氣門失效模式

1、第1頁(yè)共8頁(yè)氣門常見失效模式故障分析氣門常見失效模式故障分析氣門常見失效模式故障分析發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣門是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中密封燃燒室和控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣體交換的精密零件，是保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能、可靠性、耐久性的重要零件。氣門的工作條件惡劣，進(jìn)氣門的工作溫度可達(dá)300～400℃，排氣門的工作溫度可達(dá)700～900℃。進(jìn)氣門主要受反復(fù)沖擊的機(jī)械負(fù)荷，排氣門除受反復(fù)沖擊的機(jī)械負(fù)荷外，還受高溫氧化性氣體的腐蝕以及熱應(yīng)力（即氣門盤部因溫度梯度產(chǎn)生

2、的應(yīng)力）、錐面熱脹應(yīng)力（即氣門的堆焊材料與基體材料膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的附加應(yīng)力）、和燃燒時(shí)氣體壓力等共同作用，氣門在落座時(shí)還承受由慣性引起的沖擊交變載荷及彈簧壓力、高溫腐蝕氣體的高速?zèng)_刷力等，所承受的機(jī)械應(yīng)力圖如圖一所示。氣門在設(shè)計(jì)、材質(zhì)與制造合理的條件下，氣門的失效主要為磨損與疲勞斷裂，磨損主要在氣門與配氣機(jī)構(gòu)中相關(guān)接觸件的磨損，它除了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的效率外，還因改變氣門與相關(guān)件的相互位置及受力狀態(tài)而間接促進(jìn)氣門疲勞斷裂；氣門的疲勞斷裂主要

3、是受到高頻率的張壓交變壓應(yīng)力，沖擊交變應(yīng)力、彎曲、冷熱、及燃?xì)飧g的單一或綜合作用造成的。如果發(fā)動(dòng)機(jī)裝配、修理、使用方面不按技術(shù)規(guī)程要求進(jìn)行，氣門配合的相關(guān)件質(zhì)量不合格，氣門很容易發(fā)生失效，并且主要發(fā)生在盤部單薄處、頸部及鎖夾槽等應(yīng)用力集中處。因?yàn)闅忾T失效的原因是多方面的，且較為復(fù)雜，不能逐一敘述，現(xiàn)就常見的幾種氣門失效模式故障分析。第3頁(yè)共8頁(yè)允許上限時(shí)，材料組織的就會(huì)發(fā)生變化，如氣門馬氏體材料的局部退火金相組織轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致硬度和強(qiáng)度下

4、降；而奧氏體材料，正常組織是奧氏體加均勻分布的顆粒狀化物，塑性比較好，當(dāng)溫度升高，組織發(fā)生質(zhì)的變化時(shí)，如奧氏體基體上有較多的層狀析出物，或析出聚集長(zhǎng)大成帶尖角與鋒棱且相當(dāng)部分沿奧氏體晶界分布的粗片碳化物，它將分割塑性好的基體，并成為成千上萬的潛在微裂紋萌生處，增大了氣門應(yīng)力疲勞，導(dǎo)致氣門頸部早期疲勞斷裂。2.氣門導(dǎo)管與氣門間隙過大氣門導(dǎo)管與氣門間隙過大間隙過大，將會(huì)造成氣門在運(yùn)動(dòng)過程中擺動(dòng)，桿部異常磨損，氣門溫度升高，落座不正，受力不均

5、勻等，導(dǎo)致氣門頸部斷裂。3.氣門座松脫氣門座松脫氣門座松脫，將會(huì)造成氣門單邊落座而產(chǎn)生交變彎曲應(yīng)力，導(dǎo)致氣門頸部斷裂。4.氣門彈簧折斷或鎖夾脫落氣門彈簧折斷或鎖夾脫落氣門彈簧折斷（有些用戶在維修時(shí)更換氣門后不更換彈簧）或鎖夾脫落（鎖夾與氣門不匹配），將會(huì)造成氣門掉缸，導(dǎo)致氣門被活塞頂斷。5.氣門座口與氣門導(dǎo)管不同心氣門座口與氣門導(dǎo)管不同心不同心會(huì)出現(xiàn)氣門桿部單邊磨損或異常磨損痕跡，造成氣門單邊落座而產(chǎn)生交變彎曲應(yīng)力，導(dǎo)致氣門頸部斷裂。6