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Jan 05, 2024

엔진의 배기 밸브 침체의 원인은 무엇입니까? — 일반 항공 뉴스

작성자: Ben Visser · 2022년 11월 23일 · 댓글 8개 그게 제가 받는 질문이에요

작성자: Ben Visser · 2022년 11월 23일 · 댓글 8개

제가 자주 받는 질문인데 아주 좋은 질문이에요.

하지만 항공과 삶의 많은 부분이 그러하듯이, 아주 확실한 답은 없습니다.

연료의 납이 밸브 시트를 마모로부터 보호하기 위해 윤활유처럼 작용한다는 이론을 포함하여 원인에 대한 여러 가지 이론이 있습니다.

이것은 일종의 사실일 수 있지만, 납 함유 연료를 사용하는 엔진을 시동한 다음 무연 연료로 전환할 때 좌석이 일반적으로 괜찮은 이유에 대한 답은 아닙니다.

또 다른 이론은 avgas의 납 첨가제가 시트에 합금화되거나 시트 재료를 경화시킨다는 것입니다.

다시 말하지만 그것이 가능할 수도 있지만 나의 제한된 야금학적 지식으로는 완전히 그럴 수는 없습니다.

철제 배기 시트는 일반적으로 제조 시 만들 수 있는 만큼 단단합니다. 더 단단하게 만들면 부서지기 쉽고 갈라지기 쉽다는 말을 들었습니다. 약간의 부드러운 리드는 아마도 도움이 되지 않을 것입니다.

그렇다면 대답은 무엇입니까?

나에게 가장 적합한 이론은 납이 밀봉을 돕고 열 전달을 향상시킨다는 것입니다.

시트와 밸브를 설치할 때 연삭 공정으로 인해 결합 표면에 작은 미세한 결함이 있습니다. 이로 인해 소량의 가스가 밸브를 지나 누출될 수 있으며, 이로 인해 밸브와 시트의 온도가 상승합니다.

이것은 매우 적은 양이지만 실린더 벽 씰에 대한 링과 마찬가지로 시트를 "길들이기" 위해서는 약간의 마모가 필요합니다.

연소의 납 부산물은 이러한 결함을 메우고 밸브에 더 나은 밀봉을 제공합니다.

두 번째 부분은 밸브 시트로의 열 전달입니다.

연소 사이클이 끝날 때 배기 밸브가 열리면 연소 과정에서 발생하는 초고온 화염 전면에 부딪히게 됩니다. 이로 인해 배기 밸브, 특히 밸브 가장자리와 시트 영역의 온도가 상승합니다.

밸브를 냉각시키기 위해 대부분의 열이 스템을 통해 밸브 가이드 영역으로 전달되고 심지어 밸브 스프링 영역의 오일까지 전달됩니다.

이것이 일부 엔진에 밸브의 열 전달 속도를 향상시키기 위해 나트륨으로 채워진 밸브가 있는 이유입니다.

그러나 밸브 가장자리나 시트 영역은 배기가스로부터 대부분의 열을 얻습니다. 해당 영역을 냉각하기 위해 흡기, 압축 및 전원 사이클 중에 많은 열이 밸브 시트로 전달됩니다.

길들이기 과정에서 납이 함유된 연료를 사용하면 연소 과정에서 발생하는 납 부산물이 분쇄 과정에서 남겨진 작은 골짜기를 채웁니다. 이는 열 전달률을 향상시켜 배기 밸브 가장자리의 온도를 제어하는 ​​데 도움이 됩니다.

납이 없으면 훨씬 더 뜨거운 밸브 표면이 시트에 닿아 시간이 지남에 따라 침식이 발생할 수 있습니다.

경기 침체 과정에 영향을 미치는 많은 요소가 있습니다. 하나는 로드입니다.

그렇기 때문에 1970년대에 무연 연료를 사용해야 했을 때 많은 자동차가 영향을 받지 않았습니다. 순항 시 항공기 엔진보다 훨씬 낮은 부하율로 작동합니다.

게다가 이들 중 대부분은 납 연료를 사용하여 생활을 시작했으며, 납 연료는 1980년대에도 여전히 생산되었습니다.

또 다른 요소는 RPM입니다. RPM 작동 범위가 낮을수록 시트로의 열 전달 속도가 좋아집니다.

그렇기 때문에 1,000~1,200rpm으로 작동하는 농경용 트랙터와 같은 차량은 무연 연료로 전환하는 데 큰 문제가 없었습니다. 또한 모두 수냉식이므로 밸브 시트 영역의 온도를 더 잘 제어할 수 있습니다.

가장 심각한 문제는 가솔린 구동 트럭에 있었습니다. 수냉식임에도 불구하고 더 높은 RPM과 더 높은 부하에서 작동했습니다.

무연 연료로 운항되는 항공기에서 밸브 후퇴가 문제가 될까요?

특히 새 오래된 재고 부품을 사용하여 정밀 검사를 마친 오래된 항공기의 경우 가능성이 있다고 생각합니다.