專利名稱：一種重型柴油機(jī)氣門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛與工程機(jī)械重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫、耐疲勞、抗斷裂的重型柴油機(jī)氣門，此耐高溫、耐疲勞、抗斷裂的重型柴油機(jī)氣門大大提高氣門的疲勞強(qiáng)度及使用壽命，效果十分顯著，應(yīng)用前景非常廣泛。
技術(shù)背景通常，中、輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的頸部與桿部連接設(shè)計(jì)是采用桿部與頸部圓弧直接連接，當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為中壓比，同缸徑與沖程時(shí)功率為300KW以下，中等增壓時(shí)，氣門結(jié)構(gòu)采用桿部與頸部圓弧直接連接是合適的。重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，可燃混合氣體在汽缸套、汽缸蓋、活塞和氣門等組成的封閉空間燃燒。這些零件在高溫、高壓的燃?xì)飧g的環(huán)境中工作，工況十分惡劣，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹和壓縮循環(huán)中，擔(dān)負(fù)著進(jìn)、排氣功能的氣門，工況極其苛刻。它不但承受高速頻繁的沖擊、交變的拉壓和熱應(yīng)力的作用，還承受高溫腐蝕和高速燃?xì)獾臎_刷作用，加之冷卻條件不良和氣門材料導(dǎo)熱系數(shù)較小，于是積存在氣門上的熱量難以傳導(dǎo)出去，致使氣門溫度升高。一般進(jìn)氣門工作溫度在200°C _450°C，排氣門工作溫度在600°C -800°C，有時(shí)甚至高達(dá)850°C -900°C。在重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為高壓比，同缸徑與沖程時(shí)功率為 400KW以上，采用中冷高增壓時(shí)，氣門結(jié)構(gòu)仍采用桿部與頸部圓弧直接連接，則非常危險(xiǎn)。因此，通常設(shè)計(jì)的氣門在運(yùn)行期間經(jīng)常出現(xiàn)下列損壞情況頸部折斷掉塊、盤部開裂掉頭、頭部翹曲變形、盤錐面產(chǎn)生溝槽、點(diǎn)蝕，和磨損下陷等，導(dǎo)致氣門早期失效，甚至產(chǎn)生惡性機(jī)械事故。通過(guò)近十年的跟蹤、失效分析、數(shù)據(jù)積累后，申請(qǐng)人判斷導(dǎo)致氣門早期失效，甚至產(chǎn)生惡性機(jī)械事故的大多數(shù)故障是頸部折斷掉塊、盤部開裂掉頭、頭部翹曲變形三類，而這三類故障都與氣門頸部強(qiáng)度密切相關(guān)，初步分析主要原因是頸部圓弧與桿部連接處的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠造成的。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步驗(yàn)證，申請(qǐng)人從某氣門公司2006 2008年度用戶反饋氣門質(zhì)量故障情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表中，頸部圓弧處與桿部連接處斷裂故障為68%，是氣門質(zhì)量故障的主要原因。進(jìn)一步分析其具體原因，在剔除了用戶使用不當(dāng)和氣門以外的其它零部件外，主要是由氣門本身設(shè)計(jì)時(shí)桿部與頸部圓弧連接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠造成的
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有用于重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門所存在的問(wèn)題，根據(jù)所發(fā)生的質(zhì)量事故進(jìn)行了認(rèn)真研究和分析，查閱和收集了多種重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的頭部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比設(shè)計(jì)，并根據(jù)工程力學(xué)原理并結(jié)合氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)中的工作及受力情況進(jìn)行分析后，提出一種重型柴油機(jī)氣門。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種重型柴油機(jī)氣門，包括氣門桿部、氣門盤部以及用以連接氣門桿部和氣門盤部的氣門頸部，其特征在于，所述氣門桿部與氣門頸部的圓弧之間采用一與氣門軸線之間夾角為1.5° -6°的斜段聯(lián)接過(guò)渡。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣門頸部的圓弧半徑為10_15mm。