發動機氣門。 目的，裝置，構造

為了使任何汽車的四衝程內燃發動機工作，其裝置包括許多彼此不同的零件和機構。 計時機制就是這樣的機制。 其功能是確保及時激活氣門正時。 詳細描述 這裡.

簡而言之，氣體分配機構會在正確的時間打開進氣/排氣閥，以確保在氣缸中執行特定行程時的過程正時。 在某些情況下，要求兩個孔都封閉，而另一個則一個或兩個都打開。

讓我們仔細研究一個可使您穩定此過程的細節。 這是一個閥門。 它的設計有什麼特殊性，它又如何工作？

什麼是發動機氣門

氣門是安裝在氣缸蓋中的金屬零件。 它是氣體分配機構的一部分，由凸輪軸驅動。

根據汽車的修改，發動機將具有較低或較高的正時。 在一些舊的動力裝置修改中仍然可以找到第一個選項。 大多數製造商早就轉向第二種氣體分配機制。

這樣做的原因是這樣的電動機更易於調整和維修。 要調節閥，只需卸下閥蓋即可，無需拆卸整個裝置。

設備的用途和功能

閥是彈簧加載的元件。 在平靜的狀態下，它緊密地封閉了孔。 當凸輪軸轉動時，位於其上的凸輪將氣門向下推，使其降低。 這打開了孔。 凸輪軸的設計在以下詳細介紹 另一則評論.

每個部分都有其自己的功能，對於附近的類似元件，在結構上是無法執行的。 每個氣缸至少有兩個氣門。 在更昂貴的型號中，有四個。 在大多數情況下，這些元素是成對的，並且它們會打開不同的孔組：有些是入口，有些是出口。

進氣門負責將新鮮的混合氣部分進氣到氣缸中，並且在具有直接噴射的發動機中（描述為一種噴射燃料系統， 這裡）-新鮮空氣量。 此過程發生在活塞執行進氣沖程的那一刻（從排氣口的上止點開始，它向下移動）。

排氣門具有相同的打開原理，只是它們具有不同的功能。 它們開了一個孔，用於將燃燒產物排出到排氣歧管中。

發動機氣門設計

所涉及的零件包括在氣體分配機構的閥組中。 與其他零件一起，它們可以及時改變氣門正時。

考慮閥門及其相關部件的設計特徵，它們的有效運行取決於這些特徵。

閥門

閥門呈桿狀，在其一側上有一個頭部或提升閥元件，在另一側上是一個腳跟或端部。 扁平部件設計為緊密密封氣缸蓋中的開口。 在the和桿之間進行平滑過渡，而不是台階。 這樣可以使閥流線型，從而不會對流體運動產生阻力。

在同一台電動機中，進氣門和排氣門將略有不同。 因此，第一種零件的板比第二種零件的板寬。 其原因是當燃燒產物通過出氣口排出時的高溫和高壓。

為了使零件便宜，閥門分為兩部分。 它們的成分不同。 這兩個部分通過焊接連接。 出口閥盤的倒角也是一個單獨的元素。 它由另一種類型的金屬沉積而成，該金屬具有耐熱性以及抗機械應力性。 除了這些特性，排氣門的末端不易生鏽。 的確，許多閥門中的該部件均由與製成閥板的金屬相同的材料製成。

入口元件的頭部通常是平的。 這種設計具有所需的剛性和易於執行的能力。 升級後的發動機可以安裝凹盤閥。 該設計比標准設計輕一些，從而減小了慣性力。

至於出口對應物，其頭部的形狀可以是平的或凸的。 第二種選擇更為有效，因為由於其流線型設計，它可以更好地從燃燒室中去除氣體。 另外，凸板比平坦的對應板更耐用。 另一方面，這種元件較重，因此其慣性受到影響。 這些類型的零件將需要更硬的彈簧。

同樣，這種類型的閥桿設計與進氣部件略有不同。 為了從元件提供更好的散熱效果，導條應更厚。 這增加了部件對強力加熱的抵抗力。 但是，這種解決方案有一個缺點-它對去除的氣體產生更大的抵抗力。 儘管如此，製造商仍使用此設計，因為廢氣是在強壓力下排放的。

如今，強製冷卻​​閥有了創新的發展。 該變型具有空心。 液態鈉被泵入其腔中。 強烈加熱（位於頭部附近）時，該物質蒸發。 作為該過程的結果，氣體從金屬壁吸收熱量。 隨著氣體上升，氣體冷卻並冷凝。 液體向下流到底部，在此重複該過程。

為了使閥確保接口的密封性，在閥座和閥瓣上選擇了倒角。 也可以通過倒角來消除該步驟。 將閥安裝在電動機上時，它們會與頭部摩擦。

座椅與頭部之間的緊密度受肩部腐蝕的影響，出口部位經常會積碳。 為了延長氣門壽命，某些發動機配備了附加機構，當出口關閉時，該機構會稍微轉動氣門。 這去除了產生的碳沉積物。

