氣門組

氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座及鎖緊裝置等零件。

在壓縮和燃燒過程中，氣門必須保證嚴(yán)密的密封，不能出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。否則內(nèi)燃機(jī)的功率會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)內(nèi)燃機(jī)由于壓縮終了溫度和壓力太低，一直不能著火（點(diǎn)火）啟動(dòng)。氣門在漏氣情況下工作，高溫燃?xì)忾L(zhǎng)時(shí)間沖刷進(jìn)氣門，使氣門過熱、燒損。

氣門是在高溫、高機(jī)械負(fù)荷及冷卻潤(rùn)滑困難的條件下工作的。氣門頭部還承受氣體壓力的作用。排氣門還要受到高溫廢氣的沖刷，經(jīng)受廢氣中硫化物的腐蝕。因此，要求氣門具有足夠的強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕和耐磨損的能力。

氣門分為進(jìn)氣門和排氣門兩種。頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)有每缸二氣門（一個(gè)進(jìn)氣門、一個(gè)三氣門（兩個(gè)進(jìn)氣門、一個(gè)排氣門）、四氣門（兩個(gè)進(jìn)氣門、兩個(gè)排氣門）和五氣門（三個(gè)進(jìn)氣門、兩個(gè)排氣門）之分。二氣門多用于中小功率的內(nèi)燃機(jī)；凸輪軸通常采用齒輪驅(qū)動(dòng)，齒輪裝在凸輪軸前端，與曲軸上的齒輪直接或間接嚙合，稱為正時(shí)齒輪。后三者用于強(qiáng)化程度較高的中、大型內(nèi)燃機(jī)，并以四氣門結(jié)構(gòu)的居多。

進(jìn)氣門山于工作溫度稍低，一般采用普通合金鋼；排氣門普遍采用耐熱合金鋼。為了節(jié)約成本，有時(shí)桿部選用一般合金鋼，而頭部采用耐熱合金鋼，然后將兩者焊接在一起。

氣門錐而是氣門與氣門座之間的配合面，氣門的密封性就是依靠?jī)蓚€(gè)表面嚴(yán)密貼合來保證的。此外，氣門接受燃?xì)獾募訜崃康?5%要通過錐面?zhèn)鞒?。從有利于傳熱的觀點(diǎn)出發(fā)，氣門錐面與氣門座接觸的寬度應(yīng)愈寬愈好，但是接觸面愈寬，密封的可靠性就愈低，因?yàn)楣ぷ髅嫔系谋葔簻p小，雜物和硬粒不易被碾碎和排走。所以通常要求氣門錐面密封環(huán)帶的寬度在之間即可。柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)其他工作機(jī)械（如發(fā)電機(jī)、水泵等）時(shí)，如其輸出轉(zhuǎn)矩與工作機(jī)械克服工作阻力所需的轉(zhuǎn)矩（阻力矩）相等，則工作處于穩(wěn)定狀態(tài)（轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定）。

氣門頂面上有時(shí)還銑出一條較窄的凹槽，主要用于研磨氣門時(shí)能將工具插入槽中旋轉(zhuǎn)氣門。氣門和氣門座配對(duì)進(jìn)行研磨，研磨后氣門即不能互換。

氣門錐面的錐角一般為30°或45°。也有少數(shù)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)做成60°或15°錐角的。錐角愈小，單位面積上的壓力也愈小，氣門與氣門座之間的相對(duì)滑動(dòng)位移也較小，從而使氣門的磨損減輕。因此，有的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣門錐面的錐角為30°。

排氣門由于高溫廢氣不斷流過錐面，廢氣中的碳煙微粒容易沉積附著在錐面上，影響密封性。因此，排氣門要求錐面上的比壓要高些，以利于積炭的排除。排氣門大多采用45°的錐角。為了制造和維修方便，不少內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣門錐角均采用45°。

氣門座的錐角有時(shí)比氣門錐角大0.5°~1°，使兩者接觸面積更小，可以提高工作面的比壓，從而提高其密封的可靠性。

氣門頭部的直徑對(duì)氣流的阻力影響較大。頭部直徑愈大，其流通截面也愈大，因而阻力減小。但直徑的大小受汽缸頂面的限制?？紤]到進(jìn)氣阻力對(duì)內(nèi)燃機(jī)性能的影響比排氣阻力更大，所以一般都使進(jìn)氣門的直徑比排氣門稍大。有些內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門直徑相同，以便于制造和維修。但如果兩者材料不同，則必須打上標(biāo)記，以免裝錯(cuò)。反之，曲軸轉(zhuǎn)速降低，飛塊離心力減小，從動(dòng)盤在彈簧的作用下退回一定角度，使供油提前角相應(yīng)減小。

