[发明专利]一种防止气门座圈脱落的气缸盖

说明书

技术领域

本发明涉及发动机配件领域，具体的说是一种柴油发动机上使用的气门座圈。

背景技术

柴油发动机的主体结构包括气缸机体、气缸盖和活塞等部件，发动机的进气出气通道设置在气缸盖上，排气通道的内端为燃烧室。燃烧后的气体通过排气门的开启排出，排气门是由气门盘部和气门阀杆构成，气门盘部镶嵌有气门座圈。在需要关闭气门时，气门座圈需能够与气门阀杆紧密接触，才将气门密闭。气门座圈是影响柴油机可靠性的关键件之一，它是为弥补缸盖耐磨性和耐热性不足，以满足质量要求而配置的与气门一起构成燃料室的门户。原气门座圈铁基合金气门座圈材料为普通柴油机广泛采用的气门座圈材料，价格便宜，但高温特性较差，主要用于强化程度不高的铸铁缸盖柴油机的排气门座圈。曾用的高铬气门座圈材料为德国标准，主要用于河柴的大马力船机、潍柴排温高的柴油机，国内广泛将高铬合金用于气体发动机排气门座圈。

气门座圈安装在气缸盖上，现今的气缸盖结构越来越复杂，气缸盖内部还布置有水道和气道，而安装气门座圈的位置却不能改动。由于现在的柴油机功率强化、爆发压力增加，热负荷增大，而气门在承受高温高压的同时，还需要做高频率的开启和关闭动作，因此致使气门座圈频繁出现脱落故障。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种使用寿命长的气缸盖，它能够解决由于柴油机功率强化、爆发压力增加、热负荷增大产生的气门座圈松动故障，防止气门座圈脱落。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种防止气门座圈脱离的气缸盖，包括气缸盖和镶嵌在气缸盖气门处的气门座圈，所述气门座圈所用材料的化学成分及各成分的重量百分含量为：Cr:7.9~9.0%，Mo:26.0~30.0%，Si:2.0~3.0%，C:≤0.12%，Fe:≤3.0%，Ni:≤3.0%，余量为Co和不可避免的杂质；所述气缸盖材质为铸铁。

本发明的进一步改进在于：所述该气门座圈采用真空炉熔炼、浇铸而成；气门座圈经过退火处理后的基体组织为奥氏体基体加共晶碳化物，硬度为50～58HRC；所述气缸盖材质为铸铁HT250；通过控制浇注温度、开箱时间，退火处理后基体组织为珠光体组织，珠光体数量≥98%，石墨片状分布，石墨长度3～6级，抗拉强度280MPa～320Mpa。

本发明的进一步改进在于：所述气门座圈与气缸盖配装时的过盈量为0.081mm~0.113mm。

本发明的进一步改进在于：气门座圈与气缸盖配装的方法是：将气门座圈在液氮中冷却到-170℃～-195℃后，压入气缸盖，气门座圈压入缸盖后静止放置24h，然后再精锪气门座圈锥面。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明通过使用含有大量Cr、Mo、Co合金粒子的钴基高温合金材料制作气门座圈，改善了气门座圈与气缸盖配合时的高温抗压特性，改善了屈服极限和断裂极限，提高了气门座圈的强度，减少了气门座圈的变形量，解决了由于柴油机功率强化、爆发压力增加、热负荷增大产生的气门座圈松动故障，防止气门座圈脱落。增强了气门座圈与气门阀杆配合的耐磨性和热稳定性。

本发明的气门座圈的材质是一种钴基高温合金，是以钴作为主要成分，含有相当数量的钼、铬和少量的镍、硅、碳、铁等合金元素。此合金具有耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的性能，在高于700℃时具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能。本发明的气门座圈的材质可以有效抑制金属间的初期磨损，保证了合金材料的强度、耐磨性、热稳定性、抗腐蚀性和韧性。

气门座圈的基体组织为奥氏体基体加共晶碳化物，硬度为50～58HRC，能够与气缸盖的HT250材质形成良好的高温配合，两者的过盈量为0.081mm~0.113mm，即可以防止气门座圈在常温、低温或者高温时的松动，也可以减少气门座圈的变形，保证气门座圈的密封性。气门座圈与气缸盖的座圈孔压装时，可以通过增加过盈量而防止松脱。

气门座圈与气缸盖低温配装完成后静止放置24h，能够使气门座圈与气缸盖在恢复常温后，其结合力度达到最大值，此时再精锪气门座圈锥面，就不会对两者的结合强度产生影响。

附图说明

图1是本发明的气缸盖的局部结构示意图；其中，1、气缸盖，2、机体，3、气门座圈，4、气门阀杆。

具体实施方式

下面结合实验对本发明做进一步详细说明：