新聞主題	柴油發(fā)電機氣門(mén)工作條件和原理

 

一、配氣結構工作過(guò)程

 

1、當氣缸的工作循環(huán)需要氣門(mén)打開(kāi)進(jìn)行換氣時(shí)，曲軸通過(guò)正時(shí)齒輪驅動(dòng)凸輪軸旋轉，使凸輪軸上的凸輪通過(guò)挺柱、推桿、調整螺釘推動(dòng)搖臂擺轉，搖臂的另一端便向下推動(dòng)氣門(mén)桿，使氣門(mén)開(kāi)啟，同時(shí)使氣門(mén)彈簧進(jìn)一步壓縮。

2、隨著(zhù)凸輪轉動(dòng)，氣門(mén)升程逐漸加大，當凸輪升至桃尖時(shí)氣門(mén)全開(kāi)，凸輪斷續轉動(dòng)，此時(shí)凸輪的凸起部分的頂點(diǎn)轉過(guò)挺柱，對挺柱的推力逐漸減小，氣門(mén)在其彈簧張力的作用下，開(kāi)度逐漸減小，直至完全關(guān)閉，即完成一次進(jìn)氣或排氣過(guò)程，壓縮和作功行程中，氣門(mén)在彈簧張力的作用下，開(kāi)度逐漸減小，直至完全關(guān)閉，即完成一次進(jìn)氣或排氣過(guò)程。

3、柴油發(fā)電機壓縮和作功行程中，氣門(mén)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(dòng)機每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉兩圈，而各缸只進(jìn)、排氣一次，也即凸輪軸只需轉一圈，所以曲軸與凸輪軸的傳動(dòng)比為2：1。

 

二、氣門(mén)的工作條件

氣門(mén)的工作條件非常惡劣。

1、氣門(mén)直接與高溫燃氣接觸，受熱嚴重，而散熱困難，因此氣門(mén)溫度很高。

2、氣門(mén)承受氣體力和氣門(mén)彈簧力的作用，以及由于配氣機構運動(dòng)件的慣性力使氣門(mén)落座時(shí)受到?jīng)_擊。

3、氣門(mén)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(mén)導管內作高速往復運動(dòng)。

4、氣門(mén)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(mén)材料和結構

1、氣門(mén)材質(zhì)

進(jìn)氣門(mén)一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。排氣門(mén)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(dòng)機上采用中空氣門(mén)桿的氣門(mén)，也叫充鈉氣門(mén)，旨在減輕氣門(mén)質(zhì)量和減小氣門(mén)運動(dòng)的慣性力。為了降低排氣門(mén)的溫度，增強排氣門(mén)的散熱能力，在許多柴油發(fā)電機上采用鈉冷卻氣門(mén)。這種氣門(mén)是在中空的氣門(mén)桿中填入一半金屬鈉。因為鈉的熔點(diǎn)的是97.8℃，沸點(diǎn)為880℃，所以在氣門(mén)工作時(shí)，鈉變成液體，在氣門(mén)桿內上下激烈地晃動(dòng)，不斷地從氣門(mén)頭部吸收熱量并傳給氣門(mén)桿，再經(jīng)氣門(mén)導管傳給氣缸蓋，使氣門(mén)頭部得到冷卻。

 

 

充鈉氣門(mén)桿

 

2、氣門(mén)結構

柴油發(fā)電機的進(jìn)、排氣門(mén)均為菌形氣門(mén)，由氣門(mén)頭部和氣門(mén)桿兩部分構成。

（1）氣門(mén)頂面有平頂、球面頂和喇叭形頂等形狀。

平頂型結構簡(jiǎn)單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進(jìn)、排氣門(mén)都可采用。

球面頂適用于排氣門(mén)，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雜。

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

 

 

氣門(mén)頂面型式

 

（2）氣門(mén)與氣門(mén)座或氣門(mén)座圈之間靠錐面密封。

（3）氣門(mén)錐面與氣門(mén)頂面之間的夾角稱(chēng)為氣門(mén)錐角。進(jìn)、排氣門(mén)的氣門(mén)錐角一般均為45°，只有少數發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣門(mén)錐角為30°。其錐角作用∶

A、獲得較大的氣門(mén)座合壓力，提高密封性和導熱性。

B、氣門(mén)落座時(shí)有較好的對中、定位作用。

C、避免氣流拐彎過(guò)大而降低流速。

D、能擠掉接觸面的沉淀物，起自潔作用。

 

 

氣門(mén)錐角標注參數

 

（4）氣門(mén)頭部接受的熱量一部分經(jīng)氣門(mén)座圈傳給氣缸蓋；另一部分則通過(guò)氣門(mén)桿和氣門(mén)導管也傳給氣缸蓋，最終都被氣缸蓋水套中的冷卻液帶走。為了增強傳熱，氣門(mén)與氣門(mén)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(mén)桿有較高的加工精度和較低的粗糙度，與氣門(mén)導管保持較小的配合間隙，以減小磨損，并起到良好的導向和散熱作用。氣門(mén)尾端的形狀決定于上氣門(mén)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(mén)鎖夾來(lái)固定上氣門(mén)彈簧座，結構簡(jiǎn)單，工作可靠，拆裝方便，因此得到了廣泛的應用。氣門(mén)鎖夾內表面有多種形狀，相應地氣門(mén)尾端也有各種不同形狀的氣門(mén)鎖夾槽。

 

四、每缸氣門(mén)數

一般發(fā)動(dòng)機每個(gè)氣缸有兩個(gè)氣門(mén)，即一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和一個(gè)排氣門(mén)。進(jìn)氣門(mén)頭部直徑比排氣門(mén)大15％～30％，目的是增大進(jìn)氣門(mén)通過(guò)斷面面積，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。凡是進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)數量相同時(shí)，進(jìn)氣門(mén)頭部直徑總比排氣門(mén)大。每缸兩氣門(mén)的發(fā)動(dòng)機又稱(chēng)兩氣門(mén)發(fā)動(dòng)機?，F代高性能柴油發(fā)電機普遍采用每缸三、四、五個(gè)氣門(mén)，其中尤以四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機為數最多。

    

四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機每缸兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)，兩個(gè)排氣門(mén)。其突出的優(yōu)點(diǎn)是氣門(mén)通過(guò)斷面積大，進(jìn)、排氣充分，進(jìn)氣量增加，發(fā)動(dòng)機的轉矩和功率提高。其次是每缸四個(gè)氣門(mén)，每個(gè)氣門(mén)的頭部直徑較小，每個(gè)氣門(mén)的質(zhì)量減輕，運動(dòng)慣性力減小，有利于提高發(fā)動(dòng)機轉速。最后，四氣門(mén)發(fā)動(dòng)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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