Automobilový vačkový hřídel: Porovnání materiálů a výkonu

Vačkový hřídel je kritickou součástí ve spalovacím motoru, který je zodpovědný za ovládání otevření a uzavření ventilů. Jeho výkon přímo ovlivňuje účinnost motoru, výkon a odolnost. Mezi různými materiály používanými pro výrobu vačkového hřídele jsou chlazené litiny a nodulární litinu dva z nejběžnějších.

Chlazený litinový vačkový hřídel

Chladná litina je specializovaná forma litiny, kde je povrch rychle ochlazen (chlazený), aby vytvořil tvrdou vrstvu odolnou proti opotřebení při zachování relativně měkčího jádra pro houževnatost.

Klíčové vlastnosti:
Tvrdost povrchu: 45–55 HRC (Rockwell C Scale)
Tvrdost jádra: 20–30 hodin
Odolnost proti opotřebení: Výborně kvůli tvrzené povrchové vrstvě
Machinabilita: Střední, vyžaduje broušení pro konečné dokončení
Náklady: Obecně nižší než nodulární litina

Výhody:
Vysoký odpor opotřebení na vačkách
Nákladově efektivní pro hromadnou výrobu
Vhodné pro aplikace s vysokým stresem

Nevýhody:
Křehké ve srovnání s nodulární litinou
Omezená tažnost, díky čemuž je náchylná k praskání při extrémním zatížení

Nodulární litinový vačkový hřídel (tajný železný vačkový hřídel)

Nodulární litina, také známá jako tažná železo, obsahuje grafit ve sférické formě a poskytuje zlepšenou sílu a tažnost ve srovnání s tradiční litinou.

Klíčové vlastnosti:
Tvrdost: 25–35 hodin HRC (může být tepelně ošetřena pro vyšší tvrdost)
Pevnost v tahu: 450–600 MPa
Prodloužení: 10–18% (vyšší než chlazená litina)
Machinability: Dobrý, snadnější stroj než chlazená litina

Výhody:
Lepší dopadová odolnost a únavová síla
Odolnější za podmínek vysokých stresu
Lze ošetřit tepelně pro zvýšenou tvrdost

Nevýhody:
O něco dražší než chlazená litina
Nižší tvrdost povrchu, pokud se nepoužijí další ošetření

Porovnání výkonu: chlazená litina vs. nodulární litina