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣門桿部與氣門頸部的圓弧之間采用一與氣門軸線之間夾角為3°的斜段聯(lián)接過(guò)渡。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣門頸部的圓弧半徑為12mm。本實(shí)用新型將原氣門桿部與氣門頸部的圓弧直接聯(lián)接過(guò)渡改為氣門桿部與氣門頸部的圓弧之間一與氣門軸線之間夾角為1.5° -6°的斜段聯(lián)接過(guò)渡，相當(dāng)于在氣門桿部與氣門頸部之間增加了一個(gè)加強(qiáng)筋，大大提高了抗折斷強(qiáng)度，也大大降低了頸部折斷掉塊的可能性。本實(shí)用新型還將原氣門頸部的圓弧半徑由9mm改為10_15mm，增加了氣門盤部的實(shí)體體積，提高了氣門盤部的整體強(qiáng)度，大大降低了盤部開裂掉頭、頭部翹曲變形的可能性。本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)氣門桿部與氣門頸部的圓弧連接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得頸部折斷掉塊、盤部開裂掉頭、頭部翹曲變形三類故障明顯下降，已由原來(lái)排位第一的故障下降至排位第三，故障率已由68%下降至16%。本實(shí)用新型提高氣門的耐高溫、耐疲勞、抗折斷的功能，提高氣門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度， 從而延長(zhǎng)了氣門的使用壽命。

圖1為通常大多數(shù)中、輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參見圖1，通常大多數(shù)中、輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門包括氣門桿部1、氣門盤部2以及用以連接氣門桿部1和氣門盤部2的氣門頸部3，氣門頸部3的圓弧半徑為9mm。其不適合用作重型柴油機(jī)氣門。參見圖2，圖中所示的重型柴油機(jī)氣門，包括氣門桿部10、氣門盤部20以及用以連接氣門桿部10和氣門盤部20的氣門頸部30，氣門桿部10與氣門頸部30的圓弧之間采用一與氣門軸線40之間夾角為1.5° -6°的斜段50聯(lián)接過(guò)渡。優(yōu)選為氣門桿部10與氣門頸部30的圓弧之間采用一與氣門軸線40之間夾角為3°的斜段50聯(lián)接過(guò)渡。氣門頸部 30的圓弧半徑為10-15mm。優(yōu)選為12mm。本具體實(shí)施方式
公開的重型柴油機(jī)氣門是一種耐高溫、耐疲勞、抗斷裂重型柴油機(jī)新型氣門，其可以通過(guò)以下工藝制成下料一電鐓毛坯一熱處理一機(jī)械粗加工一機(jī)械精加工一成品檢驗(yàn)。氣門頸部30的加工設(shè)備為數(shù)控車床。其他工藝裝備為(1)、數(shù)控車床 CK786,功率 6KW，轉(zhuǎn)速 2000rpm-3000rpm ； O)、機(jī)夾刀片 TN MG160408N-MU-EH10Z ； (3)、夾具三爪液壓卡盤，專用內(nèi)頂尖。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種重型柴油機(jī)氣門，包括氣門桿部、氣門盤部以及用以連接氣門桿部和氣門盤部的氣門頸部，其特征在于，所述氣門桿部與氣門頸部的圓弧之間采用一與氣門軸線之間夾角為1.5° -6°的斜段聯(lián)接過(guò)渡。
2.如權(quán)利要求1所述的重型柴油機(jī)氣門，其特征在于，所述氣門頸部的圓弧半徑為 10_15mmo
3.如權(quán)利要求1或2所述的重型柴油機(jī)氣門，其特征在于，所述氣門桿部與氣門頸部的圓弧之間采用一與氣門軸線之間夾角為3°的斜段聯(lián)接過(guò)渡。
4.如權(quán)利要求2所述的重型柴油機(jī)氣門，其特征在于，所述氣門頸部的圓弧半徑為 12mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種重型柴油機(jī)氣門，包括氣門桿部、氣門盤部以及用以連接氣門桿部和氣門盤部的氣門頸部，其氣門桿部與氣門頸部的圓弧之間采用一與氣門軸線之間夾角為1.5°-6°的斜段聯(lián)接過(guò)渡。氣門頸部的圓弧半徑為10-15mm。本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)氣門桿部與氣門頸部的圓弧連接處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得頸部折斷掉塊、盤部開裂掉頭、頭部翹曲變形三類故障明顯下降，已由原來(lái)排位第一的故障下降至排位第三，故障率已由68％下降至16％。
文檔編號(hào)F01L3/20GK202325730SQ201120482559
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者佘友芳, 劉立明, 張德江, 徐連和, 梁升, 陳文 申請(qǐng)人:湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司