发动机气门及其密封结构制造技术

本发明专利技术涉及发动机技术领域，公开一种发动机气门及其密封结构，发动机气门包括气门盘部、气门颈部和气门杆，气门盘部包括盘端面，气门盘部和气门颈部之间依次设有第一密封锥面和第二密封锥面，第一密封锥面尾端和第二密封锥面首端相接，且第一密封锥面与气门杆中轴线之间所形成的角度小于第二密封锥面与气门杆中轴线之间所形成的角度。本发明专利技术的气门通过设计相连续的第一密封锥面和第二密封锥面，同时座圈上的接触面也设计为与气门密封锥面结构适配，增大了气门与座圈的密封接触面，在发动机工作过程中更利于降低气门工作温度，气门的工作稳定性更好，气门不易发生偏磨且受弯曲应力更小，有效降低漏气质量问题，提高气门与座圈使用寿命。圈使用寿命。圈使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
发动机气门及其密封结构


[0001]本专利技术属于发动机
，具体地，涉及一种发动机气门及其密封结构。

技术介绍

[0002]发动机进排气门是发动机工作过程中密封进排气口的关键基础零件，其用于封锁气流通道，控制发动机的气体交换。气门密封功能靠气门锥面与座圈密封面配合实现，气门密封锥面角度、锥面结构、锥面质量等直接影响发动机的工作性能和使用寿命，市面上气门密封锥面全角常采用90
°
～150
°
。
[0003]气门与座圈密封锥面角度影响密封性能、磨损性能，气门锥面角度越小，座面压力越大，容易压扁、压碎或擦掉积碳，锥面与座圈密封面摩擦力越大，密封效果越好；气门密封锥面角度越大，座面压力会减少，锥面与座圈密封面摩擦力越小，抗磨损性能越高，但大锥面角度较难挤掉与座圈密封面的沉积物，其密封性能会降低。
[0004]随着发动机强化程度的不断提高，气门承受的爆压也越来越大，气门工作温度也逐步提高，这就要求气门与座圈需拥有较好的密封性能，同时又要求气门与座圈有更好的抗磨损性能。高强度柴油机在工程设计时为满足密封性能和抗磨损性能，常采用适当的气门锥面与座圈密封锥面角度：全角110
°
～130
°
，同时采用成本很高的更耐高温更耐磨的气门材料和座圈材料。但是在强化度高的燃气发动机(简称气体机)仍然难以同时兼顾高密封性能和高抗磨损性能，气体机气门与座圈的干摩擦及更高工作温度特性使得气门与座圈磨损严重，为减少磨损，相对柴油机而言燃气发动机需采用更大的气门锥面与座圈密封锥面角度：全角120
°
～150
°
，但相对柴油机来说磨损仍然较大，大锥面角度引起气门偏磨及对气门与座圈的密封性能造成较大挑战，市场上时有发生气门与座圈偏磨、漏气质量问题，严重时会导致气门断裂失效、发动机停机。
[0005]公告号为CN205025520U的专利公开了一种带二级密封的发动机气门，该技术方案通过设计两个密封面角度相等的一级锥形密封面和二级锥形密封面来确保发动机气门密封性，同时该专利也是采用大密封面角度。经过市场验证，该种结构的发动机气门工作温度降低幅度有限，气门工作稳定性效果不佳，气门发生偏磨的几率较大，严重影响到气门和座圈的使用寿命。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种能同时兼顾高密封性及高抗磨损性能的发动机气门。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种发动机气门，包括气门盘部、气门颈部和气门杆，气门盘部包括盘端面，气门盘部和气门颈部之间依次设有第一密封锥面和第二密封锥面，第一密封锥面尾端和第二密封锥面首端相接，且第一密封锥面与气门杆中轴线之间所形成的角度小于第二密封锥面与气门杆中轴线之间所形成的角度。
[0008]本专利技术进一步的技术方案是：第一密封锥面与气门杆中轴线之间所形成的角度在
22.5
°
～55
°
范围内取值。
[0009]本专利技术更进一步的技术方案是：第二密封锥面与气门杆中轴线之间所形成的角度在60
°
～87.5
°
范围内取值。
[0010]本专利技术进一步的技术方案是：气门盘部还包括与盘端面外周相接的盘外圆，盘外圆远离盘端面的一端与第一密封锥面的首端连接。
[0011]本专利技术的另一技术方案是：一种发动机气门密封结构，包括如上所述的发动机气门，还包括与发动机气门配合使用的座圈，座圈上具有分别与第一密封锥面适配接触的第一座圈锥面和与第二密封锥面适配接触的第二座圈锥面。
