자동차 부품 - 밸브 가이드 가공

자동차 엔진의 밸브 가이드(밸브 스템 가이드 또는 가이드라고도 함)는 실린더 헤드 어셈블리의 핵심 부품으로, 주로 밸브(흡기/배기 밸브) 스템의 상하 운동을 안내하는 데 사용됩니다. 실린더 헤드의 밸브 구멍에 설치되어 밸브 시트(밸브 시트 링)와 함께 작동하여 엔진의 효율적인 연소 및 밀봉 성능을 보장합니다.
 

구조적 특징

• 기본 형태: 원통형 슬리브 구조로, 외경은 실린더 헤드 구멍과 일치하고 내경은 밸브 스템과 정밀하게 결합됩니다(간격은 일반적으로 0.02-0.05mm). 한쪽 끝에는 설치를 용이하게 하는 가이드 테이퍼가 있고 다른 쪽 끝에는 스톱 구조가 있을 수 있습니다.
• 설치 위치: 실린더 헤드 밸브 구멍에 압입되어 밸브 시트와 동축으로 배치되어 "동축으로 그룹화된 두 개의 구멍"을 형성합니다. 흡기 밸브 가이드는 더 짧고 배기 밸브 가이드는 더 내열성이 있어야 합니다.
• 크기 사양: 일반적인 내경은 5-10mm, 길이는 30-60mm이며 엔진 실린더 직경 및 밸브 유형(예: SOHC 또는 DOHC)에 따라 다릅니다.
• 혁신적인 디자인: 최신 밸브 가이드는 열전도율과 내식성을 향상시키기 위해 다중 재료 복합재(예: 내부 구리 합금, 외부 주철)를 사용하는 경우가 많습니다.

일반적인 재료

• 회주철: 저렴한 비용과 우수한 내마모성으로 중저가 엔진에 적합하지만 열전도율은 일반적입니다.
• 구리 합금: 높은 열전도율(고급 차량에 사용)로 열을 빠르게 발산하여 밸브 스템의 고온 변형을 줄입니다.
• 분말 야금 소결 금속: 높은 강도, 낮은 다공성, 높은 내열성 및 내식성으로 터보차저 엔진에 일반적으로 사용됩니다.
• 기타: 내구성을 향상시키기 위해 전동화 하이브리드 시스템에 사용되는 스테인리스 스틸 또는 세라믹 코팅 변형. 재료 선택은 엔진 작동 온도(흡기 200-300℃, 배기 400-600℃)와 일치해야 합니다.

가공 공정 요약

밸브 가이드 가공은 높은 정밀도(동축도 <0.01mm)를 강조하며 CNC 공작 기계 및 특수 절삭 공구를 일반적으로 사용합니다.

1. 조가공: 얕은 가이드 구멍을 리밍하여 여유를 제거하고(0.3-0.5mm 남김) 초경합금 절삭 공구를 사용합니다.
2. 정밀 가공: 다이아몬드(PCD) 인서트 절삭 공구를 사용하여 내경을 정밀 리밍하고 테이퍼 표면을 카운터싱킹하여 원형도 및 표면 거칠기 Ra 0.4μm를 보장합니다.
3. 복합 가공: 특수 건 리밍 절삭 공구를 사용하여 가이드 구멍과 밸브 시트 테이퍼를 동시에 완성하여 동축도를 높이고 클램핑 오류를 줄입니다.
4. 위치 지정 및 검사: "한 면 두 핀" 또는 평면 + 외경 위치 지정을 사용합니다. 후처리에는 열간 압입 어셈블리 및 동적 균형 테스트가 포함됩니다. 가공의 어려움은 분말 야금 재료의 균열이 쉽다는 점이며 냉각수 및 절삭 매개변수를 최적화해야 합니다. 대량 생산 리드 타임은 약 10-20초/개입니다.