发动机结构示意图
【汽车装配技术】1_第3章 发动机构造与装配
3.1.4 发动机装配的基本要求和注意事项
6)关键部位组合件间的配合间隙,如活塞与气缸、曲轴轴颈与 轴承以及轴类零件的轴向间隙、正时齿轮的啮合间隙、配气机 构的配气相位与气门间隙等,都必须符合装配技术标准。 7)装配过程中,必须使用规定的工具,采用正确的操作方法和 手段,防止装配中非正常的零部件损伤以及设备和人员的安全 事故,严禁用锤子直接敲打零件等野蛮操作。 8)确保各密封部位的密封,防止漏水、漏油、漏气和漏电,重 要密封部位应涂密封胶。
12.负荷 13.二冲程发动机 14.四冲程发动机
3.1.2 发动机常用基本术语
图3-2 发动机常用术语
1.上止点
2.下止点
3.活塞行程
4.曲轴半径
5.气缸工作容积
6.燃烧室容积
7.气缸总容积
8.发动机排量
9.压缩比
10.工作循环
11.工况
12.负荷
13.二冲程发动机
14.四冲程发动机
(1)一般式气缸体(无裙) 如图3-7a所示。
(2)龙门式气缸体(有裙) 如图3-7b所示。
(3)隧道式气缸体 如图3-7c所示。
2.气缸盖
(1)半球形燃烧室 半球形燃烧室的结构最紧凑、充气性好、气 门直径较大,使发动机的动力性最好,激冷面积小,对排气净 化有利。 (2)楔形燃烧室 楔形燃烧室结构较简单、紧凑,在压缩终了时 能形成涡流,但存在较大的激冷面积,易造成燃烧不充分。 (3)浴盆形燃烧室 浴盆形燃烧室的工艺性好,结构紧凑,制造 成本低。 (4)多球形燃烧室 多球形燃烧室是由两个以上的半球形凹坑组 成。
次拧紧。
5)螺纹联接的所有配套件,如开口销、保险垫片以及垫圈等, 必须按规定装配齐全,不能丢失或漏装。
6)关键部位组合件间的配合间隙,如活塞与气缸、曲轴轴颈与 轴承以及轴类零件的轴向间隙、正时齿轮的啮合间隙、配气机
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图示
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2.4 高压压气机(续) 高压压气机静子由前机匣单元体、后机匣单
元体、承力环组成。前机匣、延伸机匣及后机匣 是纵向对开机匣,纵向安装边分布在水平面上。
图示
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2.4 高压压气机(续) 前机匣由TC14制成,延伸机匣由GH706制成,
后机匣由GH907制成。压气机机匣上0,2,4,8 级静子处有孔探仪孔座,在不分解发动机的情况 下,可用孔探仪检查叶片损伤情况。
图示
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2.5 燃烧室 主燃烧室为短环形燃烧室,它由带“短突扩
式”扩压器的燃烧室外套、燃烧室内套、火焰筒、 带20个双油路离心式空气雾化喷嘴的燃油总管及 两支高能电嘴组成。
图示
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2.5 燃烧室(续) 燃烧室的外套为GH4169材料,前后段为锻件经
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引言 1 发动机总体结构概述(,) 2 发动机主要部件和系统 2.1 进气机匣(图) 2.2 风扇(图) 2.3 中介机匣(图) 2.4 高压压气机(图)
2.5 燃烧室(图) 2.6 (图) 2.7 低压涡轮(图) 2.8 涡轮后机匣(图) 2.9 加力燃烧室(扩散器、筒
体、收扩喷口 2.10 外涵道 2.11 附件传动系统
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第11号单元体 高压涡轮转子单元体 第12号单元体 高压涡轮机匣单元体 第13号单元体 低压涡轮单元体 第14号单元体 外涵机匣单元体 第15号单元体 涡轮后机匣单元体
第1章 发动机基本知识
作旋转运动(产生能量)。
湖南工程学院— 汽车构造
2014年11月29日星期六
四行程发动机的工作原理
四冲程汽油机的工作原理
湖南工程学院— 汽车构造
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四行程发动机的工作原理
四冲程汽油机的工作特点
一个工作循环,曲轴旋转两周(720º ),活塞上下往复运动 四个单程,依次完成进气、压缩、作功、排气四个行程, 进气门、排气门各定时开、闭一次。 在四个冲程中只有作功冲程是有效行程,其他三个冲程都 是辅助行程,靠消耗飞轮储备的能量完成 。 可燃混合气在缸外形成,靠电火花强制点火燃烧。(直接喷 射式发动机:缸外、缸内)
下列四部分内容组成。
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第3节 发动机产品名称和型号编制规则
①首部:为产品系列符号或换代标志符号,由制造厂根据需 要自选相应字母表示,但需主管部或由主管部标准化机构核 准。
②中部:由缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号和缸径
符号组成
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发动机结构基本术语
(7)气缸总容积(Va):活塞在下止点时,活塞顶上面整个空间 的容积(单位为L。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和, 即:
Va = Vh + Vc
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发动机结构基本术语
(8)压缩比(ε ):气缸总容积与燃烧室容积的比值,即
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第3节 发动机产品名称和型号编制规则
③后部:结构特征和用途特征符号,以字母表示。
④尾部:区分符号,当同一系列产品因改进等原因需要区 分时,由制造厂选用适当符号表示。
发动机结构解析图
发动机结构解析图其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。
因此,机体必须要有足够的强度和刚度。
机体组主要由气缸体、汽缸套、气缸盖和气缸垫等零件组成。
气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,发动机称为气缸体——曲轴箱,也可称为气缸体。
气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。
在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。
1、一般式气缸体:其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。
这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差2、龙门式气缸体:其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。
发动机机构示意图它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。
3、隧道式气缸体:这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。
其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。
冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。
水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。
曲轴箱气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。
上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳图。
油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。
油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。
油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减少发动机的磨损。
柴油发动机结构及示功图
3、手拉展开示功图
在不能测取p-V转角示
功图的柴油机上, 为了能研究缸内燃 烧过程情况。如发 火时刻等,可测取 手拉展开图。此时 转筒机构的绳索用 手工快速拉动。
4、梳形图
如需较准确的测 取缸内最高爆 发压力(pz) 和压缩压力 (pc)可测取 梳形图。此时 可慢慢拉动示 功器转筒绳索, 测出多条pz线 和pc线(单缸 停油)。
内容
系
组 成
统1
一、柴油机外壳
一
机
体
作
功
系
组 成
统2
一、柴油机外壳
一
机
体
作
功
系
组 成
统3
一、柴油机外壳
一
机
体
作
功
系
组 成
统4
泵喷嘴 活塞 活塞环 连杆
一、柴油机外壳
正时齿轮
一
机 体 作 功 系组
成 中间齿轮
统 5 曲轴齿轮
气门顶杆
凸轮轴
气门摇臂
活塞环 活塞 飞轮 连杆 曲轴
一、柴油机外壳
一
机
体
柴油机和汽油机区别
• 汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速高, 质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;柴油 机压缩比大,热效率高,经济性能和排放性能都 比汽油机好,这些都是柴油机的显著优势。
• 由于现在燃油价格一路飙升,汽油机的使用成本 越来越高,柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代 潮流,随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产 工艺的提高,柴油机原有噪声大、体积庞大、质 量沉重振动大,制造和维修费用高等问题都得到 了克服。
固体火箭发动机结构
尾翼式火箭弹燃烧室壳体壁厚计算
计算假设:
➢忽略外部大气压强 ➢忽略切向惯性力、摆动惯性力以及空气动力和力矩 ➢忽略燃烧室壳体两端轴向力的差异,认为两端拉力相等 ➢壳体为内壁受均布压力的密封容器
尾翼式火箭弹燃烧室壳体壁厚计算
(a)按厚壁圆筒
应力分布:t
ri2pm re2 ri2
1
re2 r2
r
形状如图所示
厚度计算公式:
pm Dim
4 pm m
m——椭圆比
经验公式:
pm Di
2 pm
K
k——形状系数
当2时,连接底和燃烧室等强度
m a/bR /b k m2 2 b
2.碟形:组成:球冠+过渡圆弧+圆柱
形状如图所示 碟形与椭球形等强度的条件:
R
m2
两者之间的参数关系:
sin0
2m1
种类及特性
1)金属:(a)优质碳素钢 (b)合金结构钢 (c)高强度铝合金
