项目三配气机构.docx
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项目三配气机构
项目三配气机构
知识目标:
1.掌握配气机构的功用、组成、工作原理及结构形式;
2.熟悉可变配气相位;
能力目标:
1.握配气机构异响故障的诊断;
2.掌握气门间隙的调整方法。
配气机构是控制发动机进气和排气的装置,它应能保证发动机进气充分、排气(废气)干净,对现代汽车发动机转速的提高、性能的改善有着重要意义。
现代轿车发动机多采用多气门、凸轮轴上置、齿形带传动式结构。
一些高性能轿车发动机采用可变配气相位和气门升程电子控制系统,它能根据发动机的运行状况而改变发动机的配气相位和气门升程,使发动机在所有工作转速下都能获得较佳的配气相位和气门升程,从而提高发动机的动力性和经济性。
本模块主要介绍配气机构的类型、组成、工作原理、配气相位、常见故障的诊断等内容。
一、配气机构的作用和组成
(一)配气机构的作用
配气机构是控制发动机进气和排气的装置。
其作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求,定时开启和关闭进、排气门,使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)准时进入气缸,废气得以及时排出气缸。
进入气缸内的新鲜可燃混合气或空气(也称进气量)对发动机性能的影响很大。
进气量越多,发动机的有效功率和转矩越大。
因此,配气机构首先要保证进气充分,进气量尽可能多。
同时,废气要排除干净,因为气缸内残留的废气越多,进气量将会越少。
其次,配气机构的运动件应该具有较小的质量和较大的刚度,以使配气机构具有良好的动力特性。
(二)配气机构的组成
发动机配气机构基本可分成两部分:
气门组和气门传动组。
气门组用来封闭进、排气道,主要零件包括气门、气门座、气门弹簧和气门导管等。
气门组的组成与配气机构的形式基本无关,但结构大致相同。
气门传动组是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件,作用是使气门定时开启和关闭,它的组成视配气机构的形式不同而异,主要零件包括正时齿轮(正时链轮和链条或正时带轮和正时带)、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂轴和摇臂等。
发动机工作时,曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转,使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺杆和推杆推动摇臂绕摇臂轴摆转,摇臂的另一端便向下推开气门,并使气门弹簧进一步压缩。
当凸轮的顶点转过挺杆后,气门在气门弹簧的弹力作用下,开度开始逐渐减小,直至最后关闭。
二、配气机构的分类和工作原理
(一)配气机构的分类
发动机配气机构形式多种多样,其主要区别是气门布置形式和数量、凸轮轴布置形式和驱动方式。
1.按气门布置形式分类
按气门布置形式分类可分为侧置气门和顶置气门,其中顶置气门应用最广泛,侧置气门已被淘汰。
以下配气机构如果不特别说明,则都为顶置气门式。
一般发动机都采用每缸两气门,即一个进气门和一个排气门的结构。
为了进一步提高气缸的换气性能,许多中、高级新型轿车的发动机上普遍采用每缸多气门结构,如三气门、四气门以及五气门等,其中以四气门为多见。
如图3-1所示为奥迪V8发动机每缸五气门(三个进气门、两个排气门)结构。
图3-1奥迪车五气门示意图
气门数目的增加,使发动机的进、排气通道的断面面积大大增加,提高充气效率,改善了发动机的动力性能。
2.按凸轮轴的传动方式分类
配气机构按凸轮轴的传动方式分有齿轮传动式、链条传动式和齿形带传动式,如图3-2所示。
由于四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转2圈,而各缸只进、排气1次,即凸轮轴只需转1圈,所以曲轴与凸轮轴的传动比为2∶1。
