气门弹簧的作用是什么?

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  摘 要:文章结合工作中遇到的气门弹簧锁片安装难的问题,分析了汽车发动机气门和气门弹簧的功用、材料,阐述了发动机换气的过程,总结了发动机气门的拆装技巧。

  关键词:气门;拆装;方法

  汽车发动机使用一段时间后,气门会附着许多积碳,导致气门关闭不严,使发动机动力下降,油耗增加。为了解决这一问题,需拆卸气门并对其进行研磨,但拆卸气门容易安装难,本文结合以往的工作经验,查阅大量相关技术资料,通过反复实践总结出了拆装气门的方法与技巧。

  1.1 气门的功用

  气门与气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、弹簧锁片等零件一起组成气门组,如图1所示。气门是用来封闭气道的。气门由头部和杆身两部分组成。头部用来封闭进排气道,杆身用来在气门开闭过程中起导向作用。气门包括进气门和排气门两种类型。进气门打开,进气管中的空气或可燃混合气进入汽缸;排气门打开,汽缸中的废气进入排气管。

  1.2 气门的材料

  由于气门在高温、高压、散热困难、润滑差、受燃气中腐蚀介质的腐蚀等很差的工作条件下工作,所以要求气门材料必须有足够的强度、刚度、耐高温性和耐磨损性。进气门一般采用中碳合金钢(如镍钢、镍铬钢和铬钼钢等),排气门多采用耐热合金钢(如硅铬钢、硅铬钼钢等)。为了改善气门的导热性能,可在气门内部充注金属钠。为了保证气门杆身与气门导管有一定的配合精度和耐磨性,气门杆身表面都要经过热处理和磨光。

  2.1 气门弹簧的功用

  气门弹簧是圆柱形的螺旋弹簧,位于缸盖与气门杆末端弹簧座之间。其功用是使气门自动回位关闭,并保证气门与气门座的座合压力;还用于吸收气门在关闭过程中各传动零件所产生的惯性力,以防止各个传动件彼此分离而破坏配气机构正常工作。为保证上述作用的发挥,气门弹簧的刚度一般都很大,而且在安装时进行了预紧压缩,因此预紧力很大。

  2.2 气门弹簧的材料

  气门弹簧多采用优质合金钢丝卷绕成螺旋状,弹簧两端磨平,以防止在工作中弹簧产生歪斜。为了提高弹簧疲劳强度,保证弹簧的弹力不下降、不折断,弹簧丝表面要进行磨光、抛光或喷丸处理。弹簧丝表面还必须经过发蓝处理或磷化处理,以免在使用中生锈。

  当气门弹簧的工作频率与其自然频率相等或是某一倍数时,将会发生共振。强烈的共振将破坏气门的正常工作,并可使弹簧诊断。为避免共振的发生,有的.发动机采用双气门弹簧结构。每个气门同心安装两根直径不同、旋向相反的内外弹簧,由于弹簧的自振频率不同,当某一弹簧发生共振时,另一弹簧起减振作用。当一根弹簧折断时,另一根还能继续维持工作;旋向相反,可以防止一根弹簧折断时卡入另一根弹簧内,以免好的弹簧被损坏。

  3 气门安装情况对发动机性能的影响

  气门安装情况影响着发动机的换气过程。发动机排出废气和充入新气的全过程叫做换气过程。如果没有气体交换,发动机就不可能持续运转。单位时间内进入整机的充气量又是决定发动机输出功率的“量”的因素。所以,换气过程既是发动机工作过程中不可缺少的组成部分,也是决定发动机动力、经济性能极为重要的环节。

  发动机的换气过程是通过气门的开闭来完成的。气门的开启是通过气门传动组的作用来完成的,而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。每次气门打开时,压缩弹簧,为气门关闭积蓄能量。

  气门安装不规范会导致气门漏气。气门漏气是指气门与气门座工作面密封不良或关闭不及时,产生气体泄漏,导致汽缸压力下降,发动机会出现起动困难、进气管回火、排气管放炮、冒烟、燃油消耗增加、出现异响等故障现象。除此之外,还有可能致使配气相位失准。配气相位是指用曲轴转角表示的进排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。配气相位失准会影响到发动机的动力性和经济性,严重时还会导致发动机不能起动。

