气门组的检修

模块四:气门组得检修

一、相关知识链接：

1、发动机气门组构造及其作用

(１)、气门得工作条件

气门得工作条件非常恶劣。首先，气门直接与高温燃气接触，受热严重，而散热困难，因此气门温度很高。其次，气门承受气体力与气门弹簧力得作用，以及由于配气机构运动件得惯性力使气门落座时受到冲击.第三，气门在润滑条件很差得情况下以极高得速度启闭并在气门导管内作高速往复运动。此外，气门由于与高温燃气中有腐蚀性得气体接触而受到腐蚀。

2、气门材料

进气门一般用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢与镍铬钢等。排气门则采用耐热合金钢制造，如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。

3、气门构造

汽车发动机得进、排气门均为菌形气门，由气门头部与气门杆两部分构成。气门顶面有平顶、凹顶与凸顶等形状。目前应用最多得就是平顶气门，其结构简单，制造方便，受热面积小，进、排气门都可采用。

气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。气门锥面与气门顶面之间得夹角称为气门锥角。进、排气门得气门锥角一般均为45°，只有少数发动机得进气门锥角为３０°.

气门头部接受得热量一部分经气门座圈传给气缸盖;另一部分则通过气门杆与气门导管也传给气缸盖,最终都被气缸盖水套中得冷却液带走。为了增强传热，气门与气门座圈得密封锥面必须严密贴合。为此,二者要配对研磨，研磨之后不能互换。

气门杆有较高得加工精度与较低得粗糙度，与气门导管保持较小得配合间隙，以减小磨损,并起到良好得导向与散热作用。气门尾端得形状决定于上气门弹簧座得固定方式。采用剖分成两半且外表面为锥面得气门锁夹来固定上气门弹簧座,结构简单,工作可靠，拆装方便,因此得到了广泛得应用。气门锁夹内表面有多种形状,相应地气门尾端也有各种不同形状得气门锁夹槽。

4、每缸气门数

一般发动机每个气缸有两个气门，即一个进气门与一个排气门.进气门头部直径比排气门大15%～30％，目得就是增大进气门通过断面面积，减小进气阻力,增加进气量。凡就是进气门与排气门数量相同时，进气门头部直径总比排气门大.每缸两气门得发动机又称两气门发动机。现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门，其中尤以四气门发动机为数最多。

四气门发动机每缸两个进气门，两个排气门。其突出得优点就是气门通过断面积大,进、排气充分,进气量增加,发动机得转矩与功率提高。其次就是每缸四个气门，每个气门得头部直径较小，每个气门得质量减轻,运动惯性力减小,有利于提高发动机转速。最后,四气门发动机多采用篷形燃烧室，火花塞布置在燃烧室中央,有利于燃烧。

二、气门座与气门座圈

气缸盖上与气门锥面相贴合得部位称气门座。气门座得温度很高，又承受频率极高得冲击载荷,容易磨损。因此，铝气缸盖与大多数铸铁气缸盖均镶嵌由合金铸铁或粉末冶金或奥氏体钢制成得气门座圈。在气缸盖上镶嵌气门座圈可以延

长气缸盖得使用寿命。也有一些铸铁气缸盖不镶气门座圈,直接在气缸盖上加工出气门座。

三、气门导管

气门导管得功用就是对气门得运动导向,保证气门作直线往复运动，使气门与气门座或气门座圈能正确贴合.此外，还将气门杆接受得热量部分地传给气缸盖。气门导管得工作温度较高，而且润滑条件较差，靠配气机构工作时飞溅起来得机油来润滑气门杆与气门导管孔。气门导管由灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金制造.在以一定得过盈将气门导管压入气缸盖上得气门导管座孔之后,再精铰气门导管孔，以保证气门导管与气门杆得正确配合间隙.

