[发明专利]用于制造中空发动机阀的阀头部的方法和中空发动机阀

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造中空发动机阀的阀头部的方法和具有阀头部的中空发动机阀。阀头部包括具有与用于中空轴部的材料的耐热性可比拟的或比用于中空轴部的材料的耐热性好的耐热性的材料，阀头部具有在焊接至中空轴部的一侧开口的阀头部中空孔。阀头部中空孔形成为使阀头部的直径增加段的直径增加，阀头部中空孔的最大内径大于中空轴部的最大外径。

背景技术

为了制造中空发动机阀，其三个构件(即阀头部、中空轴部和轴端密封材料)分开准备，且这三个构件通过焊接最终结合在一起，以获得作为成品的中空发动机阀。迄今为止，已经实现这种技术，如在下文将描述的专利文献1中公开的那样。还已经实现的是，通过焊接连接阀头部和一端密封的中空轴部，由此获得作为成品的中空发动机阀。钠被密封或包围在用于要求展现高温阻抗的排气阀的中空发动机阀的中空孔中，并负责在发动机阀的其中温度特别高的区域中冷却，该区域的范围是从阀头部到中空轴部的靠近阀头部的一部分。因此，作为中空发动机阀的中空孔形状，在阀头部内具有增加的直径的形状(如随后将描述的专利文献2的图1中所示)比如随后描述的专利文献1的图2和3中看到的简单的圆柱形形状更令人期望。

采用常规中空发动机阀，特别地，采用用于排气的暴露至高温的中空发动机阀，已经常见的实践是，在温度最高的阀头部中采用显示出色性能(包括耐热性)的材料，如锰基耐热钢，或镍基耐热钢；对于温度不是如此高的中空轴部或轴端密封材料采用普通的钢材或普通耐热钢材；并焊接三个构件(即阀头部、中空轴部和轴端密封材料)，或焊接两个构件(即，阀头部和一端密封的中空轴部)，由此构造中空发动机阀的成品。可替换地，如果要求特别出色的耐热性，已经实现一种方法，对于中空轴部，如对于阀头部，该方法采用显示出色的性能(包括耐热性)的材料。

本质上，理想的是，根据上述任一种显示包括出色的耐热性的性能的材料制造整个中空发动机阀。然而，这些材料贵、硬且加工特性或可加工性差。因此，这些材料仅用于其中温度特别高的阀头部，普通钢板用于其中温度不是非常高的中空轴部或轴端密封材料。因此，关于用于制造中空发动机阀的方法，已经进行了大量的技术研究，特别地，关于用于制造阀头部。对于中空轴部也采用显示包括出色的耐热性的性能的材料的情况不多。因此，此后将重点放在与制造阀头部的方法相关的技术上，在排气阀中，阀头部需要使用显示包括出色的耐热性的性能的材料且其形成困难。

在中空发动机阀的阀头部的制造中，研究点集中在两个领域。第一个领域是制造阀头部的前端直径增加段的方法，第二个领域是在阀头部中设置中空孔的方法中的技术。也就是说，如上所述，用于阀头部的耐热性出色，但可加工性差。因此，当将要形成前端直径增加段时，或将要设置中空孔时，与普通钢材的加工相比，加工方面的高度困难必须克服。在这种联系中，至今为止已经完成了多种发明和装置。

在专利文献1中，“通过卷起钢板形成的中空阀(a hollow valve formed by rolling up a steel plate)”未涉及用于制造阀头部的方法的细节，而是仅仅描述“锻炼”。由于其中的中空孔为圆柱形形状，因此假设它已经采用冲压机或钻孔机形成。

在专利文献2中披露的“用于制造Na-填充的中空发动机阀的方法(a method for production of a Na-filled hollow engine valve)”中，“热塑加工”被描述用来形成阀头部的直径增加段，“热等静压”被描述用来形成中空孔。因此，结果是“热锻造”形成它们二者。在专利文献2的发明中，“直径比阀轴的直径大的圆形材料”被描述为用作用于阀头部的材料，中空孔的内径被描述为最初“大于最终的阀中空部的内径”。在专利文献2的图1中，中空孔的初始内径在阀头部的热锻造工艺期间进一步增加，直径增加的中空孔被描述为设置在阀头部的直径增加段的内部。然而，在实际的锻造工艺中，非常困难的是，将中空孔的直径增加至等于或大于最初钻孔而成的中空孔的内径，由此以合适的形状形成中空孔。实际上，中空孔直径不增加，与专利文献2中描述的图1不一样。