种类及特性
2)复合材料:各种异性材料 基本材料:玻璃纤维 碳纤维、硼纤维 粘接材料:环氧树脂
(3)燃烧室壳体壁厚计算 主要任务
➢按强度要求确定燃烧室壁的厚度 ➢根据燃烧室壁厚作强度校核 燃烧室载荷分析 ➢燃气压力 ➢旋转时离心惯性力 ➢运输时振动冲击力 ➢弹道上运动的惯性力
m12 1
H1 b
R R 0m 12 11 2m1m121
碟形连接底壁厚,按椭球形设计
设计方法:先按椭球形设计,求得m、H、
然后用上三式确定
0
、R
、R 0
PR
5.1.3 燃烧室内壁的隔热与防护
内绝热层一般有两种类型:
1)对装药自由装填式的发动机由于燃气直接与燃烧室壳 体内壁接触,因此要涂耐热绝热层;
汽车发动机之——第二章 机体组及曲柄连杆机构
2.3 活塞连杆组
气环断面形状:
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称,受力不平衡,使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面,提高了 表面接触压力,有利于磨合和密封。
梯形环 加工困难,精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
2.3 活塞连杆组
(2)油环:刮除飞溅到汽缸壁上的多余的机油,并在汽缸壁
2.3 活塞连杆组
隔断由活塞顶传向第一 道活塞环的热流。
2.3 活塞连杆组
增加环 槽的耐 磨性。
增加活塞的 强度,提高 第一道环槽 的耐磨性。
2.3 活塞连杆组
(3)活塞裙部 位置:从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括
销座孔。 作用:对活塞在汽缸内的往复运动起导向作用,并承
受侧向力,防止破坏油 膜。
2.2 机体组
• 在风冷汽缸的外壁铸制散热片,以增加散热面积, 增强散热能力。
2.2 机体组
• 二、汽缸盖 功用:密封汽缸的上部,与活塞、汽缸等共同构成燃
烧室。 材料:灰铸铁或合金铸铁,铝合金。 工作条件:由于接触温度很高的燃汽,所以承受的热
负荷很大。
2.2 机体组
2.2 机体组
• 水冷发动机的汽缸盖有整体式、分块式和单体
活塞顶与高温燃汽直接接触,使活塞顶的温度很高。 活塞在侧压力的作用下沿汽缸壁面高速滑动,由于润 滑条件差,因此摩擦损失大,磨损严重。 •2 • 广泛采用铝合金,只在极少数汽车发动机上采用铸铁 或耐热钢。
2.3 活塞连杆组
•3
顶部:构成燃烧室, 承受气体压力。
头部:安装活塞环, 制作 较厚。
裙部:导向,传力。 承受侧压力销座孔 处制有加强筋。
汽车基本原理及发动机零部件分解
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1.2、配气机构 配气机构由气门组与气门传动组组成(图例)
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1.2.1、气门组(图例)
气门组由气门、气门导管、气门油封、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁夹等组成(图例) ➢ 气门,密封燃烧室,控制发动机内燃料的输入与 废气排出
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1.1.1、曲轴飞轮组 曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴皮带轮与正时齿轮等组成,安装在气缸体上面。
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➢ 曲轴,承受来自连杆的力,将活塞的上下运动转变为曲轴的旋转运动并输出(如下图)
➢ 节气门,控制,监测进气量的多少 ,间接控制喷油量(如图)
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1.2.4、排气系统部件名称构造图解
排气系统主要由排气歧管、三元催化器、消音器、排气管等组成(如图)
➢ 三元催化器,安装在汽车排气系统中的 净化装置,减少污染排放,使尾气排放 达标(如图)
汽车基本原理及发动机零部件分解
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1
汽车原理
0
汽车基本原理
1 完成现场工艺异常处理规定编制。
0 完成图纸、文件管控等相关工发作动机标拆准解化(建汽设油的)执行。 2完成设备标准化操作流程、操作细则等规定的编制。
第一章 发动机工作原理和总体构造
按照气缸数目分类
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的 发动机称为单缸发动机;有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、 三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机 多采用四缸、六缸、八缸发动机。
按照气缸排列方式分类
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个 气缸排成一列,一般是垂直布置的,但为了降低高度,有时也把气缸布置成倾 斜的甚至水平的;双列式发动机把气缸排成两列,两列之间的夹角<180°(一 般为90°)称为V型发动机,若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
?
