[发明专利]一种发动机用轻质钛合金复合材料摇臂

说明书

本发明提供了一种发动机用轻质钛合金复合材料摇臂，包括嵌入钢环、钛合金摇臂本体和嵌入钢片，所述钛合金摇臂本体为钛合金铸造成型，所述钛合金摇臂本体的滚轮销孔处涂敷涂层类金刚石DLC薄膜，所述嵌入钢环和嵌入钢片分别设置在钛合金摇臂本体左右两端的摩擦区域，均与钛合金摇臂本体采用镶铸成型。本发明发动机配气机构中的摇臂采用钛合金的复合材料方案，镶铸的嵌入钢环与嵌入钢片采用合金钢质材料且表面进行硬化处理，提高耐磨性能。嵌入钢环与嵌入钢片表面进行高频淬火处理，摇臂中间滚轮销孔处涂敷类金刚石DLC薄膜，提高了摇臂摩擦区域的耐磨性能，保证了摇臂高速运动的可靠性，同时为实现高功率密度发动机的轻量化设计提供了重要支撑。

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，尤其是涉及一种发动机用轻质钛合金复合材料摇臂。

背景技术

目前，高功率密度发动机在国内外内燃机研究领域较为活跃。随着内燃机强化程度的提高，要求发动机功率大、体积小、重量轻，配气机构作为发动机换气过程的重要运动组件，摇臂的设计影响制约着发动机临界转速及高速运转性能。因此，需要提供一种解决高功率密度发动机配气机构的轻量化设计问题的摇臂结构。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机用轻质钛合金复合材料摇臂，解决高功率密度发动机配气机构的轻量化设计问题，同时保证耐磨性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机用轻质钛合金复合材料摇臂，包括嵌入钢环、钛合金摇臂本体和嵌入钢片，所述钛合金摇臂本体为钛合金铸造成型，所述钛合金摇臂本体的滚轮销孔处涂敷涂层类金刚石DLC薄膜，所述嵌入钢环和嵌入钢片分别设置在钛合金摇臂本体左右两端的摩擦区域，均与钛合金摇臂本体采用镶铸成型。

进一步的，所述钛合金摇臂本体采用轻质铸造钛合金材料Ti6Al4V，材料密度为4.5×10³kg/m³，抗拉强度范围为≥1030Mpa，屈服强度范围为≥910Mpa，断后伸长率范围为≥8％。

进一步的，所述钛合金摇臂本体的滚轮销孔表面涂敷掺钨类金刚石DLC薄膜，形成WC微晶，硬度范围为≥HRC50涂层厚度范围1.0～2.5μm,硬度HV2200～2700。

进一步的，所述嵌入钢环采用42CrMo材料，表面淬火处理，表面硬度HRC56～60。

进一步的，所述嵌入钢片采用42CrMo材料，表面淬火处理，表面硬度HRC56～60。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明发动机配气机构中的摇臂采用钛合金的复合材料方案，本体采用钛合金材料Ti6Al4V，镶铸的嵌入钢环与嵌入钢片采用合金钢质材料且表面进行硬化处理，提高耐磨性能。摇臂本体采用钛合金材料有效降低惯量30％，嵌入钢环与嵌入钢片表面进行高频淬火处理，摇臂中间滚轮销孔处涂敷类金刚石DLC薄膜，提高了摇臂摩擦区域的耐磨性能，保证了摇臂高速运动的可靠性，同时为实现高功率密度发动机的轻量化设计提供了重要支撑。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例发动机用轻质钛合金复合材料摇臂结构示意图；

图2为发动机顶置凸轮配气机构示意图。

附图标记说明：

1嵌入钢环，2钛合金摇臂本体，3嵌入钢片，4排气凸轮轴，5指状液压挺柱，6摇臂，7滚轮，8排气门，9进气门，10气门弹簧，11弹簧盘，12进气凸轮轴。

具体实施方式