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Seleção de materiais para sedes de válvula em PTFE e PEEK

A sede da válvula em um motor a gasolina ou diesel de combustão interna é a superfície contra a qual uma válvula de admissão ou escape repousa durante a parte do ciclo de operação do motor quando essa válvula está fechada.A sede da válvula é um componente crítico de um motor, pois se for posicionada, orientada ou formada incorretamente durante a fabricação, ocorrerá vazamento da válvula, o que afetará adversamente a taxa de compressão do motor e, portanto, a eficiência, o desempenho do motor (potência e torque), emissões de escape e vida útil do motor.

Assentos de válvula

As sedes de válvula são frequentemente formadas primeiro por encaixe por pressão de uma peça aproximadamente cilíndrica de uma liga de metal endurecido, como Stellite, em uma depressão fundida em uma cabeça de cilindro acima de cada eventual posição da haste da válvula e, em seguida, usinando uma superfície de seção cônica na válvula. sede que irá combinar com uma seção cônica correspondente da válvula correspondente.Geralmente duas superfícies de seção cônica, uma com um ângulo de cone mais amplo e outra com um ângulo de cone mais estreito, são usinadas acima e abaixo da superfície de contato real, para formar a superfície de contato com a largura adequada (chamado de “estreitamento” da sede), e para permitir que ela seja adequadamente localizada em relação à superfície de contato (mais larga) da válvula, de modo a proporcionar boa vedação e transferência de calor, quando a válvula está fechada, e para fornecer boas características de fluxo de gás através da válvula, quando ele está aberto.

Motores baratos podem ter sedes de válvula que são simplesmente cortadas no material da cabeça do cilindro ou do bloco do motor (dependendo do projeto do motor).Alguns motores mais novos têm sedes que são pulverizadas em vez de pressionadas no cabeçote, permitindo que sejam mais finas, criando uma transferência de calor mais eficiente através das sedes das válvulas e permitindo que as hastes das válvulas funcionem a uma temperatura mais baixa, permitindo assim que a válvula hastes (e outras partes do trem de válvulas) sejam mais finas e leves.

Existem diversas maneiras pelas quais uma sede de válvula pode ser posicionada ou usinada incorretamente.Estes incluem assentamento incompleto durante a etapa de montagem por pressão, distorção das superfícies nominalmente circulares da sede da válvula, de modo que elas se desviem inaceitavelmente da circularidade ou ondulação perfeita, inclinação das superfícies usinadas em relação ao eixo do furo da guia da válvula, desvio das superfícies da sede da válvula em relação à concentricidade com os furos guia da válvula e o desvio da seção cônica usinada da sede da válvula em relação ao ângulo do cone necessário para corresponder à superfície da válvula.O controle de qualidade automatizado de sedes de válvulas inseridas e usinadas tem sido tradicionalmente muito difícil de alcançar até o advento da holografia digital, que permitiu a metrologia de alta definição para medir todos esses desvios listados.

Nome do material Propriedades Principais Notas Faixa de temperatura
PTFE VIRGEM Coeficiente de atrito muito baixo e excelente resistência química. Aprovado pela FDA -40°C a 260°C
15% PTFE cheio de vidro Menor resistência à compressão e menor deformação sob carga do que o PTFE virgem. Material abrasivo -40°C a 260°C
25% PTFE cheio de vidro Semelhante ao vidro 15%, melhor resistência ao desgaste, maior resistência à compressão e menor deformação sob carga. Material abrasivo -40°C a 260°C
PTFE preenchido com aço inoxidável Extremamente resistente.Excelente resistência e estabilidade sob cargas extremas e temperaturas elevadas. Pode ser usado em aplicações de vapor e fluido térmico -40°C a 260°C
TFM Estrutura polimérica muito mais densa que o PTFE virgem.Apresenta melhor recuperação do estresse. Polímero TFE modificado -40°C a 260°C
TFM preenchido com grafite de carbono Menor taxa de expansão-contração térmica do que o TFM convencional. Ideal para uso em aplicações de vapor e fluido térmico -40°C a 260°C e até 320°C em aplicações de fluido térmico
UHMWPE Altamente resistente a produtos químicos corrosivos, com exceção de ácidos oxidantes e solventes orgânicos. Também conhecido como Polietileno de Alto Módulo (HMPE) ou Polietileno de Alto Desempenho (HPPE) -40°C a +80°C
PCTFE Excelente para uso criogênico e de oxigênio. Um homopolímero de clorotrifluoroetileno -270°C a 260°C
Virgem PEEK 450G Excelente resistência química e propriedades mecânicas em temperaturas elevadas. Um termoplástico de polímero orgânico -40°C a 260°C
PEEK preenchido com carbono Muitas propriedades semelhantes ao Virgin PEEK.Particularmente adequado para temperaturas elevadas e situações de carga elevada. Baixo coeficiente de atrito e adequado para muitas aplicações extremamente corrosivas -40°C a 260°C
PEEKHT Mantém todos os principais recursos e benefícios do PEEK 450G, mas mantém as propriedades físicas em temperaturas mais altas. Pode ser fornecido em material composto virgem, não preenchido ou preenchido até 260ºC
Acetal e Delrin Apresenta boa resistência ao desgaste e à deformação sob carga. Excelente para aplicações de sede de válvula até 80ºC
VESPEL Um material de poliimida que possui capacidade de alta temperatura sob carga e é usado principalmente para aplicações de transferência de calor, gases quentes e óleos. Não deve ser usado com STEAM  

Horário da postagem: 24 de janeiro de 2019