Rouleau de came en nitrure de silicium

Le système de galet de came en céramique au nitrure de silicium est composé de trois composants : un galet de came en nitrure de silicium, un lobe de came en acier et une broche en acier. Des pressions de fonctionnement des cylindres et des pressions d'injection de carburant accrues ont été nécessaires en raison de l'exigence de moteurs diesel plus efficaces et de réglementations plus strictes sur les émissions. Ces situations augmentent les contraintes de contact dans les composants critiques, ce qui peut entraîner une usure, un grippage, une microsoudure et éventuellement une défaillance des composants. Pour résoudre ces problèmes, différents choix de matériaux sont nécessaires. Le nitrure de silicium possède des caractéristiques tribologiques et physiques uniques (faible masse couplée à une résistance et une résistance élevées à la fatigue de contact) qui lui permettent d'être utilisé dans des applications impliquant des contraintes de contact élevées.

Caractéristiques des galets de came Si3N4

◆ La goupille en acier est beaucoup plus dure que la goupille en bronze équivalente du système métallique's, ce qui la rend plus résistante à l'usure causée par un lubrifiant impur et d'autres débris.

◆ Le nitrure de silicium est un bon couple tribologique avec l'acier. Dans des conditions de lubrification noyées et privées, le nitrure de silicium et l'acier présentent un frottement faible et constant.

3. L'usure du diamètre intérieur des rouleaux en nitrure de silicium est environ trois à dix inférieure à celle des rouleaux métalliques comparables.

◆ Le rouleau en céramique de nitrure de silicium tourne facilement en raison de l'usure et du frottement minimes de la broche au contact du rouleau en nitrure de silicium en céramique, ainsi que du poids léger du nitrure de silicium (60 % plus léger que le métal) et du faible moment d'inertie de rotation qui en résulte. Cela réduit considérablement ou élimine le dérapage et le glissement sur le lobe de la came, éliminant ainsi l'une des principales sources de fatigue de contact et d'usure dans un système de galets de came en métal.

◆ Le nitrure de silicium a une plus grande résilience à la fatigue de contact que les aciers à roulement (voir figure ci-dessous). En conséquence, les rouleaux en nitrure de silicium peuvent résister à des pressions de contact plus élevées sans piqûres ou écaillage. Cela supprime un autre point de défaillance potentiel dans les systèmes métalliques.

◆ L'usure de l'adhésif doit être négligeable ou absente avec les contacts en acier au nitrure de silicium, éliminant une autre cause d'usure et de fatigue de contact dans le système de galet de came en métal. En raison du changement de contact avec différents matériaux, des études indiquent que lorsqu'un rouleau en céramique hautement poli est utilisé, l'usure de la came métallique est diminuée malgré une augmentation de la contrainte de contact.

◆ Le profil de la couronne d'un galet de came en nitrure de silicium doit être suffisamment large pour maintenir le contact linéaire éloigné des bords du galet en céramique's. Les contraintes de contact seront généralement plus élevées dans un système de nitrure de silicium que dans l'acier pour le même profil acier-acier, bien qu'un profil céramique optimisé puisse atténuer cela.

Fiche technique du matériau

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