思考
四冲程汽油机和柴油机的 工作循环有什么不同呢?
不同点
汽油机
汽油与空气缸外混合,进 入可燃混合气
柴油机
进入气缸的是纯空气
电火花点燃混合气 有点火系 无喷油器
高温气体加热柴油燃烧 无点火系 有喷油器
§3 二冲程发动机的工作原理
二冲程汽油发动机工作原理 二冲程柴油发动机工作原理
3.1、二冲程汽油机工作原理
曲轴旋转二周完成一个工作循环。 四冲程发动机有独立的进气和排气 冲程,换气彻底,在汽车上广泛使 用,并已逐渐用于摩托车。
四冲程
二冲程
按照冷却方式分类 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是 利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却 的;而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作 为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀,工作可靠,冷却效果好,被 广泛地应用于现代车用发动机。
进 气 门 温度750-1000K 压力3-5 MPa 喷油器
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C、冷却和润滑条件差,
D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
性能:
头部
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨
进气门570K~670K(铬钢 或铬镍钢)
排气门1050K~1200K(硅 铬钢)
气门质量也较小,进、 排气门都可采用。
适用于排气门,因为其强度高,排气阻力小,废气的清
气门座
气门座圈: 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。
镶嵌式气门座特点: 优点:提高气门座的使用寿命,便于更换。 缺点:导热性差,加工精度高,脱落时易造成严重 事故。
汽油机:排气门采用镶嵌式气门座 柴油机:进气门采用镶嵌式气门座
作3用、: 气门导管
为气门的运动导向,保证气门直线运动兼起导热作用。 工作条件: 工作温度较高,约500K。润滑困难,易磨损。 材料: 用含石墨较多的铸铁,能提高自润滑作用。 加工方法: 外表面加工精度较高 内表面精绞 装配: 气门杆与气门间隙0.05~0.12mm。
排气过程
进气过程
作业
1、作出配气相位图,并分析气门早开与迟闭 的原因。
§4.3 配气机构的组件和工作情况 一、气门组
1、气门
功用:
燃烧室的组成部分,是气体进、出燃烧室通道的开关,承受冲
击力、高温冲击、高速气流冲击。
工作条件:
杆部
A、进气门570K~670K,排气门1050K~1200K。
B、头部承受气体压力、气门弹簧力等,
M ——进气过程中,实际进入气缸的新气的
质量;
新M气o—质—在理想量状。态下,充满气缸工作容积的
配气机构
组成: 气门组 传动组 驱动组
§3.2 配气机构的布置和工作情况
一、气门的布置型式
1、气门顶置式 组成:
特点:
A、气门行程 大,结构较复 杂,燃烧室紧 凑。 B、曲轴与凸 轮轴传动比为 2:1。
凸轮轴上置 式配气机构
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮
凸轮轴上置 式配气机构
气门数 和布置形式
单缸4气门
单缸2气门
单缸5气门
四、气门间隙
1、概念:
气门间隙:为保证气门关闭严密,通常发动机在冷态
装配时,在气门杆尾端与气门驱动零件(摇臂、挺柱 或凸轮)之间留有适当的间隙。
气门
间隙
进气门 0.25~0.30mm
凸顶式 除效果好,但球形的受势面积大,质量和惯性力大加工 (球面顶)较复杂。
凹顶式
凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形,可以减 少进气阻力,但其顶部受热面积大,故适用于进气门,
