专利名称：一种重型柴油机气门的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆与工程机械重型柴油发动机气门技术领域，特别涉及一种耐高温、耐疲劳、抗断裂的重型柴油机气门，此耐高温、耐疲劳、抗断裂的重型柴油机气门大大提高气门的疲劳强度及使用寿命，效果十分显著，应用前景非常广泛。
技术背景通常，中、轻型柴油发动机气门的颈部与杆部连接设计是采用杆部与颈部圆弧直接连接，当柴油发动机为中压比，同缸径与冲程时功率为300KW以下，中等增压时，气门结构采用杆部与颈部圆弧直接连接是合适的。重型柴油发动机工作时，可燃混合气体在汽缸套、汽缸盖、活塞和气门等组成的封闭空间燃烧。这些零件在高温、高压的燃气腐蚀的环境中工作，工况十分恶劣，特别是在发动机膨胀和压缩循环中，担负着进、排气功能的气门，工况极其苛刻。它不但承受高速频繁的冲击、交变的拉压和热应力的作用，还承受高温腐蚀和高速燃气的冲刷作用，加之冷却条件不良和气门材料导热系数较小，于是积存在气门上的热量难以传导出去，致使气门温度升高。一般进气门工作温度在200°C _450°C，排气门工作温度在600°C -800°C，有时甚至高达850°C -900°C。在重型柴油发动机中，柴油发动机为高压比，同缸径与冲程时功率为 400KW以上，采用中冷高增压时，气门结构仍采用杆部与颈部圆弧直接连接，则非常危险。因此，通常设计的气门在运行期间经常出现下列损坏情况颈部折断掉块、盘部开裂掉头、头部翘曲变形、盘锥面产生沟槽、点蚀，和磨损下陷等，导致气门早期失效，甚至产生恶性机械事故。通过近十年的跟踪、失效分析、数据积累后，申请人判断导致气门早期失效，甚至产生恶性机械事故的大多数故障是颈部折断掉块、盘部开裂掉头、头部翘曲变形三类，而这三类故障都与气门颈部强度密切相关，初步分析主要原因是颈部圆弧与杆部连接处的设计强度不够造成的。经过进一步验证，申请人从某气门公司2006 2008年度用户反馈气门质量故障情况统计数据表中，颈部圆弧处与杆部连接处断裂故障为68%，是气门质量故障的主要原因。进一步分析其具体原因，在剔除了用户使用不当和气门以外的其它零部件外，主要是由气门本身设计时杆部与颈部圆弧连接处的结构强度不够造成的
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有用于重型柴油发动机的气门所存在的问题，根据所发生的质量事故进行了认真研究和分析，查阅和收集了多种重型柴油发动机气门的头部结构进行对比设计，并根据工程力学原理并结合气门在发动机中的工作及受力情况进行分析后，提出一种重型柴油机气门。本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现一种重型柴油机气门，包括气门杆部、气门盘部以及用以连接气门杆部和气门盘部的气门颈部，其特征在于，所述气门杆部与气门颈部的圆弧之间采用一与气门轴线之间夹角为1.5° -6°的斜段联接过渡。在本实用新型的一个优选实施例中，所述气门颈部的圆弧半径为10_15mm。在本实用新型的一个优选实施例中，所述气门杆部与气门颈部的圆弧之间采用一与气门轴线之间夹角为3°的斜段联接过渡。在本实用新型的一个优选实施例中，所述气门颈部的圆弧半径为12mm。本实用新型将原气门杆部与气门颈部的圆弧直接联接过渡改为气门杆部与气门颈部的圆弧之间一与气门轴线之间夹角为1.5° -6°的斜段联接过渡，相当于在气门杆部与气门颈部之间增加了一个加强筋，大大提高了抗折断强度，也大大降低了颈部折断掉块的可能性。本实用新型还将原气门颈部的圆弧半径由9mm改为10_15mm，增加了气门盘部的实体体积，提高了气门盘部的整体强度，大大降低了盘部开裂掉头、头部翘曲变形的可能性。本实用新型通过改进气门杆部与气门颈部的圆弧连接处的结构强度，使得颈部折断掉块、盘部开裂掉头、头部翘曲变形三类故障明显下降，已由原来排位第一的故障下降至排位第三，故障率已由68%下降至16%。本实用新型提高气门的耐高温、耐疲劳、抗折断的功能，提高气门结构设计强度， 从而延长了气门的使用寿命。
图1为通常大多数中、轻型柴油发动机气门结构示意图。图2为本实用新型的重型柴油发动机气门结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参见图1，通常大多数中、轻型柴油发动机气门包括气门杆部1、气门盘部2以及用以连接气门杆部1和气门盘部2的气门颈部3，气门颈部3的圆弧半径为9mm。其不适合用作重型柴油机气门。参见图2，图中所示的重型柴油机气门，包括气门杆部10、气门盘部20以及用以连接气门杆部10和气门盘部20的气门颈部30，气门杆部10与气门颈部30的圆弧之间采用一与气门轴线40之间夹角为1.5° -6°的斜段50联接过渡。优选为气门杆部10与气门颈部30的圆弧之间采用一与气门轴线40之间夹角为3°的斜段50联接过渡。气门颈部 30的圆弧半径为10-15mm。优选为12mm。本具体实施方式
公开的重型柴油机气门是一种耐高温、耐疲劳、抗断裂重型柴油机新型气门，其可以通过以下工艺制成下料一电镦毛坯一热处理一机械粗加工一机械精加工一成品检验。气门颈部30的加工设备为数控车床。其他工艺装备为(1)、数控车床 CK786,功率 6KW，转速 2000rpm-3000rpm ； O)、机夹刀片 TN MG160408N-MU-EH10Z ； (3)、夹具三爪液压卡盘，专用内顶尖。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.一种重型柴油机气门，包括气门杆部、气门盘部以及用以连接气门杆部和气门盘部的气门颈部，其特征在于，所述气门杆部与气门颈部的圆弧之间采用一与气门轴线之间夹角为1.5° -6°的斜段联接过渡。
2.如权利要求1所述的重型柴油机气门，其特征在于，所述气门颈部的圆弧半径为 10_15mmo
3.如权利要求1或2所述的重型柴油机气门，其特征在于，所述气门杆部与气门颈部的圆弧之间采用一与气门轴线之间夹角为3°的斜段联接过渡。
4.如权利要求2所述的重型柴油机气门，其特征在于，所述气门颈部的圆弧半径为 12mm。
专利摘要本实用新型公开的一种重型柴油机气门，包括气门杆部、气门盘部以及用以连接气门杆部和气门盘部的气门颈部，其气门杆部与气门颈部的圆弧之间采用一与气门轴线之间夹角为1.5°-6°的斜段联接过渡。气门颈部的圆弧半径为10-15mm。本实用新型通过改进气门杆部与气门颈部的圆弧连接处的结构强度，使得颈部折断掉块、盘部开裂掉头、头部翘曲变形三类故障明显下降，已由原来排位第一的故障下降至排位第三，故障率已由68％下降至16％。
文档编号F01L3/20GK202325730SQ201120482559
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者佘友芳, 刘立明, 张德江, 徐连和, 梁升, 陈文 申请人:湖南天雁机械有限责任公司