(a)齿轮传动式(b)链条传动式(c)齿形带传动式
图3-2 凸轮轴的传动方式
(1)齿轮传动式
凸轮轴下置式、中置式配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动。
一般从曲轴到凸轮轴的传动只需一对正时齿轮,如图3-2(a)所示,多用于汽油机,如CA6102、EQ6100-1型汽油机。
采用这种传动,若齿轮直径过大,可在中间加装一个惰轮,如图3-3所示,柴油机多采用这种结构,如CA6110、YC6105、QC6120型柴油机。
凸轮轴正时齿轮大,曲轴正时齿轮小,通常采用斜齿,以保证传动平稳。
安装时,齿轮上的正时记号必须对准,确保配气正时。
(1)齿轮传动式
凸轮轴下置式、中置式配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动。
一般从曲轴到凸轮轴的传动只需一对正时齿轮,如图3-2(a)所示,多用于汽油机,如CA6102、EQ6100-1型汽油机。
采用这种传动,若齿轮直径过大,可在中间加装一个惰轮,如图3-3所示,柴油机多采用这种结构,如CA6110、YC6105、QC6120型柴油机。
凸轮轴正时齿轮大,曲轴正时齿轮小,通常采用斜齿,以保证传动平稳。
安装时,齿轮上的正时记号必须对准,确保配气正时。
A、B、C正时记号
图3-3 加中间惰轮的齿轮传动(柴油机用)
(2)链条传动式
凸轮轴上置式配气机构的凸轮轴离曲轴较远,采用链条传动或齿形带传动。
采用链条传动时,在曲轴和凸轮轴上装有链轮,曲轴通过链条驱动凸轮轴,在链条侧面有张紧机构和链条导板,利用张紧机构调整链条张力,如图3-2(b)所示。
其特点是工作可靠,使用寿命长,但工作噪声大,润滑、维修较麻烦。
(3)齿形带传动式
从20世纪80年代初开始,齿形带传动逐渐得到广泛使用。
与链条传动相似,采用齿形带传动时,曲轴上的齿形带轮通过齿形带驱动凸轮轴上的齿形带轮,并用张紧轮调整齿形带张力,如图3-2(c)所示。
齿形带由纤维和橡胶制成,一面具有齿形,另一面是平面。
齿形带传动噪声小,不需要润滑。
齿形带要求汽车每行驶1×104km检查一次,以确保工作可靠。
上海别克、奥迪、桑塔纳等轿车均采用这种传动。
安装时和齿轮传动式一样,在主动轮和被动轮上都有正时记号,必须按要求对准正时记号,以确保配气正时。
3.按凸轮轴布置形式和驱动方式分类
(1)凸轮轴下置式:
大多数载货汽车和大中型客车发动机都采用这种结构形式,如图3-4所示。
气门组由气门、气门导管。
气门弹簧、气门弹簧座和气门锁片等组成。
气门传动组由凸轮轴、凸轮轴正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等组成。
其结构特点是凸轮轴平行布置在曲轴一侧,位于气门组下方,配气机构的工作通过曲轴和凸轮轴之间的一对正时齿轮将曲轴的动力传给凸轮轴来带动。
图3-4凸轮轴下置式配气机构
凸轮轴下置式配气机构的工作情况如图3-5所示。
发动机工作时,曲轴通过正时齿轮带动凸轮轴旋转。
当凸轮轴上凸轮的凸起部分向上运动时,依次顶起气门挺柱、推杆和调整螺钉,使摇臂绕其轴摆转,摇臂的另一端便向下推动气门,气道被逐步打开,同时使气门弹簧受到压缩。
当凸轮的凸尖上升到最高位置时,气门开度最大,如图3-5(a)所示。
当凸轮的凸尖离开挺柱以后,在气门弹簧弹力的作用下,气门开度逐渐减小,待气门及其传动件恢复原位后,气门关闭,如图3-5(b)所示。
发动机在压缩和做功行程中,气门在其弹簧张力的作用下严密关闭,使气缸密封。
图3-5 凸轮轴下置式配气机构的结构和工作简图
(2)凸轮轴中置式:
一些速度较高的柴油机将凸轮轴位置抬高到缸体上部,如图3-6所示。
图3-6凸轮轴中置式配气机构
配气机构工作原理如图3-7所示。
发动机工作时,正时齿轮带动凸轮轴旋转,当发动机需要进行换气行程时,凸轮凸起部分通过挺柱、推杆以及高速螺钉推动摇臂摆转,使得摇臂的另一端向下推开气门,并压缩气门弹簧。
凸轮凸起部分的顶点转过挺柱后,凸轮对挺柱的推力减小,气门在弹簧张力下逐渐关闭,凸轮凸起部分离开挺柱时,气门完全关闭,换气行程结束,压缩和做功行程开始。
