一种气门密封结构的制作方法

文档序号:11586247阅读:373来源:国知局

本实用新型涉及一种气门密封结构,其用于高强化柴油机的气门及座圈配副设计,属于内燃机技术方案技术领域。



背景技术:

近年来,由于发动机技术水平的提高,性能指标不断强化,使气门及气门座圈的工作环境愈来愈严酷,发动机气门和气门座圈处于高应力(发动机最高燃烧压力可达20MPa)、高温度(气门座面达815℃,气门头底平面中心达870℃;气门座圈座面达530℃)和腐蚀(高温燃气侵蚀、硫化、V2O5腐蚀和氧化作用)的工作环境中,其润滑、冷却条件差,尤其在350°左右时磨损更为严重,要求气门必须有一定强度、刚度、耐热和耐磨性能,为提高发动机工作的可靠性和使用寿命,合金铸铁座圈逐渐被耐热合金钢、工具钢或粉末冶金所替代。

发动机升功率提高后原有气门配副势必需要重新选择,在现有技术中可以提高座圈材质(如钴基合金Stellite3或TribaloyT400)来保证配副的可靠性,但是成本往往较高,而且机械加工困难。若考虑成本,则材料的选择面小、还要对气门冷却进行大范围的改进,设计、验证,选择的周期非常长。

随着现有发动机升功率的提升,气门容易出现早磨,在350°时该现象更为严重,虽然可以采用更好的座圈材料,但是成本较高,而且机械加工困难。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服上述不足之处,提供一种气门密封结构,其借用现通用材料,成本较低,便于操作,结构可靠,适用于高升功率的发动机。

按照本实用新型提供的技术方案,一种气门密封结构,包括气门和气门座圈,气门由气门杆部和气门头部组成,气门座圈设置于气门头部上;所述气门和气门座圈接触凡尔面为大角度钝角配合。

所述气门和气门座圈接触凡尔面的角度为115°~125°。

所述气门杆部的材料为4Cr9Si2,气门头部材料为21-4N。

所述气门的盘面直径为39~45mm,表面硬度600HV0.2以上,深层0.01mm以上。

所述气门座圈硬度范围40~50HRC,导热率大于40 W/(m·k)。

本实用新型的有益效果:本实用新型将气门凡尔面夹角改到115°~125°,从而降低其接触面压强;气门杆身与气门头部分别采用两种金属材料,整体软氮化,容易实现,成本可控;座圈材料采用双金属,座面侧为V523,密封侧用新型粉末冶金,工艺易于实现,成本可控,效果好;将三者配副结合能有效提高气门及座圈的可靠性同时成本较低,为高强化柴油机提供了优质性价比的气门配副选择。

附图说明

图1是本实用新型气门结构示意图。

图2是本实用新型气门座圈结构示意图。

图3是本实用新型应用示意图。

附图标记说明:1、气门;1-1、气门杆部;1-2、气门头部;2、气门座圈;2-1、座面侧;2-2、密封侧。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-2所示,包括气门1和气门座圈2,气门1由气门杆部1-1和气门头部1-2组成,气门座圈2设置于气门头部1-2上;所述气门1和气门座圈2接触凡尔面为大角度钝角配合。

所述气门1和气门座圈2接触凡尔面的角度为115°~125°。

所述气门杆部1-1的材料为4Cr9Si2,气门头部1-2材料为21-4N。

所述气门1的盘面直径为39~45mm,表面硬度600HV0.2以上,深层0.01mm以上。所述气门座圈2硬度范围40~50HRC,导热率大于40 W/(m·k)。

将三者(气门、气门座圈及大钝角凡尔面)结合使用,能够在不增加成本的基础上满足高升功率柴油机的设计需要。

气门座圈材料同时集成行业中的硬质粒子型铜溶浸P/M材料工艺,可以提高其的导热性、抗氧化性和强度;气门采用较大锥角可提高气门头部边缘的刚度,保证气门锥面与底座良好的自动对中作用和密封面的较大比压,利于辗压积炭。

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