气门的结构如下:
(1)气门头部 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。这主要是因为进气阻力比排气阻力对发动机性能的影响大,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。气门顶部的形状如图3-27所示,主要有三种形式:平顶(图3-27a)、顶(图3-27b)和凸顶(图3-27c)。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;凹顶气门也称喇叭形气门,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。气门密封锥面是指气门头部与气门座圈接触的工作面。该工作面是与气门杆部同一中心线的锥面,一般将此锥面与气门顶部平面的夹角称为气门锥角,如图3-28所示,其锥角α一般为30°~45°。气门密封锥面的作用一般有:
图3-27 气门顶形状
a)平顶 b)凹顶 c)凸顶
图3-28 气门锥角
①能提高气门与气门座的密封性和导热性。(www.xing528.com)
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。
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,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的厚度,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。
图3-29 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
(2)气门杆部 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磨光处理。气门杆尾部的结构取决于气门弹簧座的固定方式,如图3-29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3-29a),由两个半圆形锥形锁夹4来固定气门弹簧座3;另一种是锁销式(图3-29b),用锁销5固定气门弹簧座3,锁销安装在气门杆尾部上对应的径向孔中。
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