气门在弹簧张力作用下严密关闭,使气缸密闭。
(a)气门关闭(b)气门打开(c)气门关闭
图3-7配气机构工作原理
(3)凸轮轴上置式:
现代轿车使用的高速发动机大多采用这种结构形式,如图3-8所示。
凸轮轴仍与曲轴平行布置,但位于气门组上方,凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门开启和关闭,省去了推杆,使往复运动质量大大减小,但此种布置使凸轮轴距离曲轴较远,因此,不方便使用齿轮传动,现多采用同步齿形胶带传动,这种结构形式的气门传动组主要由凸轮轴、同步齿形胶带、挺柱、摇臂及摇臂轴等组成。
凸轮轴上置式配气机构有单上置和双上置之分。
①单上置凸轮轴式配气机构。
单上置凸轮轴式配气机构在缸盖上布置1根凸轮轴驱动进、排气门。
通过挺柱驱动的称直接驱动式(见图3-9),通过摇臂驱动的称摇臂驱动式,如图3-10所示。
图3-9 凸轮轴直接驱动气门
图3-10 摇臂驱动
②双上置凸轮轴式配气机构。
双上置凸轮轴式配气机构是在气缸盖上布置2根凸轮轴,一根驱动进气门,一根驱动排气门,如图3-11、图3-12所示。
这种结构有利于多气门的布置。
图3-11气门双上置式凸轮轴配气机构图3-12气门双上置式凸轮轴配气机构
由上述工作过程可知:
传动组的运转使气门开启,气门弹簧释放张力使气门关闭;凸轮的轮廓曲线则决定了气门的开闭时刻与规律。
每次打开气门时摇臂压缩气门弹簧,为关闭气门积蓄能量。
(二)配气相位
新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多,则发动机可能发出的功率愈大。
新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度,用充气效率表示。
充气效率越高,表明进入气缸的新气越多,可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大,发动机的功率越大。
发动机在换气行程中,若能够做到排气彻底、进气充分,则可以提高充气系数,增大发动机输出的功率。
四冲程发动机的每一个工作行程曲轴要旋转180º。
由于现代发动机转速很高,一个行程经历的时间是很短的。
如上海桑塔纳的四冲程发动机,在最大功率时的发动机转速达到5600r/min,一个行程的时间只有O.0054s。
在如此短的进气和排气行程中,很难达到进气充分,排气彻底。
为改善换气行程,提高发动机性能,实际发动机的气门开启和关闭并不在上、下止点,而是适当提前或滞后,即气门开启过程都大于180º曲轴转角。
用曲轴转角表示气门开启与关闭时刻和开启的持续时间,称为配气相位,如图3-13所示。
图3-13配气相位图
1.进气提前角
在排气行程接近完成时,活塞到达上止点之前,进气门便开始开启。
从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角,用α表示。
一般α值为10º~30º。
进气门早开,使得活塞到达上止点开始向下移动时,进气门已有一定开度,所以可较快地获得较大的进气通道截面,减少进气阻力。
2.进气迟闭角
在进气行程到达下止点时,进气门并未关闭,而是在活塞上行一段距离后才关闭。
从活塞位于下止点至进气门完全关闭时对应的曲轴转角称为进气迟闭角,用β表示。
一般β值为40º~80º。
活塞在到达下止点时,气缸内的压力仍低于大气压力,且气流还有相当大的惯性,适当延迟关闭进气门,可利用压力差和气流惯性继续进气。
进气门开启持续时间内的曲轴转角,即进气持续角为α+180º+β,约为230º~290º。
进气门早开和迟关的目的
进气门早开,则活塞到达上止点开始向下止点运动时,进气门已有一定开度,使新鲜气体顺利进入气缸。
进气门迟关可充分利用气流的惯性和缸内外的压力差继续进气,加上进气门早开和迟关增加了进气时间。
可见,进气门早开、迟关能增加气缸的充气量。
3.排气提前角
在做功行程的后期,活塞到达下止点前,排气门便开始开启。
从排气门开始开启到活塞到达下止点时所对应的曲轴转角称为排气提前角,用γ表示。
一般γ值为40º~80º。