有時會發生閥桿斷裂的情況。 這將導致零件掉入氣缸並損壞電機。 對於故障，曲軸進行幾次慣性旋轉就足夠了。 為了防止這種情況，汽車閥門製造商可以為零件配備固定環。

關於氣門跟的功能。 該零件受凸輪軸凸輪的影響而承受摩擦力。 為了使氣門打開，凸輪必須用足夠的力將其向下推以壓縮彈簧。 該單元必須接受足夠的潤滑，並且不會很快磨損，必須進行硬化。 一些電機設計人員使用特殊的蓋來防止桿磨損，該蓋由可抵抗此類載荷的材料製成。

為了防止閥門在加熱過程中卡在套筒中，near附近的閥桿部分比跟部附近的閥桿部分稍薄。 為了固定氣門彈簧，在氣門的末端開了兩個凹槽（在某些情況下是一個），支架的襯套插入其中（一個彈簧固定的固定板）。

氣門彈簧

彈簧會影響閥門的效率。 需要使頭部和座椅緊密連接，並且工作介質不能穿透所形成的瘻管。 如果該部分非常硬，則凸輪軸凸輪或氣門桿根部會很快磨損。 另一方面，弱彈簧將無法確保兩個元件之間的緊密配合。

由於此元件在負載快速變化的條件下工作，因此可能會破裂。 動力總成製造商使用不同類型的彈簧來防止快速擊穿。 在某些時候，將安裝雙重類型。 這種修改減少了單個元件上的負載，從而延長了其使用壽命。

在這種設計中，彈簧將具有不同的旋轉方向。 這樣可以防止折斷部分的顆粒進入另一個折彎之間。 彈簧鋼用於製作這些元素。 產品成型後，進行回火。

在邊緣處，每個彈簧都經過磨削，以確保整個軸承部件與閥蓋和固定在氣缸蓋上的上板接觸。 為防止零件氧化，請在零件上覆蓋一層鎘並進行鍍鋅處理。

除經典的定時閥外，氣動閥還可用於運動型車輛。 實際上，這是相同的元素，只是通過特殊的氣動機構使其運動。 因此，達到了這樣的運行精度，使得電動機能夠產生令人難以置信的轉速-高達20萬轉。

這種發展出現在1980年代。 它有助於更清楚地打開/關閉孔，而彈簧是無法提供的。 該執行器由閥上方儲氣罐中的壓縮氣體提供動力。 當凸輪碰到氣門時，衝擊力約為10 bar。 氣門打開，當凸輪軸減弱對其後跟的衝擊時，壓縮氣體會迅速將零件返回其位置。 為了防止由於可能的洩漏而導致壓力下降，該系統配備了一個額外的壓縮機，該壓縮機的儲氣罐壓力約為200 bar。

James Ellison，PBM Aprilia，CRT測試赫雷斯，2012年XNUMX月

該系統用於MotoGP類的摩托車。 發動機容積為20升的這種運輸方式能夠產生21-240千個曲軸轉數。 具有類似機制的一種模型是Aprilia摩托車模型之一。 它的功率是令人難以置信的XNUMX hp。 的確，對於兩輪車來說，這太多了。

氣門導管

該部分在閥門操作中的作用是確保其直線運動。 套筒還有助於冷卻桿。 該零件需要持續潤滑。 否則，桿將承受恆定的熱應力，並且套筒會快速磨損。

可用於製造此類襯套的材料必須具有耐熱性，承受恆定的摩擦力，從相鄰零件中充分散熱以及承受高溫。 珠光體灰鑄鐵，鋁青銅，帶鉻或鉻鎳合金的陶瓷可以滿足這些要求。 所有這些材料均具有多孔結構，有助於將油保持在其表面上。

排氣門襯套之間的閥桿間隙將比進氣閥等效。 其原因是廢氣排出閥的熱膨脹更大。

氣門座

這是靠近每個氣缸和閥盤的氣缸蓋孔的接觸部分。 由於頭部的這部分面對機械應力和熱應力，因此必須具有良好的耐熱性和頻繁的衝擊力（在汽車快速行駛時，凸輪軸速度很高，以至於氣門實際上落入了閥座）。

如果氣缸體及其缸蓋由鋁合金製成，則閥座必定由鋼製成。 鑄鐵已經很好地應對了這種負載，因此這種修改形式的鞍座由頭部本身製成。

還可提供插入式鞍座。 它們由合金鑄鐵或耐熱鋼製成。 為了使元件的倒角不會磨損太多，可通過將耐熱金屬分層來進行。

刀片座以不同的方式固定在頂孔中。 在某些情況下，將其壓入，並在元件的上部形成凹槽，在安裝過程中該凹槽會充滿頭部主體的金屬。 這樣可以創建由不同金屬製成的組件的完整性。

