[发明专利]一种发动机的进气门和排气门及两者的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机的进气门和排气门以及两者的生产工艺。

背景技术

气门作为发动机配气机构中的执行元件，由于其担负的特殊功用和恶劣的工作环境，气门失效时有发生，轻则损及功率，重则机器报废甚至产生恶性事故。B系列发动机以其结构紧凑，马力强劲，性价比高等特点广泛用于军用、民用汽车的发动机。

B系列发动机工作时排气门头部承受最高温度达950℃以上，其颈部第二热点的最高温度也在850℃左右，且承受着很大的冲击性交变载荷。发动机工作环境恶劣，工况经常超出设计标准，气门断裂掉头等失效事故时有发生，据统计，因气门失效事故造成外部赔偿额巨大，气门装机后故障率较高、经济损失巨大的情况下进行的，从分析柴油机气门工况及其早期断裂的原因机理着手，经走访用户取样调查，对失效残件进行剖析，具体车型不同，使用状况也有较大差异。发动机气门的主要失效形式：

A进气门杆上部锁块夹持范围内的疲劳断裂，

B进气门在盘杆过渡处多圆弧扩展的疲劳断裂，

C进气门在盘杆过渡处的早期疲劳断裂，

D排气门在第二热点处的疲劳断裂，

E排气门与活塞打顶而在第二热点处的早期疲劳断裂，

F排气门盘部烧蚀掉块，

G进气门杆部弯曲。

主要表现为头部体积过大，重量较重，工作时热容量偏高导致第二热点处超温；第二热点处直径太小，机械强度不够；头部向杆部传热距离太长，第二热点处降温不够；颈部强度不够等是造成产品失效的主要原因。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种发动机的进气门和排气门及两者的生产工艺，改进了气门的结构，并且减少、优化机加工工序，减少加工应力。

本发明所采用的技术方案如下：

该发动机的进气门，至少包括气门杆、由气门颈部和气门盘部组成的气门头，气门颈部连接气门杆和气门盘部，气门杆长为100～101mm，气门颈部最小处直径为8.7～8.9mm，过渡锥角为15°～20°。

与发动机的进气门相匹配的排气门，至少包括气门杆、由气门颈部和气门盘部组成的气门头，气门颈部连接气门杆和气门盘部，气门杆长为100～101mm，气门盘部的厚度为3.8～4.3mm，过渡锥角为15°～20°，气门颈部为锥形，气门颈部锥面的母线延长线的夹角为6°～10°，气门颈部最小处直径为8.7～8.9mm。

发动机的进气门和排气门的生产工艺包括以下步骤：

步骤一：粗磨气门杆，粗车盘外圆、倒角，气门定长切断、粗磨气门杆端面，从而切除气门加工表面的大部分余量，并加工出下一步的精基准；

步骤二：在温度540℃-580℃条件下，时效处理90-120分钟，然后喷丸处理40-50分钟分钟，提高气门的疲劳强度；

步骤三：磨削气门杆；

步骤四：磨削锁夹槽、盘锥面、盘外圆和气门杆端的倒角，精车盘端面；

步骤五：半精磨气门杆并在其上打印标记，再精磨气门杆；

步骤六：为提高气门耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性以及耐高温性，在温度为520-580℃条件下，对气门氮化处理30-90分钟，然后对气门杆端淬火，淬火温度1020-1040℃，淬火时间3-8秒；

步骤七：精磨杆端面和盘锥面；

步骤八：最后检测气门的气密性和几何精度，并对气门的表面进行清洗和防锈处理。

所述的步骤三和步骤四之间对气门探伤检测，检测出气门表面的缺陷。

采用本发明的优点：

1.减少气门头部热容量和提高气门颈部刚性并减少材料消耗；

2.减少气门工作时的运动惯量，降低冲击力；

3.减少加工应力，提高加工精度，同时降低材料成本及加工成本；

4.产品寿命长，由于项目产品的结构和工艺较原产品有了较大的改进，加工后的产品抗疲劳、抗高温腐蚀性和抗氧化性增强，产品寿命由15万公里提高到25万公里以上。

附图说明

图1为进气门的结构示意图；

图2为排气门的结构示意图。

图中，1.气门杆，2.气门颈部，3.气门盘部，L1：气门杆长，L2：气门颈部最小处直径，L4：气门盘部的厚度，a：气门颈部过渡锥角，b：气门颈部锥面的母线延长线的夹角。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详述。