做功行程接近结束时,气缸内的压力约为0.3~O.5MPa,做功作用已经不大,此时提前打开排气门,高温废气迅速排出,减小活塞上行排气时的阻力,减少排气时的功率损失。
高温废气提早迅速排出,还可防止发动机过热。
4.排气迟闭角
排气门是在活塞到达上止点后,又开始下行一段距离后才关闭的。
从活塞位于上止点到排气门完全关闭时所对应的曲轴转角称为排气迟闭角,用δ表示。
一般咖数值为10º~30º。
活塞到达上止点时,气缸内的压力仍高于大气压,由于气流有一定的惯性,排气门适当延迟关闭可使废气排得更干净。
排气门开启持续时间内的曲轴转角,即排气持续角为γ+180+δ,约为230º~290º。
排气门早开,使废气能利用自身压力迅速、自由地排出气缸,减小排气行程活塞上行的阻力,可缩短废气在气缸内的停留时间,防止发动机过热。
排气门迟关,可利用废气压力和废气流的惯性继续排气,加上排气门早开和迟关延长了排气时间。
所以,排气门早开、迟关可以使气缸内的废气排除得更为干净。
5.气门叠开与气门叠开角
由于进气门早开和排气门晚关,在活塞位于排气上止点附近,出现一段进、排气门同时开启的现象,称为气门叠开。
同时开启的角度,即进气门提前角α与排气门迟后角δ之和称为气门重叠角。
气门叠开时气门的开度很小,且新鲜气流和废气流有各自的惯性,在短时间内不会改变流向,适当的叠开角,不会出现废气倒流进气道和新鲜气体随废气排出的现象。
相反,进入气缸内部的新鲜气体可增加气缸内的气体压力,有利于废气的排出。
进气提前角α大或排气迟后角δ大使重叠角(α+δ)增大时,将导致废气倒流、新鲜气体随废气排出的现象,对汽油机则直接造成燃料的浪费。
相反,若气门重叠角过小,则使得进气阻力增大或“浪费”废气气流惯性。
对发动机性能影响最大的是进气迟闭角β。
β过小,进气门关闭过早影响进气量;β过大,进气门关闭过晚,进入气缸内的气体重新又压回到进气道内,影响发动机的进气量。
排气提前角δ大,高温高压气体过早排出气缸,造成发动机功率下降,油耗增大,排气管产生放炮等现象。
但排气提前角过小,则排气阻力增大,增加发动机功率消耗,还可能造成发动机过热。
实际中,气门究竟何时打开,又何时关闭最为合适?
合理的配气相位是根据发动机结构形式、转速等因素通过反复试验确定的,由凸轮的形状及配气机构保证。
需要指出的是,传统发动机的配气相位,只有当发动机在某一特定转速下运转时才是最合适的。
随着电子控制技术在汽车发动机的推广应用,配气相位随转速、负荷变化而自动调整的可变配气发动机,也越来越普遍,如丰田的VVT-i、本田的VTEC、奔驰公司的VALVETRONIC装置等。
由上面的分析可知,配气相位包括α、β、γ、δ、α+180°+β、γ+180°+δ等角度,是一个很具体的概念。
最有利的配气相位是由制造厂家通过反复试验来确定的。
部分发动机的配气相位见表3-1。
表3-1 部分发动机的配气相位
型号
进气门
排气门
气门重叠角α+δ
开启提前角α
关闭延迟角β
持续角
180°+α+β
开启提前角γ
关闭延迟角δ
持续角
180°+γ+δ
α+δ
AJR
上止点后1.2°
37.5°
216.25°
40.8°
上止点前4.55°
216.25°
0°
上海大众帕萨特B5
上止点后9°
36°
207°
38°
上止点前8°
210°
1°
462Q
51°
79°
310°
83°
47°
310°
98°
CA6110
15°
45°
240°
45°
15°
240°
30°
6BTA5.9
10°
30°
220°
58°
10°
248°
20°
6.气门间隙
(1)气门间隙的含义
发动机工作时,气门将因温度升高而膨胀,如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或间隙过小,则在热态时气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严,造成发动机在压缩和做功行程中漏气,而使功率下降,严重时甚至不易起动。
为了消除这种现象,通常在发动机冷态装配(气门完全关闭)时,在气门与其传动机构中留有适当的间隙,以补偿气门受热后的膨胀量,这一间隙通常称为气门间隙。
