【高速柴油机陶瓷气门结构强度研究】张毅华.pdf

摘要用陶瓷材料制造气门是绝热机零部件开发中的重要项目之一。本文用有限元法分析高速柴油机陶瓷气门的结构强度,为此分别用硬度塞法和热电偶法测试了配用PSZ气门座和金属气门座后气门特征点的温度,以此修正气门结构强度分析用边界条件,并测取了示功图供热边界分析用。最后应用Wei bu11失效理论预测高速柴油机陶瓷气门的可靠性。计算结果表明,在现有高速柴油机负荷工况下,SSN气门和PSZ气门的强度足够,工作可靠。如果作为绝热机的零部件,SSN可能比PSZ更适合作为陶瓷气门的材料。

废气航量 5 7 复合增压绝热机有效功率 48 七十年代中期,美国Cummins发动机公司的kamo,R.和美年坦克部队的Bryzik,w、合作,率先开展了绝热发功的研究。绝热发动机以其高性能措林的前景,引起了世界范围内的开发热潮。图1.所亦为绝热发动机与普通发动机热平衡比较,绝热发动机有效动废气率4 能量 29 冷却橄热30 增压机图1.三种柴油机能量平衡比较的有效效率将提高到48 [1]。绝热发动机开发分三个层次:1.利用陶瓷材料,制造各种燃烧室零部件,推广应用,不仅可以节省贵重金属材料,而且可以提高相应零件的可靠性和寿命。2.

是七十年代石油危机以来,大量的柴油机燃用重油,废气中的钒对气门盘底面及气门座等高温部份产生腐蚀,硫又对低温部份产生酸蚀,添加剂中的钙等杂质活附在气门密封面上,产生局部剥落或咬蚀,破场气密性,导致漏乏故障。在七十年代,为提高气门的工作可靠性和工作寿命,各国花了大量的人力物力研究高強度耐热合金,并且采用了各种复杂工艺,如在气门密封面堆焊高温硬度及抗蚀性好的耐热合金,在气门杆部镀铬、软氮化处理、局部高频萍火等工艺。这些成果现在还发挥着作用,但是无材料及气门的加工成本大高温结构陶,以其密度低。导热系数小。耐磨损.