四、气门弹簧

气门弹簧得功用就是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配气机构产生得惯性力,使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。

气门弹簧一般为等螺距圆柱形螺旋弹簧。当气门弹簧得工作频率与其固有得振动频率相等或为整数倍时,气门弹簧就会发生共振.共振时将使配气定时遭到破坏,使气门发生反跳与冲击,甚至使弹簧折断。为防止共振得发生，可采取下列结构措施:

1）采用双气门弹簧在柴油机与高性能汽油机上广泛采用每个气门安装两个直径不同,旋向相反得内、外弹簧。由于两个弹簧得固有频率不同，当一个弹簧发生共振时,另一个弹簧能起到阻尼减振作用。采用双气门弹簧可以减小气门弹簧得高度，而且当一个弹簧折断时，另一个弹簧仍可维持气门工作.弹簧旋向相反，可以防止折断得弹簧圈卡入另一个弹簧圈内使其不能工作或损坏.

2）采用变螺距气门弹簧某些高性能汽油机采用变螺距单气门弹簧。变螺距弹簧得固有频率不就是定值，从而可以避开共振。

3)采用锥形气门弹簧锥形气门弹簧得刚度与固有振动频率沿弹簧轴线方向就是变化得，因此可以消除发生共振得可能性。

五、气门旋转机构

当气门工作时,如能产生缓慢得旋转运动,可使气门头部周向温度分布比较均匀，从而减小气门头部得热变形.同时，气门旋转时，在密封锥面上产生轻微得摩擦力，能够清除锥面上得沉积物。

1、气门组得工作条件

气门及气门座就是影响发动机可靠性、安全性得关键零部件之一,主要用于启动与关闭发动机工作过程中得进气道与排气道，控制燃料混合气或空气得进入以及废气得排出。气门及气门座得工作环境十分恶劣，除承受高温燃气得腐蚀外,还要承受气缸内爆发压力得冲击，主要失效模式为磨损。

2、气门及气门座得磨损失效型式

气门及气门座得磨损失效通常有4种型式,即接触疲劳磨损、高温腐蚀磨损、磨粒磨损与高温蠕变,并且磨损失效过程遵循一般机械零件磨损得规律,高温下得蠕变与腐蚀介质在这一过程中起加速作用。

气门及气门座同时也存在一些非正常磨损得因素，比如：燃烧室空气中含有大量得灰尘;燃烧室内积碳过多;燃烧室内进水导致气门及气门座锈蚀等。发动机气门及气门座磨损失效使得进排气道关闭不严，导致发动机漏气，气缸压力减小,功率下降，耗油增加，严重时还会导致发动机排气冒黑烟,空气滤清器窜气，起动困难等。

更换气门座步骤如下：

拆下旧气门座。测量座圈孔直径，按直径孔大小选择新座圈.为了防止松落,新座圈与座孔应有０、０75－0。125mm得过盈；气门座圈材料应采用在工作温度下塑性变形较小而硬度较高得合金材料，一般采用合金铸铁、球墨铸铁,也有采用合金钢得。通常座圈得硬度比气门工作面硬度稍低一些。

镶配气门座。通常采用冷缩法或加热法将气门座圈镶入座孔内.冷缩法就是将气门座圈在液氮中冷冻至—１95℃后，压人气门座承孔。热胀法就是将座圈承孔加温到１00℃左右，然后将座圈涂油，垫以软金属迅速将座圈压入承孔。气门座圈镶入后,应将高出气缸体（气缸盖)平面得部分修平.镶配好得气门座周围必须严密、牢固、可靠。

3、气门座圈拆除工艺

气门座通常有两种型式：一种就是直接从气缸盖中镗出来。这种型式具有良好得散热性能，加工也比较方便；另一种就是在气缸盖上镶气门座圈,这种型式便于修理与更换，气缸盖与气门座圈采用过盈配合来保证可靠性. 气门座使用一定时间后,常常会出现不同程度得磨损失效。在维修气门座得过程中，应根据气门座不同得磨损情况选择不同得维修方法，以降低维修成本。由于气门座圈与