1.气门的结构特征分析
气门的作用是封闭进、排气通道。气门的结构主要由气门头部和气门杆部两部分组成。
图2-20 无噪声摇臂的工作过程
1—凸轮轴 2—挺柱 3—推杆 4—摇臂轴 5—摇臂 6—弹簧 7—柱塞 8—凸环 9—气门
图2-21 摇臂组件
1—密封端盖 2—摇臂轴 3—螺栓 4—摇臂轴紧固螺栓 5—摇臂轴前支座 6—摇臂衬套 7—摇臂 8—锁紧螺母 9—调整螺钉 10—摇臂轴中间支座 11—限位弹簧 12—摇臂轴后支座
（1）气门头部结构特征分析 气门头部可以分为气门顶部和气门密封锥面两个部分。气门头部直径越大，气门口通道截面也越大，进排气阻力就越小。进气门头部直径一般比排气门头部直径大。这样设计有利于减少进气阻力，同时可以使排气门头部受热面积减少，从而在高温、高压作用下也不易产生变形。
1）气门顶部结构特征分析：气门顶部的形状如图2-22所示，主要有三种形式：平顶（图2-22a）、凹顶（图2-22b）和凸顶（图2-22c）。平顶气门结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也小，因此大多数发动机都采用这种形式的气门；凹顶气门也叫喇叭形气门，其质量小，惯性小，与杆部的过渡有一定的流线形，可以降低进气阻力，但是顶部受热面积较大，故常用作进气门，而不作为排气门使用；凸顶气门即球面顶气门的刚度大，受热面积也大，排气阻力小，废气清除效果好，主要用于某些排气门。
2）气门密封锥面结构特征分析：气门密封锥面是指气门头部与气门座圈接触的工作面。这个工作面的质量关系到发动机的燃烧室的密封性和气缸压力，该工作面是与气门杆部同一中心线的锥面，一般将这个锥面与气门顶部平面的夹角称为气门锥角，如图2-23所示，一般为30°～45°。气门密封锥面的作用一般有：
①能提高气门与气门座的密封性和导热性。
②气门在弹簧作用下落座时，能够自定位。
③避免气流拐弯过大而降低流速。
④能自动挤掉接触面积炭的沉淀物，起自洁作用。
图2-22 气门顶形状
a）平顶 b）凹顶 c）凸顶
图2-23 气门锥角
图2-24 气门弹簧座的固定方式
a）锁夹固定 b）锁销固定
1—气门杆 2—气门弹簧 3—弹簧座 4—锁夹 5—锁销
一般情况下，气门锥角比气门座或者气门座圈锥角要小一些，这主要是因为这样可以使二者不以锥面的全宽接触，这样可以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积垢或者积炭等，由此可以保证密封锥面良好的密封性能。气门顶边缘与气门密封锥面之间应该有一定厚度，一般为1～3mm，以防止工作中受到冲击损坏或被高温气体烧坏。(www.xing528.com)
（2）气门杆部结构特征分析 气门杆部与气门导管相接触，一般做成圆柱形。发动机工作时，气门杆在气门导管中不断上下往复运动，承受周期性冲击，加之润滑条件比较恶劣，密封性要求高，因此要求气门杆与气门导管必须有一定的配合精度和耐磨性，同时要求气门杆部与头部的过渡应尽量圆滑，以减少气流阻力和应力集中。气门杆表面都经过热处理和抛光处理。气门杆尾部的结构取决于气门弹簧座的固定方式，如图2-24所示，气门杆与弹簧座连接方式主要有两种。一种是锁夹式（图2-24a），由两个半圆锥形锁夹来固定气门弹簧座；另一种是锁销式（图2-24b），用锁销固定气门弹簧座，锁销安装在气门杆尾部上对应的径向孔中。
2.气门弹簧的结构特征分析
气门弹簧的作用是保证气门正确复位，即克服气门关闭过程中气门及传动件惯性力而产生的间隙，保证气门及时落座并紧密贴合，同时防止气门在发动机振动时因跳动而破坏密封。气门打开是靠曲轴经气门传动组提供的力，气门关闭是靠气门弹簧的回弹力；气门弹簧安装时一端支承在气缸盖上，另一端则压靠在气门杆尾端的弹簧座上，用锁环或锁销固定在气门杆的末端。图2-25所示为气门弹簧安装位置及气门组图。
为了保证弹簧有足够的刚度和安装预紧力，气门弹簧多用高碳锰钢或铬钒钢丝、硅铬钢丝制成。气门弹簧一般制成圆柱形螺旋弹簧（图2-26a）。发动机装一根气门弹簧时，采用不等距弹簧（图2-26b），以防止共振，如红旗CA7560型轿车8V100型发动机；装两根弹簧时（图2-26c），弹簧内、外直径不同，旋向不同，它们同心安装在气门导管的外面，不仅可以提高弹簧的工作可靠性，防止共振的产生，还可以降低发动机的高度，同时当气门弹簧某一根折断时，另一根还能够正常工作。如一汽奥迪100型、捷达、桑塔纳、一汽解放CA6102、北京BJ492Q型汽车的汽油发动机均采用双气门弹簧结构。
图2-25 气门弹簧安装位置及气门组
图2-26 气门弹簧
a）等螺距弹簧 b）不等螺距弹簧 c）双弹簧
图2-27 气门导管和气门座
1—气门导管 2—卡环 3—气缸盖 4—气门座
图2-28 气门导管
3.气门导管的结构特征分析
气门导管（图2-27）的作用是在气门往复直线运动时进行导向，以保证气门与气门座之间的正确配合与开闭。当凸轮直接作用于气门杆端时，承受侧向作用力并起传热作用。气门导管的外形如图2-28所示，一般为圆柱形管，外表面具有较高的加工精度和较低的表面粗糙度，与气缸盖（体）的配合为过盈配合，以保证良好的传热并防松，气门导管与气门的配合则为间隙配合，一般留有0.05～0.12mm的微量间隙。该间隙过小，会导致气门杆受热膨胀与气门导管卡死；间隙过大，会使机油进入燃烧室燃烧。为了防止过多的润滑油进入燃烧室，有的在气门导管上安装有橡胶油封。气门导管的定位大多数采用卡环（图2-27）定位。
4.气门座的结构特征分析
气缸盖的进、排气道与气门锥面相贴合的部位称为气门座。气门座的作用是与气门头部一起对气缸起密封作用，同时接受气门头部传来的热量，起到对气门散热的作用。
气门座可在气缸盖上直接镗出，也可使用耐热合金钢或者合金铸铁单独制成座圈（称气门座圈），压入气缸盖（体）中，如图2-29所示。这种气门座圈具有耐高温、耐磨损、耐冲击、使用寿命长、损坏后易更换的特点，因而在现代发动机中被普遍采用。因气门座圈热负荷大，温差变化大，又受气门落座时的冲击，为防止脱落并很好地散热，气门座与座孔之间应有较高的加工精度，较低的表面粗糙度和较大的配合过盈量。装备时应注意使用温差法压入。
图2-29 气门座及气门座圈
图2-30 配气相位图
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