[0012]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0013]1)本专利技术的气门通过设计相连续的第一密封锥面和第二密封锥面，同时座圈上的接触面也设计为与气门密封锥面结构适配，增大了气门与座圈的密封接触面，在发动机工作过程中更利于降低气门工作温度，气门的工作稳定性更好，气门不易发生偏磨且受弯曲应力更小，有效降低漏气质量问题，提高气门与座圈使用寿命
[0014]2)本专利技术的密封结构能同时满足气门与座圈的高密封性及高抗磨损性要求，特别适用于高强化程度发动机。
[0015]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的详细结构作进一步描述。
附图说明
[0016]图1为实施例1所述的密封结构的结构示意图；
[0017]图2为图1中B部分放大图；
[0018]图3为实施例2所述的密封结构的结构示意图；
[0019]图4为图3中C部分放大图；
[0020]图5为现有技术中发动机气门的结构示意图。
具体实施方式
[0021]实施例1
[0022]如图1所示的发动机气门密封结构，包括发动机气门(以下称为气门)和与发动机气门配合使用的座圈2，气门包括气门盘部、气门颈部12和气门杆13，气门盘部包括盘端面111及与盘端面外周相接的盘外圆112(图5示出了传统气门的具体结构组成)，参见图2，气门盘部和气门颈部之间依次设有第一密封锥面14和第二密封锥面15，第一密封锥面14尾端和第二密封锥面15首端相接，座圈2上具有分别与第一密封锥面14适配接触的第一座圈锥面21和与第二密封锥面15适配接触的第二座圈锥面22，其中气门第一密封锥面14与气门杆13中轴线之间所形成的角度小于第二密封锥面15与气门杆13中轴线之间所形成的角度，本实施例中盘外圆112远离盘端面的一端与第一密封锥面14的首端连接。
[0023]本实施例的气门不再沿用传统的大密封角度，而是在考量了气门和座圈的高密封性能和高抗磨损性能的平衡后作出了最优密封角度设计，具体为：第一密封锥面14与气门杆13中轴线之间所形成的角度在22.5
°
～55
°
范围内取值，第二密封锥面15与气门杆13中轴线之间所形成的角度在60
°
～87.5
°
范围内取值。参见图1，图中气门角度γ表示的是两倍第一密封锥面与气门杆中轴线之间的角度，气门角度β表示的是两倍第二密封锥面与气门杆
中轴线之间的角度，座圈角度γ即为两倍第一座圈锥面与气门杆中轴线之间的角度，座圈角度β即为两倍第二座圈锥面与气门杆中轴线之间的角度。
[0024]本密封结构中气门和座圈通过连续的第一密封锥面/第一座圈锥面和第二密封锥面/第二座圈锥面进行密封配合，实现打开、关闭进排气口通道，控制发动机的气体交换，在发动机装配后，气门的第一密封锥面和座圈的第一座圈锥面靠近发动机缸内一侧先进行线接触，然后经发动机运行气门与座圈初期磨损后，气门第一密封锥面与座圈第一座圈锥面、及气门第二密封锥面与座圈第二座圈锥面逐步实现面接触。
[0025]本密封结构的密封接触面相对于现有技术来说更大，在发动机工作过程中更有利于降低气门工作温度，且因为接触面增大了，气门的工作稳定性自然会更好，气门不会轻易发生偏磨，气门受弯曲应力也更小，能显著减少气门密封漏气质量问题，提高气门和座圈的使用寿命。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机气门，包括气门盘部、气门颈部(12)和气门杆(13)，气门盘部包括盘端面(111)，气门盘部和气门颈部(12)之间依次设有第一密封锥面(14)和第二密封锥面(15)，其特征是：第一密封锥面(14)尾端和第二密封锥面(15)首端相接，且第一密封锥面(14)与气门杆(13)中轴线之间所形成的角度小于第二密封锥面(15)与气门杆(13)中轴线之间所形成的角度。2.根据权利要求1所述的发动机气门，其特征是：第一密封锥面(14)与气门杆(13)中轴线之间所形成的角度在22.5
°
～55
°
范围内取值。3.根据权利要求1或2所述的发动机气门，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文广，夏彩霞，赵宇波，刘兴，袁月芬，李旺，王攀，王河清，
申请(专利权)人：湖南天雁机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：