(喇叭顶)而不宜用于排气门。
(2) 气门锥角 1) 定义:气门锥面与顶平面的夹角称气 门锥角。
α
2) 气门锥角的作用
作业
1、气门弹簧起什么作用?为什么在装配气 门弹簧时要预先压缩? 2、气门锥角有什么作用? 3.分析气门早开与迟闭的原因。 4.配气相位
二、气门驱动组
1、组成 2、功用:定时驱动气门开闭,并保证气门有足够的开度和适当
工作过程
2、气门侧置式
进排气门都布置在气缸 的一侧,结构简单、零件数 目少。
气门布置在同一侧导致 燃烧室结构不紧凑、热量损 失大、进气道曲折、进气阻 力大,使发动机性能下降, 已趋于淘汰。
二、凸轮轴的布置型式
1、凸轮轴下置
缺点:
凸轮轴与气门相距 较远,动力传递路 线较长,环节多, 因此不适用于高速 发动机。
4、气门弹簧
功用:保证气门的回位。 材料:高锰碳钢、铬钒钢
锁片
气门弹簧座 气门弹簧
气门弹簧的装配
气门关闭 气门开启
保证气门及时 关闭、密封
保证气门不脱 离凸轮
气门弹簧
圆柱等螺距弹簧
不等距弹簧 应用: CA7560
圆柱形螺旋弹簧
旋向相反的 两个弹簧, 防止断裂的 弹簧卡入另
一弹簧
双弹簧布置
应用车型: 奥迪100,捷达,桑塔纳, 广州标致505
第3章 配气机构
概述 配气相位 配气机构的组成和零件 可变配气相位
§3.1 概述
一、功用:
按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和 发火次序的要求,定时开启和关闭气缸的进、排 气门,使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机) 得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出。
二、充气效率:
ηv=M/M0
应用:高速发动机 桑塔纳轿车发动机
捷达轿车气缸盖实物图
上置凸轮轴实物图
三、凸轮轴的传动方式
1、齿轮传动 凸轮轴下置、中置式配气机构
2、链条传动
张紧机构 导链板
3、齿带传动
传动方式 齿轮传动 链条传动
传动路线 曲轴正时齿轮→凸轮轴正时齿 轮
曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮
应用
凸轮轴下置、 中置式配气 机构
优点:
简化曲轴与凸轮轴 之间才传动装置, 有利于发动机的布 置。
2、凸轮轴中置式
传动方式:凸轮轴经 过挺柱直接驱动摇臂, 省去了推杆。 应用:适用于发动机 转速较高时,可以减 少气门传动机构的往 复运动质量。
3、凸轮轴上置式
特点: 凸轮轴与气门距离近,
不需要推杆、挺柱,使往复 运动的惯量减少。
双凸轮轴上置式发动机
排气门 0.30~0.35mm
五、配气相位
1、气门从开启到关闭所经历的曲轴
转角,称为配气相位。
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
3、气门叠开
气门叠开:当进气门早开和排气门晚关时,出现 的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角:气门同时开启的角度(+ )。
就向锥形塞子可以塞紧瓶口一样, 能获得较大的气门座合压力,以提高 密封性和导热性;
气门落座时有自动定位作用; 避免气流拐弯过大而降低流速;
气门落座时能挤掉接触面的沉积物, 即有自洁作用。
3) 进、排气门锥角的大小 进气门锥角较小,多用300。因锥角越小, 进气通道截面越大,进气量越多。 排气门锥角较大,通常为450。因锥角越 大,气门头部边缘的厚度大,不易变形。 排气门热负荷较大而用较大的锥角,以加 强散热和避免受热变形。且锥角越大,座 合压力越大,自洁作用越大。
3) 气门头部直径 气门头部直径越大,气门口通道截面就越 大,进、排气阻力就越小。通常进气门头 部直径大于排气门。另外,排气门稍小些, 还不易变形。 h1<h2
h1 h2
气门杆
气门座:
2、气门座
气缸盖的进、排气道与气门锥面相结
合的部位。
作用: 1.靠其内锥面与气门锥面的紧密 贴合密封气缸。 2.接受气门传来的热量。