Inlaat- en uitlaatkleppen zijn tegenwoordig verkrijgbaar in vele vormen, maten en materialen. In dit artikel gaan we wat dieper in op de verschillende materialen.
STELLITE
Stellite is een harde coating die wordt gebruikt op de klepsteeltips. Stellite is een niet-magenetische chroom-kobalt legering. In sommige gevallen wordt er ook Tungsten in verwerkt. Stellite is zeer temperatuur bestendig. Stellite wordt vaak gebruikt in combinatie met Stalen- en/of Roestvaststalen kleppen.
SODIUM GEVULD
Dit type klep heeft een holle klepsteel die is gevuld met Sodium. Het gevolg is een gewichtsreductie en een beter vermogen om hitte te geleiden. Er wordt gezegd dat dit soort kleppen extra slijtage aan de klepgeleiders geeft maar hierover zijn de meningen verdeeld.
De holle klepsteel is voor ca 60% gevuld met een metallisch sodium mengsel dat smelt bij een temperatuur van ongeveer 206F (97C). De inertia verplaatst dit mengsel bij een gesloten klep naar de klepzetel, en bij een geopende klep naar de klepsteel en geleid de warmte afwisselend naar de klepgeleider en de klepzetel.
HOLLE KLEPSTELEN
De reden om kleppen met een holle klepsteel te gebruiken is hoofdzakelijk als gewichtsbesparing (ca 10%)
ROESTVASTSTAAL
Roestvaststaal is er in vele legeringen. Het meest gebruikte materiaal is EV8. De kleppen zijn gemaakt uit een stuk. Alhoewel EV8 gebruikt kan worden voor zowel in- en uitlaatkleppen worden de uitlaatkleppen vaak gemaakt van een meer hittebestendig materiaal (bv XH-428).
Deze kleppen hebben bijna altijd een stellite tip omdat roestvaststaal niet gehard kan worden. Als een roestvaststalen klep geen stellite tip heeft dan is het gebruik van geharde lashcaps zeer aan te bevelen.
TITANIUM
Titanium heeft verreweg het hoogste gewicht/sterkte ratio dan elk ander bekend metaal. Als puur materiaal is titanium bij een gelijke sterkte ongeveer 45% lichter. Het titanium dat gebruikt wordt voor kleppen is vaak een legering met andere materialen zoals koper en molybdeen. Dit soort kleppen kunnen uit een of twee stukken bestaan.
Het proces dat gebruikt wordt om de twee delen aan elkaar te "lassen" is zo effectief dat het een betere en sterkere verbinding geeft dan een klep die uit een stuk is gemaakt.
De klep wordt na dit proces verder bewerkt zodat er een "inlay" coating geplaatst kan worden. Hierna volgt nog een plasma coating voordat de klep kan worden geslepen en gepolijst.
De klepsteel (valve-tip) wordt voorzien van een coating (Keramisch, Diamond, PlasmaVaporDeposition, CrN-Chrome Nitride, ChemicalVaporDeposition of DiamondLikeCarbon) zodat lashcaps gebruikt kunnen worden.
Holle titanium kleppen leveren een gewichtsbesparing van 10% bij een holle klepsteel, en nog eens 6-8 gram bij een holle klepzetel. Hierbij kan het nodig zijn om de klep te verstevigen al naar gelang de grootte van de klep.
Voorzorgsmaatregelen
- Raak de klep niet met blote handen aan. Vingerafdrukken (zuren) kunnen de coating aantasten. Gebruik handschoenen of wrijf de klep in met olie.
- Gebruik NOOIT een klepslijppasta als de klep is gecoat (PVD)
- Vervang de klepzetels bij elke rebuild. Het contactvlak moet tenminste 1mm zijn.
- Gebruik voor de klepzetels een zacht materiaal zoals (nikkel)brons, Ampco45 of nodulair gietijzer met een hardheid van ten hoogste RC32
- Ampco45 heeft een kopergehalte van ongeveer 80% die de zetel zeer goede thermische eigenschappen geeft, en een nikkelgehalte van 5% dat juist genboeg hardheid geeft. het overige aluminum bestanddeel geeft de zetel een perfecte "zachtheid" voor gebruik in combinatie met titanium kleppen.
- Gebruik altijd lashcaps als de klepsteel niet is voorzien van een stelite tip
- Alleen als de klep is gecoat met Chrome-nitride dan kunnen gietijzeren en beryllium-koper klepzetels gebruikt worden
Titanium kleppen zijn erg licht en worden gebruikt wanneer het gewicht een grote invloed heeft op de motorprestatie bij hoge toerentallen. Vanwege het lage gewicht kunnen dit soort kleppen ook goed gebruikt worden in combinatie met nokkenassen met agressieve profielen. Bovendien kunnen er klepveren gebruikt worden met lagere waarden. Een bijkomend voordeel is dat de lagere klepveerdruk ook minder slijtage op de nokkenas geeft.
Titanium kleppen zijn minder geschikt voor applicaties met hoge temperaturen zoals Turbo's, Superchargers en Nitrous.
NIMONIC 90
Nimonic is een nikkel-chroom-kobalt-legering en wordt gebruikt als basis materiaal voor high performance kleppen en is bestand tegen eer hoge temperaturen (2000F - 1100C). Dit soort kleppen wordt gebruikt in high-boost turbo motoren.
INCONEL
Inconel is geen materiaal maar een trademark voor een bepaald soort nikkel-legering. Inconel legeringen zijn zeer goed bestand tegen corrosie en oxidatie en worden hoofdzakelijk gebruikt bij hoge temperaturen. Inconel is zeer vormvast, licht van gewicht en thermisch stabiel.
Een Inconel legering kan bestaan uit: Carbon, Mangaan, Silicium, Forfor, Zwavel, Nikkel, Kobalt, Chroom, Ijzer, Aluminium, Molybdeen, Titanium, Boron en Koper waarbij Nikkel en Chroom het grootste aandeel hebben. inconel kleppen worden gebruikt in combinatie met Turbo's, Superchargers en Nitrous.