如图3-14所示。
图3-14 气门间隙
凸轮轴下置式配气机构的气门间隙是指气门杆端与摇臂之间的间隙,它用摇臂上的调整螺钉进行调整。
凸轮轴上置式配气机构的气门间隙的检查和调整部位随气门的驱动方式不同而异,对摇臂驱动式,气门间隙是指凸轮基圆与摇臂之间的间隙(如夏利TJ376Q型发动机)或调整螺钉与气门杆端之间的间隙(如富康TU32K、462Q型发动机),它用摇臂上的调整螺钉进行调整;对直接驱动式,气门间隙是指凸轮与挺柱之间的间隙,它用装在挺柱头部凹槽内的垫片来调整。
气门间隙的大小由发动机制造厂根据试验确定。
一般在冷态时,进气门间隙为0.25-0.35mm,排气门间隙为0.30-0.35mm。
在使用和维修中,必须将气门间隙调整到合乎标准值范围。
对采用液压挺柱的发动机,由于挺柱的长度能自动变化,以随时补偿气门的热膨胀量,故不需要预留气门间隙,如奥迪、上海别克、广州本田雅阁和桑塔纳等轿车的发动机。
采用液压挺柱的。
对采用液压挺柱的发动机,由于挺柱的长度能自动变化,以随时补偿气门的热膨胀量,故不需要预留气门间隙,如奥迪、上海别克、广州本田雅阁和桑塔纳等轿车的发动机。
采用液压挺柱的。
(2)气门间隙过大、过小的危害
气门间隙的大小,对发动机的工作和性能影响很大。
如果气门间隙过小,发动机在热态下可能因气门关闭不严而发生漏气,导致功率下降,甚至气门烧坏;如果气门间隙过大,则使传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击响声,并加速磨损,同时也会使气门开启的持续时间减少,气缸的充气以及排气情况变坏。
(3)气门间隙的调整
气门间隙的调整是发动机维修中必须进行的一项作业。
其调整方法有逐缸调整法和两次调整法(也称快速调整法)2种。
调整时,挺柱(或摇臂)必须落在凸轮的基圆上,在其他情况下调整出来的气门间隙是不正确的。
①逐缸调整法
逐缸调整气门间隙的要领是(以凸轮轴下置式配气机构为例):
a.使第一缸活塞处于压缩行程的上止点位置。
b.调整第一缸的进、排气门间隙。
先松开调整螺钉的锁紧螺母,一边用螺丝刀转动调整螺钉,一边将厚薄规插入气门杆与摇臂之间(厚薄规的厚度与所调气门的规定间隙值相同),一直调到能轻轻拔出厚薄规的程度后拧紧锁紧螺母,以防发动机工作中因调整螺钉松动而改变气门间隙。
c.其余各缸气门间隙的调整按以上方法进行。
②两次调整法
由于逐缸调整法的工作效率低,故在生产实践中普遍采用两遍调整法调整气门间隙,即当第一缸活塞处于压缩行程上止点时,调整所有气门的半数,再摇转曲轴一周(指四冲程发动机),便可调整其余的半数气门。
如工作顺序为1-3-4-2的直列四缸发动机,当第一缸处于压缩行程上止点时,能同时调整气门间隙的气门是:
第一缸的进、排气门,第二缸的进气门,第三缸的排气门;当转动曲轴一周,使第四缸处于压缩行程上止点位置时,可以调整余下的半数气门。
对工作顺序为1-5-3-6-2-4的直列六缸发动机,当第一缸处于压缩行程上止点时,能同时调整的气门为:
第一缸的进、排气门,第二、四缸的进气门,第三、五缸的排气门;当转动曲轴一周,使第六缸处于压缩行程上止点时,余下的半数气门即可调整。
两次调整法调整气门间隙的具体操作方法与逐缸调整法相同。
活动二气门组的构造与维修
一、气门组的结构
(一)气门组
气门组在配气机构中相当于一个阀门,作用是准时接通和切断进排气系统与气缸之间的通道。
气门组一般由气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座及锁片(锁销)等组成,如图3-15所示。
图3-15气门组结构
图3-15气门组结构
气门组应保证气门能够实现气缸的密封,因此要求:
气门头部与气门座贴合严密;气门导管与气门杆的上下运动有良好的导向;气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直,以保证气门头在气门座上不偏斜;气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力,使气门能迅速开闭,并保证气门紧压在气门座上。
