RU173180U1 - Клапан газораспределительного механизма - Google Patents
Клапан газораспределительного механизма Download PDFInfo
- Publication number
- RU173180U1 RU173180U1 RU2016148359U RU2016148359U RU173180U1 RU 173180 U1 RU173180 U1 RU 173180U1 RU 2016148359 U RU2016148359 U RU 2016148359U RU 2016148359 U RU2016148359 U RU 2016148359U RU 173180 U1 RU173180 U1 RU 173180U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- working surface
- plate
- gas distribution
- distribution mechanism
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
- F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к клапанам газораспределительного механизма и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Клапан обеспечивает повышение износостойкости за счет повышения твердости и прочности материала рабочей поверхности клапана, что позволяет решить задачу расширения арсенала технических средств, а именно создание клапана газораспределительного механизма, обладающего аналогичной износостойкостью с применением современных материалов. Сущность изобретения состоит в том, что на рабочую поверхность тарелки, имеющей выпуклую дугообразную рабочую поверхность, предназначенную для взаимодействия с седлом, нанесен слой силицированного графита трехфазной структуры при следующем соотношении компонентов мас. %: свободный кремний (Si) от 5,0 до 15,0; свободный углерод (С) от 5,0 до 50,0; вторичный карбид кремния (SiC) - остальное. 1 ил., 1 табл.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к клапанам газораспределительного механизма (ГРМ) и может быть использована в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС).
Клапаны, перекрывающие впускные и выпускные отверстия цилиндров двигателя, имеют ограниченные размеры и работают в тяжелых условиях, характеризующихся большими динамическими нагрузками, высокими скоростями перемещения в направляющих втулках при ограниченной смазке, сложностью теплоотвода и неравномерностью нагрева отдельных участков выпускных клапанов потоком отработавших газов, содержащих сернистые и другие агрессивные компоненты и обладающими повышенной коррозионной агрессивностью. Различают клапаны с плоской, выпуклой и тюльпанообразной головками. Во время работы впускные клапаны нагреваются до 300-400°С, выпускные до 700-900°С. Указанные интервалы температур достаточны для того, чтобы заметно снизить (особенно для выпускных клапанов) прочность материала. Механическое воздействие расклепывает рабочую поверхность головки клапана, в результате увеличивается ее размер. Пары воды, остаточный кислород, оксиды углерода и серы, образующиеся в результате горения, вызывают коррозию материала клапана. Указанные процессы способствуют короблению или обгоранию кромок головки клапана, что приводит к нарушению герметичности. Поэтому головки клапанов изготовляют из кремнехромистых, кремнехромоникелевых и других высоколегированных жаростойких и коррозионностойких сталей, при этом последующей деформационной и термической обработкой создаются различные микроструктуры металла, обеспечивающие головке высокую твердость, сопротивление ползучести и термостойкость, а стержни изготавливают из хромистой или хромоникелевой сталей, обладающих хорошей износостойкостью.
Для расширения защитных свойств клапана применяется нанесение на клапан материала, обеспечивающего повышенную стойкость по отношению к агрессивной среде, термостойкость и прочность клапана, например сплавы типа стеллита с кобальтовой основой и содержанием хрома и вольфрама, что позволяет сохранять удовлетворительную герметичность.
Известен клапан газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, выполненный в виде стержня с головкой в виде тарелки с расположенным на уплотнительной фаске тарелки рабочим кольцеобразным элементом в качестве опорной поверхности (авторское свидетельство СССР №363254, 1973 г.). В известном техническом решении рабочий элемент выполнен в виде кольца из сплава или металла с антикоррозионными и противоударными свойствами, форма контактной поверхности которого представляет собой конус, цилиндр или ступенчатую поверхность, при этом кольцо закреплено на тарелке методом электронно-лучевой сварки.
Недостатком известного технического решения является низкая долговечность, которая вызвана использованием для изготовления клапана и кольца металлов с различными механическими и теплофизическими свойствами, что приводит к дополнительным термическим напряжениям и появлению микротрещин, приводящих к последующему разрушению клапана.
Известен клапан газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, выполненный в виде стержня с головкой в виде тарелки, на рабочей поверхности которой нанесено защитное покрытие, выполненное из материала, отличного от материала клапана, например нитрида титана (http://enginepower.pro/blogi/69-klapan-dvs.html, обнаружено в Интернет 26.09.2016 г.).