  在拆卸气门时要特别注意安全。气门组在组装完毕后,弹簧处于预紧状态,如拆卸不当,弹簧弹出会击伤人体,因此,在拆卸气门组时,必须使用专门的气门弹簧拆除器按照规范操作,如图2所示。拆卸时使用气门弹簧拆除器将弹簧连同已被预紧的弹簧一起压下,使锥形锁片处于自由状态,方可用带磁性的一字螺丝刀将其取下。然后再将弹簧座连同弹簧一起慢慢放松,直至弹簧处于完全放松的自由状态,弹簧座、弹簧和气门即可轻松取出。拆卸时,为了确保人身安全,最好安排2~3人操作,其他人在安全地带观摩,操作者头部应避开气门弹簧,以免弹簧弹出伤人。

  气门组的零件经修复、检验合格后,方可进行组装,否则,装配好的发动机不能正常运转。即使有的发动机看似能运转,但是其工作性能不佳。

  5.1 气门的检修

  气门的常见损伤有:气门杆部的磨损,气门工作面的磨损与烧蚀,以及气门杆的弯曲变形等。气门出现下列耗损之一时,应予更换:

  ①货车的气门杆的磨损量>0.10 mm,轿车的气门杆的磨损量>0.05 mm,或出现明显的台阶形磨损。

  ②气门头部边缘的厚度<1.0 mm。

  ③气门尾端的磨损>0.5 mm。

  ④气门杆的直线度误差>0.05 mm。

  5.2 气门与气门座的配合要求

  气门与气门座的配合是配气机构的重要环节,它影响到汽缸的密封性,对发动机的动力性和经济性影响很大。

  气门与气门座的配合要求是:

  ①气门与气门座圈的工作锥面角度应一致。

  ②气门与气门座圈的密封带位置在中部靠内侧。

  ③气门与气门座圈的密封带宽度一般为1.2~2.5 mm。

  ④气门工作锥面与杆部的同轴度误差应≤0.05 mm。

  5.3 气门弹簧的检验

  气门弹簧的损坏除断裂外,还有歪斜、弹力减退。气门弹簧的歪斜将影响到气门关闭时的对中性,使气门关闭不严,容易烧蚀密封带,影响发动机的工作性能。

  气门弹簧出现下列耗损情况之一时,应予更换:

  ①弹簧力的减小值大于原厂规定10%。

  ②弹簧的自由长度减小值>2 mm。

  ③弹簧的端面与中心线的垂直度超过2 ?

小伙伴们基本都知道发动机是靠吸进空气和油料混合后进到发动机汽缸内燃烧爆炸来造成动力,然后才在排出燃烧过的废气物,而掌管四行程发动机进气与排气的机构就是气门。

1、气门是发动机内部相当至关重要的零部件之一,气门包括进气门(intakevalve)与排气门(exhaustvalve),它的外观类似喇叭的形状。进气门是负责空气进到进气歧管和燃油混合(缸内直喷则是在汽缸内供油)后要进到汽缸内的调节,而排气门则是负责汽缸内燃烧过后的废气物排出汽缸外的调节。以前的发动机每个汽缸只有一个进气门和一个排气门,这样子的话的设计较简单成本低,车辆的低速反应好,但是在高转速时效率较差,后来出于增进进、排气效率,提高车辆的性能,现今大部份的发动机基本都使用多气门设计,最经常遇见的是每汽缸4气门的设计,以四汽缸发动机为例,每汽缸4气门四个汽缸就是16气门,也就是我们常在杂志或网络上看到的"16V";

2、气门的响应是透过曲轴连结凸轮轴的皮带或金属链条带动凸轮轴,在由凸轮轴的突起地方位置推动气门往下打开启用,来实行进气和排气的响应,至于关闭的响应则是交给气门弹簧负责。现今大多的气门弹簧多为圆柱螺旋型弹簧,它的作用是依靠其弹簧的张力使打开启用的汽门迅速回到关闭的位置,并避免气门在发动机的运动过程中因惯性力量而造成间隙,确保气门在关闭状态时能紧密贴合,与此同时也避免气门在振动时因跳动而破坏密封性;

3、汽车气门弹簧是保障气门立刻落座并紧密贴合,避免气门在发动机振动时发生跳动,破坏其密封性。气门弹簧安装时预先压缩造成的安装预紧力功能作用是克服气门关闭过程中气门及其传动件的惯性力,消除各传动件之间因惯性力作用而造成的间隙,实现其功用的。


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