[發(fā)明專利]一種防止氣門座圈脫落的氣缸蓋

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410347264.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN104165073A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉云霞;商海昆;何劍豐;許明勝;趙祎;馬曉峰;胡春萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F01L3/02
• 分類號(hào): F01L3/02;F02F1/24;C22C19/07;C22F1/10
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 郝家寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)配件領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的氣門座圈。

背景技術(shù)

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)包括氣缸機(jī)體、氣缸蓋和活塞等部件，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣出氣通道設(shè)置在氣缸蓋上，排氣通道的內(nèi)端為燃燒室。燃燒后的氣體通過(guò)排氣門的開啟排出，排氣門是由氣門盤部和氣門閥桿構(gòu)成，氣門盤部鑲嵌有氣門座圈。在需要關(guān)閉氣門時(shí)，氣門座圈需能夠與氣門閥桿緊密接觸，才將氣門密閉。氣門座圈是影響柴油機(jī)可靠性的關(guān)鍵件之一，它是為彌補(bǔ)缸蓋耐磨性和耐熱性不足，以滿足質(zhì)量要求而配置的與氣門一起構(gòu)成燃料室的門戶。原氣門座圈鐵基合金氣門座圈材料為普通柴油機(jī)廣泛采用的氣門座圈材料，價(jià)格便宜，但高溫特性較差，主要用于強(qiáng)化程度不高的鑄鐵缸蓋柴油機(jī)的排氣門座圈。曾用的高鉻氣門座圈材料為德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于河柴的大馬力船機(jī)、濰柴排溫高的柴油機(jī)，國(guó)內(nèi)廣泛將高鉻合金用于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門座圈。

氣門座圈安裝在氣缸蓋上，現(xiàn)今的氣缸蓋結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，氣缸蓋內(nèi)部還布置有水道和氣道，而安裝氣門座圈的位置卻不能改動(dòng)。由于現(xiàn)在的柴油機(jī)功率強(qiáng)化、爆發(fā)壓力增加，熱負(fù)荷增大，而氣門在承受高溫高壓的同時(shí)，還需要做高頻率的開啟和關(guān)閉動(dòng)作，因此致使氣門座圈頻繁出現(xiàn)脫落故障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種使用壽命長(zhǎng)的氣缸蓋，它能夠解決由于柴油機(jī)功率強(qiáng)化、爆發(fā)壓力增加、熱負(fù)荷增大產(chǎn)生的氣門座圈松動(dòng)故障，防止氣門座圈脫落。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種防止氣門座圈脫離的氣缸蓋，包括氣缸蓋和鑲嵌在氣缸蓋氣門處的氣門座圈，所述氣門座圈所用材料的化學(xué)成分及各成分的重量百分含量為：Cr:7.9~9.0%，Mo:26.0~30.0%，Si:2.0~3.0%，C:≤0.12%，F(xiàn)e:≤3.0%，Ni:≤3.0%，余量為Co和不可避免的雜質(zhì)；所述氣缸蓋材質(zhì)為鑄鐵。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述該氣門座圈采用真空爐熔煉、澆鑄而成；氣門座圈經(jīng)過(guò)退火處理后的基體組織為奧氏體基體加共晶碳化物，硬度為50～58HRC；所述氣缸蓋材質(zhì)為鑄鐵HT250；通過(guò)控制澆注溫度、開箱時(shí)間，退火處理后基體組織為珠光體組織，珠光體數(shù)量≥98%，石墨片狀分布，石墨長(zhǎng)度3～6級(jí)，抗拉強(qiáng)度280MPa～320Mpa。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述氣門座圈與氣缸蓋配裝時(shí)的過(guò)盈量為0.081mm~0.113mm。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：氣門座圈與氣缸蓋配裝的方法是：將氣門座圈在液氮中冷卻到-170℃～-195℃后，壓入氣缸蓋，氣門座圈壓入缸蓋后靜止放置24h，然后再精锪氣門座圈錐面。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：

本發(fā)明通過(guò)使用含有大量Cr、Mo、Co合金粒子的鈷基高溫合金材料制作氣門座圈，改善了氣門座圈與氣缸蓋配合時(shí)的高溫抗壓特性，改善了屈服極限和斷裂極限，提高了氣門座圈的強(qiáng)度，減少了氣門座圈的變形量，解決了由于柴油機(jī)功率強(qiáng)化、爆發(fā)壓力增加、熱負(fù)荷增大產(chǎn)生的氣門座圈松動(dòng)故障，防止氣門座圈脫落。增強(qiáng)了氣門座圈與氣門閥桿配合的耐磨性和熱穩(wěn)定性。

本發(fā)明的氣門座圈的材質(zhì)是一種鈷基高溫合金，是以鈷作為主要成分，含有相當(dāng)數(shù)量的鉬、鉻和少量的鎳、硅、碳、鐵等合金元素。此合金具有耐各種類型磨損和腐蝕以及高溫氧化的性能，在高于700℃時(shí)具有較高的強(qiáng)度、良好的抗熱疲勞、抗熱腐蝕和耐磨蝕性能。本發(fā)明的氣門座圈的材質(zhì)可以有效抑制金屬間的初期磨損，保證了合金材料的強(qiáng)度、耐磨性、熱穩(wěn)定性、抗腐蝕性和韌性。

氣門座圈的基體組織為奧氏體基體加共晶碳化物，硬度為50～58HRC，能夠與氣缸蓋的HT250材質(zhì)形成良好的高溫配合，兩者的過(guò)盈量為0.081mm~0.113mm，即可以防止氣門座圈在常溫、低溫或者高溫時(shí)的松動(dòng)，也可以減少氣門座圈的變形，保證氣門座圈的密封性。氣門座圈與氣缸蓋的座圈孔壓裝時(shí)，可以通過(guò)增加過(guò)盈量而防止松脫。

氣門座圈與氣缸蓋低溫配裝完成后靜止放置24h，能夠使氣門座圈與氣缸蓋在恢復(fù)常溫后，其結(jié)合力度達(dá)到最大值，此時(shí)再精锪氣門座圈錐面，就不會(huì)對(duì)兩者的結(jié)合強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的氣缸蓋的局部結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、氣缸蓋，2、機(jī)體，3、氣門座圈，4、氣門閥桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：