柴油机气门座圈的抗脱落选材和设计研究

摘要

针对某型强化柴油机中出现的排气门座圈松脱掉落的现象,分析了导致故障发生的原因,并从选材和设计两方面对该问题进行了深入的研究.通过对预选材料——钴基合金、镍基合金和粉末冶金进行材料强度、热膨胀特性、摩擦特性和体积稳定性等方面的试验研究,对各材料气门座圈的抗脱落特性进行了评价;通过有限元计算方法确定了合适的座圈装配过盈量,在保证结构安全系数的前提下提升防松效果;并通过整机试验,对新材料气门座圈的工作可靠性进行了验证.研究结果表明:镍基合金与气门材料亲和力过强,磨损严重;粉末冶金能在较大的装配过盈量下保持较小的最大内应力,但体积稳定性不如钴基合金;钴基合金具有优越且稳定的高温抗压特性和耐磨特性,并表现出很好的体积稳定性和抵御不正常工况的能力.由于新材料抗压特性的提高,可将装配过盈量提高到0.081 ～0.113 mm,此过盈量能满足缸盖的使用要求,并能保证1.4以上的安全系数.