发动机缸盖加工新工艺分析

发动机缸盖加工新工艺分析

熊磊

摘要：本文主要从以下几个方面对发动机缸盖加工新工艺进行了分析，笔者依据自身经验通过对比的方法验证了新工艺是否具有可行性，供以借鉴。

关键词：发动机缸盖；新工艺；分析

引言

从传统产品的角度出发可以看到，汽油发动机阀座锥在接触导管中心的跳动一般保持在≤0.05mm的范围，然而从当前的发展形势来看某些汽油机产品可以允许至0.1mm，有的时候一些厂家已经通过产品的优化设计，省去了导管与阀座锥面加工的步骤，这样就会起到节约资金的作用，同时也对提升产品综合实力有着积极的作用。基于此，本文主要从以下几个方面进行分析，并提出自己的一些看法，供以借鉴。

1试论缸盖关键产品公差

1.1分析产品结构的主要特征

由于气缸盖在内燃机中占有着不可或缺的位置，同时它的加工精细度会对发动机的整体性能带来直接的影响。这样就需要气门导管要具备良好的密封性、自润滑性等。对于气门上端部来说，主要的作用是对润滑机油进入导管内的量进行控制，因此气门导管外面不能缺少气门油封，只有这样才能达到密封机油的效果。而某些进气导管的气门是处于暴露的状态，这样就会导致进气的时候气流速度不高，但是气体在流动的过程中不会对部件形成的吸力大小带来不利影响。

1.2探析产品关键公差分析

依据汽油机的结构来看，排气门一般使用45°的锥面角。就30°锥面角而言，在气门升程处于稳定的状态下，这个时候就能够较45°锥面增大气流通过截面（具体内容请看图1所示），其目的是避免进气阻力，并且气门锥面从原来的45°转换成30°，这样就能够减少一定的压力，但是椎角不大，气门边缘也不厚，这样就会致使气门没有较好的密封性，所以进气一般都使用30°锥面角。就气门座圈的椎角而言，依据相关原理来看要比气门密封锥面多出大概0.5°～1°的范围（具体内容请看图2所示），这样做的目的是为了形成相应的座合面密封带，优化热传导性能，但是这样做不能保证受力均衡，并且在气门与座圈接触的最下端压力最大，顺着椎面方向慢慢变小。

2深入探讨产品公差变化

2.1浅议气门在导管中的倾斜量

依据相关计算可以看到，因为气门杆和导管之间存在一定的缝隙，这样就会导致气门在工作期间可能会出现最大值0.127m轴线偏移的情况。正是因为这个原因，导致跳动要求在0.05mm就没有太大的意义。当发动机经过一段时间运作以后，就可以看到气门杆和导管之间出现了磨损的情况，这样就会使间隙变大，同时气门也可能出现较大的倾斜情况。

2.2阐述导管孔加工质量和功能

在开始加工的过程中，导管孔出现最多的问题主要体现在以下两点：一点是表面粗糙度；另一点是直线度差，但是以上这些问题都不会对气门杆的质量带来较大的影响，只是有可能会出现磨损的情况。站在功能的角度来看，导管主要起到了热传导的作用，并且在间隙允许的情况下可以达到自定位的效果。因此，对测量跳动在0.08～0.18mm的缸盖进行了相应的试验，经过试验可以看到全部的座圈锥面上色效果非常均衡，并且气门杆也没有出现异常情况。以此可以判断，跳动差在某种程度上不会对气门和导管的自身性能带来不利影响。

2.3测量误差

相关人员在对量具进行设计的过程中需要使两个截面紧邻孔口，大概在10mm的范围孔口附近的质量又属于导管最薄弱的地方，尤其是导管突出的地方，这个部位会在某种程度上受到加工变形的干扰，这个时候相关中心线可能和孔的距离存在着较大的差异性，相关人员就可以以此当作基础来对锥面的跳动进行计算，但是这样的话就会导致测量结果无法真实的反映出当时的情况。所以相关人员可以通过两点来对导管孔的中心线进行相应的模拟，但是这样会出现较大的误差情况，同时也正好解释跳动测量值为什么出现严重超差，气门装配时没有发生干涉的原因了。

2.4分析气门变形的原因

气门在实际工作的过程中会承受一定的热负荷和机械负荷，并且在长时间高温高压的影响下，工作环境比较艰苦。由于在某种程度上会受到燃气燃烧的影响，气门在实际工作的时候会出现变形的情况，但是在正常环境下，出现变形的情况会促使锥面密封变得更加紧密。所以，当椎面的圆度保持良好，再加之气门出现的变形情况，就会使椎面相对导管中心的圆跳动降低要求存在可行性。

3试析新工艺可行性

方案一：对于导管阀座底孔的精加工精度来说，和传统加工的方法较为相同，同轴度应当控制在0.05mm的范围，并且导管和座圈在加工的时候一定要满足相关要求，压装以后应当保障锥面和导管处于跳动的状态，该跳动会在某种程度上受到相关因素的影响，比如阀座底孔底端垂直度、座圈底面与外圆壁的垂直度等。所以，倘若想要保障0.1mm的跳动，那么从理论的角度来看会存在较大的难度系数，进而使该工艺对导管以及座圈等相关外协件质量提出了越来越多的要求。

方案二：相关人员在阀座椎面以及导管底孔进行精加工的过程中，最后仅压装导管，目的是保障锥面和底孔在0.05mm的范围内跳动以及导管外圈和内孔在0.05mm的范围内跳动，同时也是为了保障密封锥面以及导管孔的跳动值保持在0.1mm的范围。

通过将方案一和方案二进行比较可以看到，相关人员应当提升导管内孔直径公差要求，和以往工艺相比，能够避免导管阀座底孔精加工设备投入诸多的资金。对于这种工艺特征来说，导管底孔在加工的时候会有着较大的直径，所以枪铰刀直径在不断增加时，刀具刚性也在增加，这样能确保椎面以及导管底孔的同轴度，同时也不需要加工压装导管，并且导管外圆与导管内孔具有的同轴度也可以得到良好的保障，进而促使气门油封有着良好的性能。从上面的分析可以得到这一结论：方案二的工艺可行性较大。

结语

通过以上内容的论述，可以得知：本文主要从以上几个方面对发动机缸盖加工新工艺进行了分析，笔者结合自身多年经验采取了对比的方法验证了新工艺是否具有可行性，并得到了满意的答案，旨在与相关人士互相交流学习，供以借鉴。

参考文献

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