通過將頭部頂部擴口來固定鋼製座椅。 有圓柱形和圓錐形的鞍座。 在第一種情況下，它們安裝在擋塊上，第二種情況下，其端部間隙較小。

發動機中的氣門數

標準的四衝程內燃機每個氣缸有一個凸輪軸和兩個氣門。 在這種設計中，一部分負責注入空氣混合物或僅注入空氣（如果燃料系統具有直接注入功能），另一部分負責將廢氣排放到排氣歧管中。

發動機改裝更有效，每個氣缸有四個氣門-每個相位兩個。 由於這種設計，可以確保用新的VTS或空氣更好地填充腔室，並加快排氣的排出和氣缸腔的通風。 自上世紀70年代開始，汽車就開始配備此類電動機，儘管此類裝置的開發始於1910年代上半葉。

今天，為了改善動力裝置的運行，有一種發動機開發，其中有五個閥門。 兩個用於出口，三個用於入口。 這種單位的一個例子是大眾-奧迪公司的車型。 雖然這種電機中同步帶的工作原理與經典版本相同，但這種機構的設計很複雜，這使得創新開發成本高昂。

汽車製造商梅賽德斯-奔馳也採取了類似的非標準方法。 該汽車製造商的某些發動機每缸配備三個氣門（2 個進氣口，1 個排氣口）。 此外，在鍋的每個腔室中都安裝了兩個火花塞。

製造商根據燃料和空氣進入的腔室的大小確定閥門的數量。 為了改善其填充，必須確保BTC新鮮部分的更好流動。 為此，您可以增加孔的直徑，並增加板的尺寸。 但是，這種現代化有其自身的局限性。 但是很有可能安裝一個額外的進氣門，因此汽車製造商正在研發這種汽缸蓋的改進方案。 由於進氣速度比排氣更為重要（排氣在活塞的壓力下被去除），因此，在氣門數量奇數的情況下，總是會有更多的進氣元件。

閥門由什麼製成

由於閥門在最大的熱應力和機械應力下運行，因此它們是由可抵抗此類因素的金屬製成的。 最重要的是加熱，並且還會遇到機械應力，即閥座和閥瓣之間的接觸部位。 在高發動機轉速下，氣門會迅速沉入閥座中，從而在零件邊緣產生衝擊。 而且，在空氣和燃料的混合物的燃燒過程中，板的薄邊緣經受急劇的加熱。

除閥盤外，閥套也受力。 導致這些元件磨損的不利因素是在閥門快速運動期間潤滑不足和持續的摩擦。

由於這些原因，對閥門有以下要求：

1. 他們必須密封入口/出口；
2. 在強力加熱下，板的邊緣不應因撞擊鞍座而變形。
3. 必須精簡流程，以免對傳入或傳出介質產生阻力；
4. 該部分不應該很重；
5. 金屬必須堅韌耐用。
6. 不應進行強烈的氧化（當汽車很少行駛時，頭部的邊緣不應生鏽）。

柴油機中開孔的零件加熱到700度，而汽油類似物中的開孔加熱到零以上900度。 由於如此強的加熱，打開的閥不會冷卻，因此情況變得複雜。 出口閥可由任何能承受高溫的高合金鋼製成。 如上所述，一個閥是由兩種不同類型的金屬製成的。 閥頭由高溫合金製成，閥桿由碳鋼製成。

至於進氣元件，它們通過與閥座接觸而被冷卻。 但是，它們的溫度也很高-大約300度，因此不允許零件在加熱時變形。

閥門的原料中經常包含鉻，這會增加其熱穩定性。 在汽油，天然氣或柴油的燃燒過程中，會釋放一些會嚴重影響金屬零件的物質（例如，氧化鉛）。 鎳，錳和氮化合物可包含在閥頭材料中，以防止不良反應。

最後。 對於任何人來說，隨著時間的推移，任何發動機的氣門都會燒壞並不是什麼秘密。 以下是有關原因的簡短視頻：

閥門在汽車發動機中燒壞的原因95％的駕駛員不知道

問題與解答：

發動機中的氣門有什麼作用？ 當它們打開時，進氣門允許新鮮空氣（或空氣/燃料混合物）流入氣缸。 打開的排氣閥將廢氣引導至排氣歧管。

怎麼理解閥門燒壞了？ 燒壞閥門的一個關鍵特徵是電機的三重運動，而不管轉速如何。 同時，發動機功率適當降低，油耗增加。

哪些部件打開和關閉閥門？ 氣門桿連接到凸輪軸凸輪。 在許多現代發動機中，液壓挺桿也安裝在這些部件之間。