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气门以及气门座圈等配件为何容易磨损?

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2020-08-21 10:57:58    点击数:-   【


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气门的工作条件

气门的工作条件非常恶劣。

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,气门承受气体力和气门弹簧力的作用,以及由于配气机构 运动件的惯性力使气门落座时受到冲击。

第三,气门在润滑条件很差的情况下以极高的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的气体接触而受到腐蚀。

气门的材料

进气门一般用中碳合金钢制造,如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。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。

气门的构造

汽车发动机 的进、排气门均为菌形气门,由气门头部和气门杆两部分构成。气门顶面有平顶、凹顶和凸顶等形状。目前应用最多的是平顶气门,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的夹角称为气门锥角。进、排气门的气门锥角一般均为45°,只有少数发动机 的进气门锥角为30°。

气门头部接受的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和气门导管也传给气缸盖,最终都被气缸盖水套中的冷却液带走。

为了增强传热,气门与气门座圈的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。

;气门杆有较高的加工精度和较低的粗糙度,与气门导管保持较小的配合间隙,以减小磨损,并起到良好的导向和散热作用。

气门尾端的形状决定于上气门弹簧座的固定方式。采用剖分成两半且外表面为锥面的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,因此得到了广泛的应用。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的气门锁夹槽。

在某些高度强化的发动机 上采用中空气门杆的气门,旨在减轻气门质量和减小气门运动的惯性力。为了降低排气门的温度,增强排气门的散热能力,在许多汽车发动机 上采用钠冷却气门。这种气门是在中空的气门杆中填入一半金属钠。因为钠的熔点的是97.8℃,沸点为880℃,所以在气门工作时,钠变成液体,在气门杆内上下激烈地晃动,不断地从气门头部吸收热量并传给气门杆,再经气门导管传给气缸盖,使气门头部得到冷却。



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我们再来说一说这些组件容易损坏的原因:


一、

气门烧损以排气门最为常见,其基本原因是气门座的扭曲和积炭。此外,如气门间隙调整不当、磨损过度等也能引起气门的烧损。

当气门座扭曲时,气门密封面温度及气门与座之间的局部压力同时增加。气门密封面上往往出现沟槽,经高温气体的冲刷便会形成烧损。当气门密封面及气门座积炭严重时,使传热条件恶化,也容易产生变形,导致气门烧损


二、

气门导管的功用 是对气门的运动导向,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,还将气门杆接受的热量部分地传给气缸盖。

气门导管的工作温度较高,而且润滑条件较差,靠配气机构 工作时飞溅起来的机油来润滑气门杆和气门导管孔。气门导管由灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金制造。在以一定的过盈将气门导管压入气缸盖上的气门导管座孔之后,再精铰气门导管孔,以保证气门导管与气门杆的正确配合间隙。


三、


①汽缸盖螺栓松紧不一。
②气门座圈周围的缸体材料(铸造铁或铝合金)冷却强度不均匀(一般多采用把缸体承孔加温到100℃左右)。
③汽缸体或汽缸盖产生“时效”变形(缸体或缸盖铸造时会产生内应力,在相当长的时间后,该应力自行消失的现象)。
④气门座圈几何尺寸表面加工或镶嵌工艺质量不高,造成座圈与承孔配合不紧密,  导致传热不良,使座圈过热而产
生严重变形。
⑤承孔与座圈材料没有合理的匹配。一般座圈材料应选用在工作温度下塑性变形较小而硬度较高的合金。

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