气门的作用是封闭进、排气通道。
气门的工作条件十分恶劣,气门头部的工作温度很高,进气门可达570-670K(K为热力学温度,换算关系为:
T/℃=T/K-273.15);排气门更高,可达1050-1200K;气门头部要承受气体压力、气门弹簧力及传动组零件惯性力的作用;气门冷却和润滑条件差;还要接触气缸内燃烧生成物中的腐蚀介质。
因此,要求气门必须具有足够的强度、刚度、耐热、耐腐蚀和耐磨能力。
但是由于进、排气门的工作条件有所不同,因此使用的材料也有所区别。
进气门的材料一般采用合金钢(如铬钢或镍铬钢等),排气门由于热负荷大,一般采用耐热合金钢(硅铬钢、硅铬钼钢等);有的排气门为了降低成本,头部采用耐热钢,而杆部用铬钢,然后将二者焊在一起。
1.气门的结构
气门由头部和杆部两部分组成,如图3-16(a)所示,气门头部与气门座配合实现密封气缸的进、排气通道的作用,气门杆部则主要为气门的运动导向。
(a)气门的结构(b)气门头部形状
图3-16气门结构
气门头部由顶部和密封锥面组成。
如图3-16(b)所示为气门头部形状。
(1)气门顶部。
平顶是大多数发动机采用的一种方式,它吸热面积小,结构简单,制造方便,质量小,进、排气门均可采用。
喇叭形顶与杆身的过渡部分具有流线型,气体流动阻力小,且质量轻,惯性小。
但顶部受热面积大,适合做进气门,不宜做排气门。
球面顶的强度高,排气阻力小,废气清除效果好,适合做排气门。
但球面顶形状受热面积大,质量和惯性力大,加工也复杂。
(2)气门密封锥面。
气门密封锥面是与杆身同心的圆锥面,用来与气门座接触,起到密封气道的作用。
采用密封锥面具有密封性和导热性好;气门落座时,有自定位作用;避免气流拐弯过大而降低流速;能挤掉接触面的沉淀物,起到自洁作用的特点。
气门密封锥面与顶平面之间的夹角,称为气门锥角,如图3-17所示。
在气门升程相同的情况下,减小气门锥角小,可获得较大的气流通过截面,进气阻力较小。
但气门锥角过小,其头部边缘变薄,刚度降低,致使气门头部与气门座的密封性和导热性均变差。
气门锥一般有45º、30º两种。
排气门温度高,导热要求也高,其锥角大多为45º。
锥形工作面的作用:
①能提高密封性和导热性。
②气门落座时,有自定位作用。
③避免气流拐弯过大而降低流速。
④能挤掉接触面的沉淀物,起自洁作用。
一般气门锥角比气门座或气门座圈锥角稍小一些,其作用是使二者不以锥面的全宽接触,这样可增加密封锥面的接触压力,加速磨合,并能切断和挤出二者之间的任何积垢或积炭,保持锥面良好密封性。
图3-17气门锥角
图3-17气门锥角
气门顶边缘与气门密封锥面之间的厚度,一般为1-3mm,以防止在工作中受冲击损坏或被高温气体烧坏。
为了减少进气阻力,提高气缸的充气效率,多数发动机进气门的头部直径比排气门的大。
为保证良好密合,装配前应将气门头与气门座二者的密封锥面互相研磨。
研磨好的零件不能互换。
排气门热负荷特别高,为了改善其导热性能,有些如捷达EA113五气门发动机的排气门,采用了充钠技术,如图3-18所示。
其原理是:
钠在约为1243K时变为液态,液态钠具有良好的热传导能力,利用液态钠的来回运动,热量迅速地从气门头部传到根部。
排气门的这种内部冷却方式既提高了气门的使用寿命,又降低了混合气自燃的危险。
图3-18充钠排气门
2.气门杆
气门杆与气门导管配合,为气门开启与关闭过程中的上下运动导向。
气门杆为圆柱形,发动机工作时,气门杆在气门导管中不断上下往复运动,而且润滑条件极为恶劣。
因此,要求气门杆与气门导管有一定的配合精度和耐磨性,气门杆表面都经过热处理和磨光,气门杆与头部之间的过渡应尽量圆滑,不但可以减小应力集中,还可以减少气流阻力。
3.每缸气门数
一般发动机每个气缸有两个气门,即一个进气门和一个排气门。
进气门头部直径比排气门大15%~30%,目的是增大进气门通过断面面积,减小进气阻力,增加进气量。
凡是进气门和排气门数量相同时,进气门头部直径总比排气门大。
每缸两气门的发
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