汽车气门组介绍及特点分析

气门组的功用是密封进、排气道。 气门组如图2.26 所示。

(一)气门

1.气门的工作条件

气门的工作条件非常恶劣。 气门直接与高温燃气接触,受热严重,而散热困难,因此气门温度很高;气门承受气体和气门弹簧力的作用,以及由配气机构运动件的惯性力使气门落座时受到冲击;气门在润滑条件很差的情况下以极高的速度启闭,并在气门导管内作高速往复运动。 此外,气门因与高温燃气中有腐蚀性的气体接触而受到腐蚀。

图2.25　按凸轮轴传动方式及气门数分类的配气机构

图2.26　气门组

图2.27　气门

2.气门的材料

进气门一般用中碳合金钢制造,如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。 排气门则采用耐热合金钢制造,如硅铬钢、硅铬钼钢和硅铬锰钢等。

3.气门的构造

汽车发动机的进、排气门均为菌形气门。 它由气门头部和气门杆身两部分构成。 气门顶面有平顶、凹顶和凸顶等形状。目前,应用最多的是平顶气门,其结构简单,制造方便,受热面积小,进、排气门都可采用,如图2.27 所示。气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。 气门锥面与气门顶面之间的夹角,称为气门锥角。 进、排气门的气门锥角一般均为45°,只有少数发动机的进气门锥角为30°。

(二)气门弹簧

气门弹簧的功用是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合,并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力,使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离,如图2.28所示。(www.xing528.com)

图2.28　气门弹簧

气门弹簧一般为等螺距圆柱形螺旋弹簧。 当气门弹簧的工作频率与其固有的振动频率相等或为整数倍时,气门弹簧就会发生共振。 共振时,将使配气定时遭到破坏,使气门发生反跳和冲击,甚至使弹簧折断。 为防止共振的发生,可采取以下结构措施:

1.采用双气门弹簧

在柴油机和高性能汽油机上广泛采用每个气门安装两个直径不同、旋向相反的内外弹簧。 因两个弹簧的固有频率不同,故当一个弹簧发生共振时,另一个弹簧能起到阻尼减振作用。 采用双气门弹簧可减小气门弹簧的高度,而且当一个弹簧折断时,另一个弹簧仍可维持气门工作。 弹簧旋向相反,可防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧圈内使其不能工作或损坏。

2.采用变螺距气门弹簧

某些高性能汽油机采用变螺距单气门弹簧。 变螺距弹簧的固有频率不是定值,从而可避开共振。

3.采用锥形气门弹簧

锥形气门弹簧的刚度和固有振动频率沿弹簧轴线方向是变化的,因此,可消除发生共振的可能性。

(三)气门座与座圈

气缸盖上与气门锥面相贴合的部位,称为气门座。 气门座的温度很高,又承受频率极高的冲击载荷,容易磨损。 因此,铝气缸盖和大多数铸铁气缸盖均镶嵌有合金铸铁或粉末冶金或奥氏体钢制成的气门座圈。 在气缸盖上镶嵌气门座圈可延长气缸盖的使用寿命。也有一些铸铁气缸盖不镶气门座圈,直接在气缸盖上加工出气门座。

(四)气门油封

气门油封可防止机油进入进、排气管,避免机油流失,防止汽油与空气的混合气体以及排放的废气泄漏,防止发动机机油进入燃烧室,如图2.29 所示。

图2.29　气门油封