Применение в известном техническом решении покрытия повышает способность клапана противостоять окислению и износу, однако определяет необходимость выполнения клапана из более подходящих по термостойкости и прочности материалов, поскольку из-за разницы коэффициентов термического расширения материала клапана и покрытия возможна недостаточная адгезия. При этом не допускается наличие острых краев и тонких кромок на тарелке, поскольку эти места в процессе работы значительно перегреваются, повышается вероятность детонации, что приводит к прогару и разрушению клапана.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является известный клапан газораспределительного механизма, выполненный в виде стержня с тарелкой, имеющей выпуклую дугообразную рабочую поверхность, предназначенную для взаимодействия с седлом (патент RU №2169303, 2001 г.). Взаимодействие происходит по окружности, представляющей собой геометрическое место точек касания ответных поверхностей, что обеспечивает более плотное прижатие клапана к седлу. Кроме того, при таком выполнении улучшается обтекаемость клапана со стороны цилиндра, увеличивается прочность и жесткость конструкции, что в результате позволяет повысить надежность герметизации.
Повышение способности клапана противостоять окислению и износу обеспечивается нанесением защитного покрытия, которое следует нанести на рабочую поверхность. Целесообразность нанесения покрытия обусловлена также недостаточной твердостью материала тарелки клапана.
Техническая проблема, решаемая созданием заявляемой полезной модели заключается в расширении арсенала технических средств, а именно создание клапана газораспределительного механизма, обладающего аналогичной износостойкостью с применением современных материалов для нанесения покрытия.
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемой полезной моделью заключается в реализации ее назначения, т.е. создании клапана газораспределительного механизма ДВС.
Указанный технический результат достигается тем, что клапан газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде стержня с тарелкой, имеющей выпуклую дугообразную рабочую поверхность, предназначенную для взаимодействия с седлом. Согласно полезной модели на рабочую поверхность тарелки нанесен слой силицированного графита трехфазной структуры при следующем соотношении компонентов, мас. %:
свободный кремний (Si) | 5,0-15,0 |
свободный углерод (С) | 5,0-50,0 |
вторичный карбид кремния (SiC) | остальное |
Совокупность существенных признаков достаточна для решения
указанной технической проблемы, поскольку нанесение на рабочую поверхность головки клапана слоя силицированного графита трехфазной структуры при заданном соотношении градиентов обеспечивает реализацию назначения предлагаемой полезной модели.
Предложенное техническое решение поясняется следующим описанием со ссылкой на чертеж, представленный на фигуре, где изображена схема клапанного узла.
Клапан газораспределительного механизма поршневого двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде стержня 1 с тарелкой 2, рабочая поверхность которой имеет дугообразный профиль, взаимодействующий с в процессе работы с ответной рабочей поверхностью седла 3. На рабочей поверхности тарелки 2 нанесен слой 4 силицированного графита трехфазной структуры при следующем соотношении компонентов, мас. %:
свободный кремний (Si) | 5,0-15,0 |
свободный углерод (С) | 5,0-50,0 |
вторичный карбид кремния (SiC) | остальное |
Клапан работает следующим образом. В закрытом положении клапан
садится на седло 3. При этом вследствие дугообразности профиля рабочей поверхности тарелки 2 взаимодействие происходит по окружности, представляющей собой геометрическое место точек касания ответных поверхностей, что обеспечивает более плотное прижатие клапана к седлу и соответственно более герметичное и надежное перекрытие проходного отверстия в седле 3. Предложенное соотношение компонентов в слое 4 покрытия позволяет оптимизировать прочностные и теплофизические параметры и, как следствие, высокотемпературную износостойкость клапана.
Известно, что силицированный графит является конструкционным материалом, обладающим тепловой и эрозионной стойкостью, ударной прочностью, стойкостью против теплового удара и против разрушающего воздействия агрессивных жидкостей и газов. Основным преимуществом силицированного графита (графитокарбидокремниевой композиции) трехфазной структуры является его высокая износостойкость по сравнению с другими металлическими и неметаллическими материалами. Для оценки свойств клапана с нанесенным на рабочую поверхность головки слоем силицированного графита трехфазной структуры при заданном соотношении градиентов были проведены сравнительные испытания, результаты которых представлены в таблице.
Влияние высоких температур на плотность прилегания тарелки 2 к седлу 3 значительно меньше ввиду низкого коэффициента термического расширения и высокой теплопроводности материала слоя 4 покрытия, а значительное повышение эрозионно-коррозионной стойкости связано с высокой твердостью материала покрытия. Наличие в составе материала свободного углерода и кремния, имеющих более низкую твердость (30-32 ГПа) исключает необходимость в притирке седла 3 и тарелки 2 клапана как в начальный момент, так и в процессе эксплуатации.
