第三節(jié) 氣門組

一、氣門

1.氣門的工作條件

氣門的工作條件非常惡劣。首先，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。其次，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。第三，氣門在潤滑條件很差的情況下以極高的速度啟閉并在氣門導(dǎo)管內(nèi)作高速往復(fù)運動。此外，氣門由于與高溫燃氣中有腐蝕性的氣體接觸而受到腐蝕。

2.氣門材料

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。

3.氣門構(gòu)造

汽車發(fā)動機的進、排氣門均為菌形氣門，由氣門頭部和氣門桿兩部分構(gòu)成。氣門頂面有平頂、凹頂和凸頂?shù)刃螤?。目前?yīng)用最多的是平頂氣門，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，受熱面積小，進、排氣門都可采用。

氣門與氣門座或氣門座圈之間靠錐面密封。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°。

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。

在某些高度強化的發(fā)動機上采用中空氣門桿的氣門，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，在許多汽車發(fā)動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。

4.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?，F(xiàn)代高性能汽車發(fā)動機普遍采用每缸三、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。

第三節(jié) 氣門組

二、氣門座與氣門座圈

氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位稱氣門座。氣門座的溫度很高，又承受頻率極高的沖擊載荷，容易磨損。因此，鋁氣缸蓋和大多數(shù)鑄鐵氣缸蓋均鑲嵌由合金鑄鐵或粉末冶金或奧氏體鋼制成的氣門座圈。在氣缸蓋上鑲嵌氣門座圈可以延長氣缸蓋的使用壽命。也有一些鑄鐵氣缸蓋不鑲氣門座圈，直接在氣缸蓋上加工出氣門座。