氣門頭部邊緣應(yīng)保持一定的厚度，一般為1、3mm，以防止工作時(shí)，由于氣門與氣門座

之間的沖擊而損壞或被高溫氣體燒蝕。為了改善氣門頭部的耐磨性和耐腐蝕性，以增強(qiáng)密封性能，有些內(nèi)燃機(jī)在排氣門的密封錐面上，堆焊一層特種合金。

配氣相位

原理上內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣等過程都是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)和到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)開始或完成。但是為了進(jìn)氣更充分，排氣更干凈，進(jìn)、排氣門要提早打開、延遲關(guān)閉。內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門開始開啟和關(guān)閉終了的時(shí)刻以及開啟的延續(xù)時(shí)間，通常用相對(duì)于上、下止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為配氣相位或配氣定時(shí)。表示每缸進(jìn)、排氣配氣相位（正時(shí)）關(guān)系的環(huán)形圖，稱配氣相位（正時(shí)）圖。氣門座圈如壓入鋁合金汽缸蓋中時(shí)，其配合表面常制成溝槽，當(dāng)氣門座圈壓入后，少量鋁金屬會(huì)擠入溝槽中，在對(duì)氣門座孔擴(kuò)口時(shí)也會(huì)促使鋁合金擠入，以提高座圈在座孔中的緊固程度，防止松脫。

在上止點(diǎn)附近，進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的角度稱為氣門重疊角（以℃A表示）。由于新鮮氣體（或可燃混合氣）和廢氣流動(dòng)慣性都很大，雖然進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟，但氣流并不互相錯(cuò)位與混合。只要?dú)忾T重疊角取得合適，可以使進(jìn)氣更充分、排氣更干凈。

氣門重疊角必須根據(jù)內(nèi)燃機(jī)具體狀況通過試驗(yàn)來確定。重疊角過小，達(dá)不到預(yù)期改善換氣質(zhì)量的目的，過大則可能產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象，降低內(nèi)燃機(jī)的工作性能。

配氣相位要根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的使用工況和常用轉(zhuǎn)速來確定。不同的內(nèi)燃機(jī)，其配氣相位是不同的。配氣相位的數(shù)值要通過試驗(yàn)確定。

為保證配氣相位的準(zhǔn)確，在曲軸與凸輪軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通常設(shè)有專門的記號(hào)，在裝配過程中必須按照相關(guān)說明書的要求將記號(hào)對(duì)準(zhǔn)，不得隨意改動(dòng)。

空氣濾清器

空氣濾清器的功用是濾除空氣中的灰塵及雜質(zhì)，將清潔的空氣送入汽缸內(nèi)，以減少活塞連桿組、配氣機(jī)構(gòu)和汽缸磨損。對(duì)空氣濾清器的要求是：濾清、阻力小、應(yīng)用周期長(zhǎng)且保養(yǎng)方便?？諝鉃V清器的濾清方式有以下三種。

①慣性式（離心式）：利用灰塵和雜質(zhì)在空氣成分中密度大的特點(diǎn)，通過引導(dǎo)氣流急劇旋轉(zhuǎn)或拐彎，從而在離心力的作用下，將灰塵和雜質(zhì)從空氣中分離出來。

②油浴式（濕式）：使空氣通過油液，空氣雜質(zhì)便沉積于油中而被濾清。

③過濾式（干式）：引導(dǎo)氣流通過濾芯，使灰塵和雜質(zhì)被黏附在濾芯上。

為獲得較好的濾清效果，可采用上述兩種或三種方式的綜合濾清?？諝鉃V清器由濾清器殼和濾芯等組成，濾清器殼由薄鋼板沖壓而成。濾芯有金屬絲濾芯和紙質(zhì)濾芯等。

135系列4、6缸直列柴油機(jī)用空濾器，這種紙質(zhì)濾芯（金屬絲濾芯）濾清器目前應(yīng)用廣泛，濾芯普遍采用樹脂處理的微孔濾紙制成，濾芯上下兩端由塑料密封墊圈密封。柴油機(jī)工作時(shí)，空氣經(jīng)紙質(zhì)濾芯濾清后，從接管沿進(jìn)氣管被吸入汽缸。這種濾清器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、維護(hù)方便；利用此真空度將空濾器集塵室中的塵粒經(jīng)橡膠管吸入排氣引射管內(nèi)，并與柴油機(jī)廢氣一起排出。但用于塵粒量大的環(huán)境時(shí)，工作壽命較短，且不甚可靠。