Сравнительный анализ данных, приведенных в таблице, позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение обеспечивает достаточную термостойкость, высокую теплопроводность, обеспечивающую быструю релаксацию и снижение температуры в зоне контакта седло-тарелка клапана, достаточную твердость при температурах свыше 1000°С. При этом низкий коэффициент термического расширения обеспечивает стабильность зазора в паре седло-тарелка клапана, что значительно снижает вероятность деформации седла и последующего его прогорания.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет решить поставленную проблему расширения арсенала технических средств, а именно клапана газораспределительного механизма, обладающего аналогичной износостойкостью с применением современных материалов для нанесения покрытия, обеспечив реализацию назначения предлагаемой полезной модели, т.е. создание клапана газораспределительного механизма ДВС повышенной износостойкости.
Claims (2)
- Клапан газораспределительного механизма, выполненный в виде стержня с тарелкой, имеющей выпуклую дугообразную рабочую поверхность, предназначенную для взаимодействия с седлом, отличающийся тем, что на рабочую поверхность тарелки нанесен слой силицированного графита трехфазной структуры при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
свободный кремний (Si) 5,0-15,0 свободный углерод (С) 5,0-50,0 вторичный карбид кремния (SiC) остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016148359U RU173180U1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Клапан газораспределительного механизма |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016148359U RU173180U1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Клапан газораспределительного механизма |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU173180U1 true RU173180U1 (ru) | 2017-08-15 |
Family
ID=59633453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016148359U RU173180U1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Клапан газораспределительного механизма |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU173180U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213577U1 (ru) * | 2022-08-02 | 2022-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" | Клапан для технологической промывки скважин |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU363254A1 (ru) * | Иностранна фирма Сосьете Этюд машин Термин Франци | |||
US5406917A (en) * | 1992-04-13 | 1995-04-18 | Ford Motor Company | Oil-starved valve assembly |
RU2169303C2 (ru) * | 1999-09-07 | 2001-06-20 | Пятигорская государственная фармацевтическая академия | Клапан |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU17922A1 (ru) * | 1929-07-31 | 1930-09-30 | Ф.К. Фролов | Маслоуловитель дл смазки поршневых головок шатуна в горизонтальных двигател х внутреннего горени |
-
2016
- 2016-12-09 RU RU2016148359U patent/RU173180U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU363254A1 (ru) * | Иностранна фирма Сосьете Этюд машин Термин Франци | |||
US5406917A (en) * | 1992-04-13 | 1995-04-18 | Ford Motor Company | Oil-starved valve assembly |
RU2169303C2 (ru) * | 1999-09-07 | 2001-06-20 | Пятигорская государственная фармацевтическая академия | Клапан |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
A1. * |
A3. * |
A3. US 5406917 18.04.1995 * |
C2. * |
C2. SU 363254 20.12.1972 * |
RU 2169303 20.06.2001 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213575U1 (ru) * | 2022-07-28 | 2022-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" | Автономный регулятор притока |
RU213577U1 (ru) * | 2022-08-02 | 2022-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" | Клапан для технологической промывки скважин |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6158245B2 (ja) | 内燃機関用の排気バルブ | |
JP5930327B2 (ja) | 内燃機関のピストンに用いられるピストンリングおよび該ピストンリングの製造方法 | |
JP3978004B2 (ja) | 耐蝕・耐摩耗性合金とそれを用いた機器 | |
WO2016143315A1 (ja) | サイドレール | |
JP2008533372A (ja) | 耐食防護層付き高温ガス弁 | |
CN101548120B (zh) | 阀装置 | |
US9103035B2 (en) | Erosion resistant coating systems and processes therefor | |
US9995178B2 (en) | Turbomachine component with a parting joint, and a steam turbine comprising said turbomachine component | |
RU173180U1 (ru) | Клапан газораспределительного механизма | |
Tsyganov et al. | Creation of wearproof eutecticum composition materials for the details of the high temperature dynamic systems | |
US1814762A (en) | Valve structure | |
US1869077A (en) | Internal combustion engine | |
US1731202A (en) | Chromium-plated exhaust valve | |
US9683466B2 (en) | Valve for internal combustion engines and method for obtaining a valve | |
WO2010014012A1 (en) | Cylinder head with valve seat and method for the production thereof | |
US2135966A (en) | Engine valve | |
WO2011093106A1 (ja) | 往復動エンジン | |
US1438597A (en) | Gas-engine valve | |
JP2017062041A (ja) | 弁体と弁軸の固定方法 | |
JP5185725B2 (ja) | 蒸気タービン用蒸気弁 | |
Almazrouee et al. | Cracking of a cobalt-based hardfacing of a gate valve disk in a desalination power plant | |
JPS627909A (ja) | きのこ状弁 | |
JP4205505B2 (ja) | 耐蝕・耐摩耗性合金とそれを用いた機器 | |
JP7312792B2 (ja) | オイルリング | |
EP0126323A2 (en) | Mechanical element for the combustion chamber of a diesel engine of the type comprising sliding surfaces having wear protective layers for the running-in phase, and method for obtaining these layers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181210 |