气门的工作条件非常恶劣。首先, 气门直接与高温燃气接触, 受热严重, 且散热困难。排气门最高温度可达600° ~800 ℃, 进气门由于受到新气的冷却温度稍低, 为300° ~400 ℃。其次, 气门承受气体力和气门弹簧的作用, 以及由于配气机构运动件的惯性力,因此气门落座时会受到冲击。再次, 气门在润滑条件很差的情况下以极高的速度启闭并在气门导管内做高速往复运动。此外, 气门与高温燃气中有腐蚀性的气体接触因此容易受到腐蚀。
根据气门的工作条件, 要求气门材料应具有下列特性:
(1)耐热且有良好的导热性;
(2)在高温下仍能保持足够的硬度和强度, 耐冲击;
(3)耐磨损和耐腐蚀。
进气门一般用中碳合金钢制造, 如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。排气门则采用耐热合金钢制造, 如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。高度强化的发动机趋于用21-4N 奥氏体钢和铬镍钨钼钢。
为了节省耐热合金钢, 有的排气门头部用耐热合金钢, 杆部用普通合金钢制造, 然后将二者对焊在一起。还有在排气门的气门锥面上堆焊或喷涂一层钨钴合金, 以提高其硬度、耐磨性等。
气门建模步骤如下。
(1)双击SolidWorks 图标进入主界面, 在菜单栏中单击“新建”图标或按<Ctrl+N>组合键, 选择“零件”图标之后单击“确定”按钮, 如图10-11 所示, 进入SolidWorks 零件设计界面。在设计树中选择前视基准面, 单击“正视于”
图标, 如图10-12 所示, 然后选择“草图”→“草图绘制”选项, 进入草图绘制界面。
图10-11 建立文件
图10-12 选取基准面(www.xing528.com)
(2)在一基准面内绘制半径为18 mm 的圆。选择“特征”→“拉伸凸台/基体”选项, 拉伸7 mm, 单击
按钮, 生成如图10-13 所示的圆柱。接着在圆柱上偏移14.5 mm 的位置作圆, 选择“特征”→“拉伸凸台/基体”选项, 拉伸77 mm, 使其方向向上, 得到如图10-14 所示的气门基础模型。
图10-13 建立圆柱
图10-14 气门基础模型
(3)选择气门边线, 选择“特征”→“倒角”选项, 要倒角化的项目选择圆柱的上边线,距离设为5 mm, 角度为45°; 选择气门杆底面与气门顶部相交的边线, 选择“特征”→“圆角”选项, 距离设为5 mm, 得到如图10-15 所示的模型。
图10-15 圆角处理后的气门
(4)选择“特征”→“参考几何体”→“基准面”选项, 在气门杆尾端距边线4 mm 处绘制一基准面, 在该基准面中心处画一个半径为2.5 mm 的圆, 选中圆, 选择“特征”→“拉伸切除”选项, 设定深度为1.6 mm, 勾选反侧切除, 单击
按钮得到如图10-16 的气门杆。至此, 气门的绘制完成, 气门模型如图10-17 所示。
图10-16 拉伸切除后的气门杆
图10-17 气门模型
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