氣門

氣門

氣門的作用是專門負責向發動機內輸入空氣並排出燃燒後的廢氣。從發動機結構上,分為進氣門(intake valve)和排氣門(exhaust valve)。進氣門的作用是將空氣吸入發動機內,與燃料混合燃燒;排氣門的作用是將燃燒後的廢氣排出並散熱。

基本信息

功用

氣門的作用是專門負責向發動機內輸入空氣並排出燃燒後的廢氣。從發動機結構上,分為進氣門(intakevalve)和排氣門(exhaustvalve)。進氣門的作用是將空氣吸入發動機內,與燃料混合燃燒;排氣門的作用是將燃燒後的廢氣排出並散熱。

組成

氣門是由氣門頭部和桿部組成。氣門頭部溫度很高(進氣門570~670K,排氣門1050~1200K),而且還承受氣體的壓力、氣門彈簧的作用力和傳動組件慣性力,其潤滑、冷卻條件差,要求氣門必須有一定強度、剛度、耐熱和耐磨性能。進氣門一般採用合金鋼(鉻鋼、鎳鉻鋼),排氣門採用耐熱合金(矽鉻鋼)。有時為了省耐熱合金,排氣門頭部用耐熱合金,而桿部用鉻鋼,然後將兩者焊接起來。
氣門頭部的形狀有平頂、球面頂和喇叭頂等。一般是使用平頂的。平頂氣門頭部結構簡單、製造方便、吸熱面積小、質量較小、進排氣門都可以使用。球面頂氣門適用於排氣門,其強度高、排氣阻力小、廢氣消除效果好,但其受熱面積大,質量和慣性大、加工複雜。喇叭型有一定的流線型,可減少進氣阻力,但其頭部受熱面積大,只適合進氣門。
氣門錐角是氣門密封面的角度,一般是45°,有些是30°(CA1091性汽車6102型發動機)。30°的氣門是考慮升程相同的情況下,氣門錐度小,氣門通過端面大,進氣阻力小,但由於錐度小的氣門頭部邊緣較薄,剛度小,密封性與導熱性差,一般用於進氣門。氣門邊緣的厚度一般為1~3mm,以防止工作中與氣門座衝擊而損壞或被高溫燒壞。為了減少進氣阻力,提高氣缸進氣效率,多數發動機進氣門比排氣門大。用過的進氣門與排氣門顏色也不同。
氣門桿呈圓柱型,在氣門導管中不斷進行往復運動,其表面必經過熱處理和磨光。氣門桿端部的形狀取決於氣門彈簧的固定形式,常用的結構是兩半鎖片來固定彈簧座,氣門桿的端部有環槽來安裝鎖片,有的是用鎖銷來固定,其端部有一安裝鎖銷用的孔。

現狀

為了提高進排氣效率,現在多採用多氣門技術,常見的是每個氣缸布置有4個氣門(也有單缸3或5個氣門的設計,原理一樣,如奧迪A6的發動機),4氣缸一共就是16個氣門,我們在汽車資料上經常看到的“16V”就表示發動機共16個氣門。這種多氣門結構容易形成緊湊型燃燒室,噴油器布置在中央,這樣可以令油氣混合氣燃燒更迅速、更均勻,各氣門的重量和開度適當地減小,使氣門開啟或閉合的速度更快。

材料

氣門的材質在中國通常分為40Cr、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、21-4N和23-8N等。5Cr8Si2、4Cr9Si3、21-2N、21-12N、23-8N、XB等已在一些引進機型上大批量使用。高溫鎳基合金在高負荷柴油機排氣門上也開始套用。

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