na temperatura às quais os componentes ficarão expostos durante a operação e na resistência ao desgaste requerida. Isto significa que os insertos de assento de válvula são adaptados com precisão ao seu uso subsequente no motor.

Pesquisa e desenvolvimento para a oficina de reparação: para que, no futuro, você possa continuar a instalar produtos seguros

Desenvolvimento inovador: a válvula TopTherm®

A MAHLE desenvolveu a válvula TopTherm® especificamente para motores downsizing. Em contraste com a clássica válvula oca e a válvula EvoTherm®, esta é uma válvula montada. A grande cavidade, parcialmente preenchida com sódio, reduz o peso e permite redução de temperatura nas alta e termicamente estressadas superfícies dos componentes. A temperatura do disco pode, potencialmente, ser reduzida por significativos mais de 100 Kelvin. Ao mesmo tempo, o consumo a carga plena e altas velocidades é reduzido porque não mais é preciso enriquecer a mistura para proteger as válvulas. Uma maior compressão base pode poupar algum combustível também na operação transiente. Com todas essas vantagens, a válvula TopTherm® mostra que, por uma boa razão, a MAHLE é um fabricante líder global em válvulas ocas.

Evolução da clássica válvula sólida para a válvula oca, a válvula MAHLE EvoTherm® e a válvula MAHLE TopTherm® (esquerda para a direita)