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發(fā)動機氣門和氣門座圈材料是什么材質(zhì)汽油機進(jìn)氣門座圈溫度一般為200~300℃,排氣門座圈一般為400~600℃。天然氣發(fā)動機的氣門座圈溫度,比汽油機高100~200℃。 氣門座圈在高溫下經(jīng)受氣流的沖蝕和氣門的沖擊與磨損,一方面會導(dǎo)致氣門座下沉量過大,氣密性差,會影響發(fā)動機功率,另一方面也有造成氣門燒蝕的可能,拉缸后果嚴(yán)重。(為了應(yīng)對氣門座圈磨而引起的氣門下沉,在發(fā)動機保養(yǎng)中有每10000km調(diào)節(jié)氣門間隙的操作,一般進(jìn)氣門間隙0.2mm左右,排氣門間隙0.3mm左右。) 關(guān)鍵點有兩個方面,一方面是氣門和氣門座圈的配合精度,需要依靠加工工藝來保證;另一方面是氣門與氣門座圈的材料,要保證足夠的耐磨損、耐腐蝕、抗沖擊、自潤滑性等。 發(fā)動機工作時,由于可燃?xì)怏w是在缸蓋燃燒室壓縮后進(jìn)行點燃,致使氣門閥座承受很高的熱負(fù)荷和機械負(fù)荷。這既要求閥座有很高的耐磨性,還要有很 好的密封性。如果閥桿工作時中心發(fā)生偏移,會導(dǎo)致有害的熱傳導(dǎo)和閥桿及導(dǎo)管孔的很快磨損,還會造成耗油量的增加。因此,對氣門閥座和導(dǎo)管孔的加工精度提出了很高的要求,特別是對氣門閥座工作錐面與導(dǎo)管孔的相互間的同軸度規(guī)定了很嚴(yán)的公差(跳度4um)。 常規(guī)三步:機加氣門導(dǎo)管、座圈底孔→裝配氣門導(dǎo)管、座圈→精加工氣門導(dǎo)管、座圈孔。 1、 機加氣門導(dǎo)管、座圈底孔 進(jìn)排氣門座圈底孔和導(dǎo)管底孔系兩同軸成組孔,其加工精度的好壞將影響氣門座圈和導(dǎo)管的裝配質(zhì)量與氣門的密封性。 2、裝配氣門導(dǎo)管、座圈 現(xiàn)有氣門座壓裝主要有常溫壓裝、液氮壓裝和工件加熱后壓裝等工藝方法,液氮壓裝、工件加熱后壓裝分別是通過對氣門座低溫冷卻和對缸蓋高溫加熱,以減小裝配過盈量帶來的裝配壓力,常溫后熱脹冷縮原理使裝配更緊密,但存在對變溫實效性要求高、設(shè)備投資大等因素。而國內(nèi)經(jīng)濟型小排量發(fā)動機廠仍普遍采用常溫壓裝工藝,根據(jù)生產(chǎn)線投資和效率要求的不同,常溫壓裝設(shè)備差異也較大。 3、精加工氣門導(dǎo)管、座圈孔 壓裝氣門座圈和導(dǎo)管之后的氣門座圈錐面和導(dǎo)管孔加工,一般均采用精鏜(車)或锪氣門座錐面、槍鉸導(dǎo)管孔。 導(dǎo)管閥座的加工刀具常采用一把專用刀具同時加工氣門閥座和導(dǎo)管孔,有利于提高同軸度。氣門座圈的加工難點在于內(nèi)孔的幾何形狀復(fù)雜,為了獲得一個寬度恒定的工作錐面,特別是交線處的尺寸公差與位置公差更難控制,加工閥座的工作錐面,一般是采用锪削和車削兩種成型工藝。 采用锪削加工時,由于閥座是淬硬材料(HRC50-58),刀刃的磨損較快,而這種刀刃磨損的輪廓會復(fù)制在密封錐面上,從而影響到閥座工作時的密封性。但其優(yōu)點是刀具的結(jié)構(gòu)和刀具切削運動的控制較為簡單。用車削工藝加工閥座工作錐面可避免锪削時出現(xiàn)的缺陷。 氣門座圈和導(dǎo)管孔的加工工藝主要可分為三大類: (1)先單獨加工氣門導(dǎo)管,然后以成品導(dǎo)管孔為導(dǎo)向加工座圈錐面; 這種方法只加工氣門座圈錐面,導(dǎo)管孔為預(yù)先加工完成。這種方法的缺點是:導(dǎo)管孔與座圈錐面仍然經(jīng)過兩次加工、兩次裝夾和定位,刀具制造誤差因素仍然影響著最終的加工精度。 (2)氣門導(dǎo)管和座圈均為半成品,組裝后,同時加工氣門座圈和導(dǎo)管孔。 這種方法是采用精密機床和復(fù)合精密刀具進(jìn)行加工,采用一把專用刀具同時加工氣門閥座和導(dǎo)管孔,有利于提高同軸度。具體就是槍絞、精锪的工藝加工氣門座圈錐面。 (3)新技術(shù),壓裝后不需要再次加工。通過氣門座圈底孔、氣門座圈的尺寸配合,壓裝后就可以達(dá)到精度要求。氣門導(dǎo)管也一樣,壓裝后不用再次加工。工藝流程簡化,但是需要對設(shè)計及工藝質(zhì)量把控更嚴(yán)格。 導(dǎo)管的材質(zhì)為粉末冶金燒結(jié)的金屬、銅以及灰鑄鐵,加工刀片為金剛石(PCD)材質(zhì)。座圈的材料為粉末冶金燒結(jié)的金屬、灰鑄鐵,加工刀片為立方氮化硼(CBN)材質(zhì)。 灰鐵:HT20-40、HT25-47硬度HB180-255 球墨鑄鐵:QT50-1.5 硬度HB230-270 高強度黃銅:耐磨性好,可切削性比鑄鐵差。(桑塔納、捷達(dá)有采用) 粉末冶金:鐵基、銅基(耐磨性好,可切削性差。一般無臺肩,無心磨床加工)也可提高可切削性。 粉末冶金材料具有良好的耐磨損、耐腐蝕、抗沖擊、自潤滑性以及隔音性,在機械工程尤其是發(fā)動機行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 進(jìn)氣門和排氣門材質(zhì),一般都是進(jìn)氣門為4CR9SI2 , 排氣門有三種材料,大頭和小頭通過摩擦焊接來連接在一起。 排氣門由三部分材料組成: 1、大頭部為21-4N奧氏體材料,采用固溶時效處理, 晶粒度6-9 級,硬度30HRC 以上,可長時間工作在850℃左右。 2、頭部錐面工作表面堆焊鈷基合金STELLITEF,在高溫下具有很強的耐磨,耐腐蝕,耐沖擊及高的蠕變強度,對氣門壽命至關(guān)重要。 3、小頭端部淬火處理,硬度50HRCmin,有效提高小頭端的耐沖擊點蝕性能,因鎖夾槽為三槽結(jié)構(gòu),為應(yīng)對工作時自旋問題,淬火過槽處理。硬度600HV以上,保證氣門桿部耐磨性,提高氣門壽命。 氣門座圈材料一般有合金鑄鐵、合金鋼、粉末冶金等。一般用的都是耐磨、耐腐蝕、耐高溫QZ5材質(zhì)氣門座圈 |