CN206386162U - 一种气门密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种气门密封结构，属于内燃机技术方案技术领域。其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。其中气门座圈材料采用双金属材料，密封侧部分在V523的基础上增加Cu、Mo、Co的含量并改进制造工艺提高气门座圈的耐磨性、导热性和抗氧化性，同时提升硬度；气门头部为高强度的耐温材料21‑4N并整体软氮化，提高表面硬度，配合气门座圈，杆部采用4Cr9Si2；相对应的气门及气门座圈凡尔面采用大角度钝角，减小凡尔面的单位压强。本实用新型将三者配合使用，从而在成本受控的基础上提高气门气门座圈配副的可靠性和实用性，并且可以解决350°左右易磨损温度区间的气门早磨问题。
Description
技术领域
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。
发明内容
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。
Claims (5)
1.一种气门密封结构，其特征是：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。
2.如权利要求1所述气门密封结构，其特征是：所述气门（1）和气门座圈（2）接触凡尔面的角度为115°~125°。
3.如权利要求1所述气门密封结构，其特征是：所述气门杆部（1-1）的材料为4Cr9Si2，气门头部（1-2）材料为21-4N。
4.如权利要求1所述气门密封结构，其特征是：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。
5.如权利要求1所述气门密封结构，其特征是：所述气门座圈（2）硬度范围40~50HRC，导热率大于40 W/（m·k）。
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| CN106545375A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-03-29 | 江苏四达动力机械集团有限公司 | 一种气门密封结构及其密封工艺 |
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2016
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