Automobilnockenwelle: Materialien und Leistungsvergleich

Die Nockenwelle ist eine kritische Komponente in einer Verbrennungsmotor, die für die Steuerung des Öffnens und Schließens der Ventile verantwortlich ist. Die Leistung wirkt sich direkt auf die Motoreffizienz, die Leistung und die Haltbarkeit aus. Unter den verschiedenen Materialien, die für die Herstellung von Nockenwellen verwendet werden, sind gekühlte Gusseisen und Knotenguss zwei der häufigsten.

Gekühlte Gusseisennockenwelle

Chilliertes Gusseisen ist eine spezielle Form von Gusseisen, bei der die Oberfläche schnell abgekühlt (gekühlt) ist, um eine harte, weastresistente Schicht zu erzeugen und gleichzeitig einen relativ weicheren Kern für Zähigkeit aufrechtzuerhalten.

Schlüsselmerkmale:
Oberflächenhärte: 45–55 HRC (Rockwell C -Skala)
Kernhärte: 20–30 HRC
Verschleißfestigkeit: Ausgezeichnet aufgrund der gehärteten Oberflächenschicht
Bearbeitbarkeit: moderat, erfordert das Schleifen für die endgültige Fertigstellung
Kosten: Im Allgemeinen niedriger als Knotengusseisen

Vorteile:
Hoher Verschleißfestigkeit an den Nockenlappen
Kostengünstig für die Massenproduktion
Geeignet für Anwendungen mit hoher Stress

Nachteile:
Spröde im Vergleich zu Knotengusseisen
Begrenzte Duktilität, wodurch es anfällig für Risse unter extremen Belastungen ist

Knospenbügeleisen -Nockenwelle (duktile Eisennockenwelle)

Das Knotenguss, auch als duktiles Eisen bekannt, enthält Graphit in kugelförmiger Form und bietet eine verbesserte Festigkeit und Duktilität im Vergleich zu herkömmlichem Gusseisen.

Schlüsselmerkmale:
Härte: 25–35 HRC (kann mit höherer Härte mit Wärme behandelt werden)
Zugfestigkeit: 450–600 MPa
Dehnung: 10–18% (höher als gekühltes Gusseisen)
Bearbeitbarkeit: Gut, leichter zu maschine als gekühltes Gusseisen

Vorteile:
Bessere Wirkung Widerstand und Müdigkeitstärke
Unter hoher Stressbedingungen haltbarer
Kann hitzebehandelt werden, um eine verstärkte Härte zu erhalten

Nachteile:
Etwas teurer als gekühltes Gusseisen
Niedrigere Oberflächenhärte, es sei denn, zusätzliche Behandlungen werden angewendet

Leistungsvergleich: gekühltes Gusseisen gegen Knotengussguss