上文正航仪器已经和您谈到发动机排气门断裂失效原因揣测，由于篇幅有限，在此，正航仪器在此为您续写其中的失效原因。

一、气门温度场试验

通过对气门材料成分、硬度、金相组织和受力分析，初步得知是由于高温导致气门多源疲劳断裂，为了验证推测的准确性，对排气门进行温度场试验。试验中排气门材料采用5Cr8Si2，测试结果显示气门颈部断裂处的温度是765℃，高于材料承受的不大于700℃范围，检测结果如图11所示。

二、改进设计排气门

综上分析得知排气门断裂是由于排气温度高于气门所能承受最高温度导致在颈部发生多源疲劳断裂。由于此发动机为增压发动机，排气温度高于自然吸气发动机的排气温度100℃～200℃，因此对排气门进行改进升级，预设方案如下:

1)将气门盘部材料由21－4NWNb改为高温镍基合金材料，如INCONEL751材料，提高其耐高温性。

2)将气门杆部直径由5.5mm增大至6mm。由于气门承受高应力，增大杆部直径，可以有效降低应力集中点，从而减轻气门因高温而发生蠕变的情况。

3)采用中空充钠气门。钠在100℃以上融化并随气门的运动而运动，可以有效的将盘部热量带到杆部，从而加快热量的传导，降低气门温度。若采用方案1)则会增加成本，而且高于方案3);若采用方案2)会涉及到气门导管、气缸盖等零部件的变更，周期较长。因此最终选择方案3，将实心气门更改为中空充钠气门，通过钠的流动将气门盘部的热量迅速带出，避免过热，方案如图12所示，然后试制样件并进行耐久试验和冷热冲击试验验证。

三、试验验证

经过800h耐久试验和300h冷热冲击试验后，测量颈部尺寸Φ5.46mm左右，符合要求。

    通过对气门的断口分析，得出初步断裂原因为疲劳断裂;继续进行化学成分、金相组织和受力分析，推断是由于高温引起的断裂;继续进行温度场试验，验证了高温导致的疲劳断裂。通过优化设计，采用中空充钠气门，并进行试验验证，气门断裂问题得到彻底解决。（正航仪器整理）http://www.zhsysb.cn