Waermeleitfaehigkeit
Geschrieben von huebi am 16. Dezember 2022 13:28:33:
Als Antwort auf: Bei dem Massenstrom ???? geschrieben von Werner am 16. Dezember 2022 09:38:11:
Moin Werner.
Die Waermeleitfaehigkeit von Titan ist etwa 10 mal schlechter als die von Aluminium.
Wenn ich einen Titandraht am Ende zum Gluehen bringe, kann ich den Draht keine 2 cm daneben mit blossen Fingern halten.
Mache ich das mit einem Aluminiumdraht, riecht es nach Huehnchen.Die Einlassventile werden vom Brennraum her aufgeheizt und geben die Waerme ueber die Dichtflaeche wieder an den Zylinderkopf ab. Deshalb ist die Ausfuehrung der Dichtflaeche am Sitzring auch so wichtig. Ist sie zu schmal, haelt sie durch die Flaechenpressung zwar schoen dicht, jedoch kann dann das Ventil die Waerme nicht so gut loswerden, ueberhitzt und anschliessend versagt es. Ist sie zu breit, ist die Flaechenpressung zu gering und die Dichtigkeit leidet. Ausserdem wird dann Pitting zu einem ernsthaften Problem und fuehrt zu kleinen Loechern in der Dichtflaeche.
Kupfer-Beryllium-Bronze ist eine gute Wahl fuer die Sitzringe und Ventilfuehrungen. Durch die 2% Beryllium verringert sich zwar die Waermeleitfaehigkeit des Kupfers erstaunlich stark, jedoch ist sie immer noch besser als bei den herkoemmlichen eisenbasierten Werkstoffen. Mechanisch ist die Bronze auch so haltbar wie Sitzringe fuer den bleifreien Motorbetrieb. Nur der Preis ist fuer Serienmotoren einfach nicht darstellbar.Aber zurueck zur Temperatur an den Ventilen.
Titan wird genommen weil es bei hohen Temperaturen immer noch eine hohe Festigkeit hat und gleichzeitig eine geringe Dichte. Durch die geringe Waermeleitfaehigkeit hat das Titanventil am Teller eine sehr hohe Temperatur. Die angesaugte Luft wird am Ventil sehr stark umgelenkt, kommt also sehr intensiv mit dem Ventilteller in Kontakt. Bei Aluminium mit der 10 mal besseren Waermeleitung ist das Ventil einfach nicht so warm und kann deshalb die vorbeistroemende Luft nicht annaehernd so stark aufheizen. Und dieser Effekt auf die Fuellung ist riesig. Genaue Zahlen habe ich nach knapp 30 Jahren wieder vergessen aber sie waren beeindruckend.Ventile aus Keramik habe ich fuer NGK mal in einen W124 300E eingebaut. Funktioniert auch, ist aber dann doch nicht in Serie gegangen.
Titanaluminid ist auch noch ein richtig toller Werkstoff fuer Motorventile. Wenn ich mich recht erinnere, hat Renault damals auch diesen Werkstoff fuer irgendwas am Motor verwendet. Mein Chef hat Renault damals ein paar schoene Vorschlaege fuer das FIA-Regelwerk gemacht, damit solche Werkstoffe auch verwendet werden duerfen. Die Regeln wurden dann auch so uebernommen.Damals hat man zur Kostenbegrenzung eine Mindesthaltbarkeit fuer die Motoren eingefuehrt. Da aber niemand mehr von der aktuellen Leistung zurueck gehen wollte, hat man bessere Werkstoffe gebraucht und das hat dann zur Kostenexplosion gefuehrt. Nur das pulvermetallurgisch hergestellte Rohmaterial fuer die Nockenwellen hat mal entspannt 50000 DM gekostet. Und bei der Bearbeitung wurde es dann so richtig knifflig, denn selbst beim Schleifen mit Diamantscheiben war nur mit ganz viel Trickserei eine wirklich glatte Oberflaeche hinzubekommen.
- Ja ich frag ja nur Werner 16.12.2022 18:05 (0)