汽車氣門、氣門彈簧、氣門導管、氣門座的作用

2020-12-25 百家號

1.氣門的結構如下:

1)氣門頭部 氣門頭部可以分為氣門頂部和氣門密封錐面兩個部分。氣門頭部直徑越大,氣門口通道截面也越大,進排氣阻力就越小。進氣門頭部直徑一般比排氣門頭部直徑大。這主要是因為進氣阻力比排氣阻力對發動機性能的影響大,這樣設計有利於減小進氣阻力,同時可以使排氣門頭部受熱面積減小,在高溫、高壓作用下不易產生變形。

2)氣門頂部 主要有三種形式:平頂、凹頂和凸頂。平頂氣門結構簡單,製造方便,吸熱面積小,質量也小,因此大多數發動機都採用這種形式的氣門;凹頂氣門也稱喇叭形氣門,其質量小,慣性也小,與杆部的過渡有一定的流線形,可以降低進氣阻力,但是頂部受熱面積較大,故常用作進氣門,而不作為排氣門使用;凸頂氣門即球面頂氣門的剛度大,受熱面積也大,排氣阻力小,廢氣清除效果好,主要用於某些排氣門。

3)氣門密封錐面 氣門密封錐面指氣門頭部與氣門座圈接觸的工作面。該工作面是與氣門杆部同一中心線的錐面,一般將此錐面與氣門頂部平面的夾角稱為氣門錐角。氣門密封錐面的作用是提高氣門與氣門座的密封性和導熱性。氣門在彈簧作用下落座時,能夠自定位。避免氣流拐彎過大而降低流速。能自動擠掉接觸面積炭的沉澱物,起自潔作用。

一般情況下,氣門錐角比氣門座或者氣門座圈錐角要小一些,這主要是因為這樣可以使二者不以錐面的全寬接觸,增加密封錐面的接觸壓力,加速磨合,並能切斷和擠出二者之間的積垢或者積炭等,由此可以保證密封錐面良好的密封性能。氣門頂邊緣與氣門密封錐面之間應該有一定的厚度,一般為1~3mm,以防止工作中受到衝擊損壞或被高溫氣體燒壞。

4)氣門杆部 氣門杆部與氣門導管相接觸,一般做成圓柱形。發動機工作時,氣門杆在氣門導管中不斷上下往復運動,承受周期性衝擊,加之潤滑條件比較惡劣,密封性要求高,因此要求氣門杆與氣門導管必須有一定的配合精度和耐磨性,同時要求氣門杆部與頭部的過渡應儘量圓滑,以減小氣流阻力和應力集中。氣門杆表面都經過熱處理和磨光處理。氣門杆尾部的結構取決於氣門彈簧座的固定方式,氣門杆與彈簧座連接方式主要有兩種:一種是鎖夾式,由兩個半圓形錐形鎖夾來固定氣門彈簧座;另一種是鎖銷式,用鎖銷固定氣門彈簧座,鎖銷安裝在氣門杆尾部上對應的徑向孔中。

2.氣門彈簧的作用是保證氣門正確復位,即克服氣門關閉過程中氣門及傳動件慣性力產生的間隙,保證氣門及時落座並緊密貼合,同時防止氣門在發動機振動時因跳動而破壞密封。氣門彈簧安裝時一端支承在氣缸蓋上,另一端則壓靠在氣門杆尾端的彈簧座上,用鎖環或鎖銷固定在氣門杆的末端。

為了保證彈簧有足夠的剛度和安裝預緊力,氣門彈簧多用高碳錳鋼或鉻釩鋼絲、矽鉻鋼絲製成。氣門彈簧一般製成為圓柱形等螺距彈簧。發動機裝一根氣門彈簧時,採用不等螺距彈簧,以防止共振。

3.氣門導管的作用是在氣門做往復直線運動時進行導向,以保證氣門與氣門座之間的正確配合與開閉。當凸輪直接作用於氣門杆端時,承受側向作用力並起傳熱作用。一般為圓柱形管,外表面具有較高的加工精度和較低的表面粗糙度,與氣缸蓋(體)的配合為過盈配合,以保證良好的傳熱並防松,氣門導管與氣門的配合則為間隙配合,一般留有0.05~0.12mm的微量間隙。該間隙過小,會導致氣門杆受熱膨脹與氣門導管卡死;間隙過大,會使機油進入燃燒室燃燒。為了防止過多的潤滑油進入燃燒室,有的發動機在氣門導管上安裝有橡膠油封。氣門導管的定位大多數採用卡環定位。

4.氣門座是氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相貼合的部位。氣門座的作用是與氣門頭部一起對氣缸起密封作用,同時接受氣門頭部傳來的熱量,起到對氣門散熱的作用。氣門座可在氣缸蓋上直接鏜出,也可使用耐熱合金鋼或者合金鑄鐵單獨製成座圈(稱為氣門座圈),壓入氣缸蓋(體)中。這種氣門座圈具有耐高溫、耐磨損、耐衝擊、使用壽命長、損壞後易更換的特點,因此在現代發動機中普遍採用。由於氣門座圈熱負荷大,溫度變化大,又受氣門落座時的衝擊,為防止脫落並很好的散熱,氣門座與座孔之間應有較高的加工精度、較低的表面粗糙度和較大的配合過盈量。裝配時應注意使用溫差法壓入。

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