新聞主題	柴油發(fā)電機氣門工作條件和原理

 

一、配氣結(jié)構(gòu)工作過程

 

1、當(dāng)氣缸的工作循環(huán)需要氣門打開進行換氣時，曲軸通過正時齒輪驅(qū)動凸輪軸旋轉(zhuǎn)，使凸輪軸上的凸輪通過挺柱、推桿、調(diào)整螺釘推動搖臂擺轉(zhuǎn)，搖臂的另一端便向下推動氣門桿，使氣門開啟，同時使氣門彈簧進一步壓縮。

2、隨著凸輪轉(zhuǎn)動，氣門升程逐漸加大，當(dāng)凸輪升至桃尖時氣門全開，凸輪斷續(xù)轉(zhuǎn)動，此時凸輪的凸起部分的頂點轉(zhuǎn)過挺柱，對挺柱的推力逐漸減小，氣門在其彈簧張力的作用下，開度逐漸減小，直至完全關(guān)閉，即完成一次進氣或排氣過程，壓縮和作功行程中，氣門在彈簧張力的作用下，開度逐漸減小，直至完全關(guān)閉，即完成一次進氣或排氣過程。

3、柴油發(fā)電機壓縮和作功行程中，氣門在彈簧張力作用下嚴密關(guān)閉，使氣缸密閉。由于四行程發(fā)動機每完成一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈，而各缸只進、排氣一次，也即凸輪軸只需轉(zhuǎn)一圈，所以曲軸與凸輪軸的傳動比為2：1。

 

二、氣門的工作條件

氣門的工作條件非常惡劣。

1、氣門直接與高溫燃氣接觸，受熱嚴重，而散熱困難，因此氣門溫度很高。

2、氣門承受氣體力和氣門彈簧力的作用，以及由于配氣機構(gòu)運動件的慣性力使氣門落座時受到?jīng)_擊。

3、氣門在潤滑條件很差的情況下以極高的速度啟閉并在柴油發(fā)電機氣門導(dǎo)管內(nèi)作高速往復(fù)運動。

4、氣門由于與高溫燃氣中有腐蝕性的氣體接觸而受到腐蝕。

 

三、氣門材料和結(jié)構(gòu)

1、氣門材質(zhì)

進氣門一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。排氣門則采用耐熱合金鋼制造，如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼、硅鉻錳鋼等。

在某些高度強化的發(fā)動機上采用中空氣門桿的氣門，也叫充鈉氣門，旨在減輕氣門質(zhì)量和減小氣門運動的慣性力。為了降低排氣門的溫度，增強排氣門的散熱能力，在許多柴油發(fā)電機上采用鈉冷卻氣門。這種氣門是在中空的氣門桿中填入一半金屬鈉。因為鈉的熔點的是97.8℃，沸點為880℃，所以在氣門工作時，鈉變成液體，在氣門桿內(nèi)上下激烈地晃動，不斷地從氣門頭部吸收熱量并傳給氣門桿，再經(jīng)氣門導(dǎo)管傳給氣缸蓋，使氣門頭部得到冷卻。

 

 

充鈉氣門桿

 

2、氣門結(jié)構(gòu)

柴油發(fā)電機的進、排氣門均為菌形氣門，由氣門頭部和氣門桿兩部分構(gòu)成。

（1）氣門頂面有平頂、球面頂和喇叭形頂?shù)刃螤睢?/span>

平頂型結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進、排氣門都可采用。

球面頂適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受熱面積大，質(zhì)量和慣性力大加工較復(fù)雜。

喇叭形頂凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門，而不宜用于排氣門。

 

 

氣門頂面型式

 

（2）氣門與氣門座或氣門座圈之間靠錐面密封。

（3）氣門錐面與氣門頂面之間的夾角稱為氣門錐角。進、排氣門的氣門錐角一般均為45°，只有少數(shù)發(fā)動機的進氣門錐角為30°。其錐角作用∶

A、獲得較大的氣門座合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性。

B、氣門落座時有較好的對中、定位作用。

C、避免氣流拐彎過大而降低流速。

D、能擠掉接觸面的沉淀物，起自潔作用。

 

 

氣門錐角標注參數(shù)

 

（4）氣門頭部接受的熱量一部分經(jīng)氣門座圈傳給氣缸蓋；另一部分則通過氣門桿和氣門導(dǎo)管也傳給氣缸蓋，最終都被氣缸蓋水套中的冷卻液帶走。為了增強傳熱，氣門與氣門座圈的密封錐面必須嚴密貼合。為此，二者要配對研磨，研磨之后不能互換。

（5）氣門桿有較高的加工精度和較低的粗糙度，與氣門導(dǎo)管保持較小的配合間隙，以減小磨損，并起到良好的導(dǎo)向和散熱作用。氣門尾端的形狀決定于上氣門彈簧座的固定方式。采用剖分成兩半且外表面為錐面的氣門鎖夾來固定上氣門彈簧座，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，拆裝方便，因此得到了廣泛的應(yīng)用。氣門鎖夾內(nèi)表面有多種形狀，相應(yīng)地氣門尾端也有各種不同形狀的氣門鎖夾槽。

 

四、每缸氣門數(shù)

一般發(fā)動機每個氣缸有兩個氣門，即一個進氣門和一個排氣門。進氣門頭部直徑比排氣門大15％～30％，目的是增大進氣門通過斷面面積，減小進氣阻力，增加進氣量。凡是進氣門和排氣門數(shù)量相同時，進氣門頭部直徑總比排氣門大。每缸兩氣門的發(fā)動機又稱兩氣門發(fā)動機。現(xiàn)代高性能柴油發(fā)電機普遍采用每缸三、四、五個氣門，其中尤以四氣門發(fā)動機為數(shù)最多。

    

四氣門發(fā)動機每缸兩個進氣門，兩個排氣門。其突出的優(yōu)點是氣門通過斷面積大，進、排氣充分，進氣量增加，發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和功率提高。其次是每缸四個氣門，每個氣門的頭部直徑較小，每個氣門的質(zhì)量減輕，運動慣性力減小，有利于提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。最后，四氣門發(fā)動機多采用篷形燃燒室，火花塞布置在燃燒室中央，有利于燃燒。

 

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