والمحمل الكهربائي هو عنصر رئيسي في المحرك، وأدائه وأعماره لهما تأثير حاسم على أداء المحرك وموثوقيته عموما. ومن أجل تحسين أداء المحامل وإطالة عمره التشغيلي، كثيرا ما يتطلب الأمر المعالجة الحرارية للمحمل. وستقارن هذه الورقة وتحلل عدة طرق شائعة للتسخين لمحمل المحرك من أجل اختيار طرق مناسبة للتسخين في التطبيق العملي.
المعالجة الحرارية التقليدية هي طريقة تقليدية للحرارة من المحامل، تشمل ثلاث خطوات للتسخين والحرارة والتبريد. ومن خلال التحكم في سرعة التسخين والتبريد ووقت الحفاظ على درجة الحرارة، يمكن تشكيل طبقة من التصلب على سطح المحاور لزيادة صلابتها وصبرها. وتكمن مزايا العمليات الحرارية التقليدية في بساطة العملية وانخفاض تكلفتها، غير أن عيوبها واضحة أيضا، مثل التصلب السطحي والتعرض للتشوه والتشقق.
والتبريد السريع هو طريقة حرارية للتبريد السريع بتسخين المحمل إلى درجة حرارة أعلى للتبريد السريع، مما يؤدي إلى تبريد سريع في شكل طبقة من أنسجة مارتنيل ذات طبقة عالية من صلابة. وميزة إخماد المباشر هي أنه يمكن الحصول على درجة عالية من الاختناق والصبر، ولكن عيوبه تكمن في أنه يمكن أن يولد ضغط داخلي أثناء عملية إخماد، مما يؤدي إلى التشوه والتمزق.
إن دورة الاهتزازات هي عملية حرارية تستخدم الاهتزاز وإعادة التدوير، ويمكن أن تشكل طبقة متجانسة من جزيئات الكربونات على سطح المحاور، مما يزيد من صلابة السطح وقدرته على الصمود. وميزة الارتطام الاهتزازية هي أنها تقلل من الأكسدة وإزالة الكربون على سطح المحاور، وتقلل من الإجهاد الداخلي، وتقلل من احتمالات التشوه والتشقق. غير أن عيوبها تكمن في تعقيد المعدات وارتفاع تكلفتها.
المعالجة الحرارية الفراغية هي عملية حرارية تجري في بيئة فراغية تقلل من الأكسدة وإزالة الكربون من أسطح المحاور وتزيد من صلابة الأسطح وقدرتها على التحمل. وتكمن مزايا المعالجة الحرارية الفراغية في إمكانية الحصول على طبقات تصلبة عالية الجودة تقلل من احتمالات التشوه والتشقق، ولكن عيوبها تكمن في ارتفاع تكاليف المعدات وارتفاع تكلفتها.
التحكم في درجة الحرارة هو طريقة حرارية تتحكم بدقة في درجة الحرارة أثناء عمليات التدفئة والتبريد، ويمكن أن تقلل من التشوه والتشقق في المحامل أثناء المعالجة الحرارية. وتكمن مزايا ضبط درجة الحرارة في إمكانية الحصول على طبقات تصلبة عالية الجودة تقلل من توليد الإجهاد الداخلي، ولكن عيوبها تكمن في تعقيد العملية وارتفاع تكاليفها.
عمليات المعالجة الحرارية التقليدية بسيطة ورخيصة ولكنها تصلب سطحية، وهي عرضة للتشوه والتشقق ؛ يمكن أن يؤدي تبريد المباشر إلى درجة عالية من الاختناق والصبر، ولكنه يمكن أن يولد الإجهاد الداخلي الذي يؤدي إلى التشوه والتمزق ؛ ويمكن أن تقلل صدمات الاهتزازات من الأكسدة وإزالة الكربون على سطح المحاور، وأن تحد من الإجهاد الداخلي، وأن تقلل من احتمالات التشوه والتشقق، ولكن المعدات المعدات معقدة ومرتفعة التكلفة ؛ توفر المعالجة الحرارية الفراغية طبقات تصلب عالية الجودة تقلل من احتمال التشوه والتشويه، ولكن المعدات باهظة التكلفة ؛ وتوفر التحكم في درجة الحرارة طبقة تصلب عالية الجودة تقلل من توليد الإجهاد الداخلي، إلا أن العملية معقدة ومكلفة.
وخلاصة القول إن هناك مزايا وعيوب لمختلف طرق المعالجة الحرارية لمحولات المحركات، وينبغي اختيار طرق المعالجة الحرارية المناسبة على ضوء السيناريوهات والمتطلبات الفعلية. وعند اختيار طرق المعالجة الحرارية، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار عوامل مثل مواد المحور وهيكله وشروط استخدامه وتكاليفه، من أجل تحقيق الفعالية المثلى في المعالجة. ومع تطور التكنولوجيا، يعتقد أن المزيد من العمليات الحرارية المتطورة ستظهر، مما سيعطي زخما جديدا لتطوير محامل المحركات.