國(guó)產(chǎn)135系列增壓柴油機(jī)用的旋流紙質(zhì)空氣濾清器。它主要由旋流粗濾器（內(nèi)部豎置有旋流管）、紙質(zhì)主精濾芯和安全濾芯三部分組成。空氣經(jīng)旋流管離心力的作用，使空氣中的絕大部分塵粒落入旋流管下端的集塵室，塵粒再經(jīng)排氣引射管（安裝在消聲器出口處）隨柴油機(jī)廢氣一起排出。粗濾后較清潔的空氣通過紙質(zhì)精濾及安全濾芯濾清，后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。它由柴油機(jī)的曲軸通過齒輪、皮帶或鏈條等傳動(dòng)裝置帶動(dòng)增壓器旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)采用上述旋流紙質(zhì)空氣濾清器時(shí)，消聲器出口處需預(yù)裝有與之匹配的排氣引射管，當(dāng)柴油機(jī)排氣時(shí)，高速氣流通過喉管處使廢氣氣流增大，于是便形成了真空度。利用此真空度將空濾器集塵室中的塵粒經(jīng)橡膠管吸入排氣引射管內(nèi)，并與柴油機(jī)廢氣一起排出。

調(diào)速器的種類

（1）根據(jù)調(diào)速器 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的不同可分為機(jī)械式、液壓式、氣動(dòng)式和電子式四種．機(jī)械式調(diào)速器機(jī)械式調(diào)速器的感應(yīng)元件為飛塊或飛球，直接推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，廣泛用于中、小功率柴油機(jī)上。

①液壓式調(diào)速器 液壓式調(diào)速器一般用飛塊作感應(yīng)元件，推動(dòng)控制活塞操縱液壓伺服器。這種調(diào)速器的感應(yīng)元件較小，通用性強(qiáng)，可用少數(shù)幾種尺寸系列滿足幾十到上萬馬力柴油機(jī)的配套要求，穩(wěn)定性好，調(diào)節(jié)精度高（穩(wěn)定調(diào)速率可到零），推動(dòng)力大，便于實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的自動(dòng)控制，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，因此，適用于大功率柴油機(jī)。焊接時(shí)，用采用對(duì)向焊接（與裂紋垂直方向移動(dòng)焊條）的方法，而且每焊完一層后，應(yīng)立即清除焊渣，再焊下一層。

②氣動(dòng)式調(diào)速器 氣動(dòng)式調(diào)速器是利用膜片感應(yīng)進(jìn)氣管真空度的變化，進(jìn)而推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低速時(shí)靈敏度較高，但因進(jìn)氣管裝有節(jié)流閥增加了進(jìn)氣阻力，使功率有所下降，因此，只適用于小功率柴油機(jī)，所以目前采用不多。

③電子式調(diào)速器 電子式調(diào)速器是把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)換成電量變化，經(jīng)采樣放大后控制其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種調(diào)速器可在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生明顯變化之前調(diào)整供油量，獲得很高的調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)無差并聯(lián)運(yùn)行，目前，主要用于柴油發(fā)電機(jī)組。

（2）按照調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速范圍，可分為單程式、兩極式和全程式三種

①單程式調(diào)速器 單制式調(diào)速器只在某一個(gè)轉(zhuǎn)速（一般為標(biāo)定轉(zhuǎn)速）時(shí)起作用。它適合于要求轉(zhuǎn)速恒定的柴油機(jī)，如驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、離心泵等的柴油機(jī)。

②兩極式調(diào)速器 兩極式調(diào)速器只在柴油機(jī)怠速和標(biāo)定轉(zhuǎn)速兩種情況下起作用，主要用于汽車，以保持怠速工作穩(wěn)定和防止高速時(shí)“飛車”。其他工況則由操作者操縱油門來調(diào)節(jié)供油量。

③全程式調(diào)速器 全程式調(diào)速器是在柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均起作用。裝有這種調(diào)速器的工作機(jī)械．操作人員根據(jù)工作需要選擇任一轉(zhuǎn)速后，調(diào)速器即能自動(dòng)地使柴油機(jī)穩(wěn)定在該轉(zhuǎn)這下工作。這不僅大大改善了操作人員在負(fù)荷變化頻繁情況下的勞動(dòng)條件，而且也提高了工作質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此，大多數(shù)工程機(jī)械都采用這種調(diào)速器。為了提高氣門座表面的耐磨性，有時(shí)采用耐熱鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制成單獨(dú)的零件，然后壓入相應(yīng)的孔中。