发动机的气门机构、装置和工作原理
气门机构是一个直接定时执行机构，它保证了空气燃料混合物的及时供应到发动机气缸和随后的废气排放。 该系统的关键元件是阀门，其中必须确保燃烧室的密封性。 他们承受重负荷，因此他们的工作受到特殊要求。
气门机构的主要元件
发动机每个气缸至少需要两个气门，一个进气门和一个排气门，才能正常工作。 阀门本身由一个阀杆和一个板状头部组成。 阀座是气门头与气缸盖相接的地方。 进气门的头部直径比排气门大。 这确保了空气燃料混合物更好地填充燃烧室。
机制的主要内容：
- 进气门和排气门 - 设计用于进入燃烧室的空气燃料混合物和废气；
- 导套 - 确保阀门的准确运动方向；
- 弹簧 - 将阀门返回到其原始位置；
- 阀座 - 板与气缸盖的接触位置；
- 饼干 - 用作弹簧的支撑并固定整个结构）；
- 阀杆密封件或抛油环——防止油进入气缸；
- 推杆 - 传递来自凸轮轴凸轮的压力。
凸轮轴上的凸轮压在气门上，这些气门被弹簧加载以返回其原始位置。 弹簧用饼干和弹簧板连接到杆上。 为了抑制共振，可以在杆上安装不是一个，而是两个具有通用绕组的弹簧。
导套为圆柱形件。 它可以减少摩擦并确保杆的平稳和正确操作。 在运行过程中，这些部件也受到应力和温度的影响。 因此，它们的制造采用耐磨耐热合金。 由于负载的不同，排气阀衬套和进气阀衬套略有不同。
气门机构的工作原理
阀门经常暴露在高温和高压下。 这需要特别注意这些部件的设计和材料。 排气组尤其如此，因为热气通过它排出。 汽油发动机的排气阀板可加热至 800°C - 900°C，柴油发动机的排气阀板可加热至 500°C - 700°C。 进气阀板上的负载少了几倍，但达到了300˚С，这也是相当多的。
因此，在其生产中使用了带有合金添加剂的耐热金属合金。 此外，排气阀通常有一个充满钠的空心阀杆。 这对于更好地调节板的温度和冷却是必要的。 棒内的钠熔化、流动并从板中吸收一些热量并将其转移到棒上。 这样，可以避免零件过热。
在操作过程中，鞍座上可能会形成积碳。 为了防止这种情况发生，设计用于旋转阀门。 阀座是一个高强度钢合金环，直接压入气缸盖以实现更紧密的接触。
此外，为了机构的正确运行，有必要观察调节的热间隙。 高温会导致零件膨胀，从而导致阀门发生故障。 凸轮轴凸轮与推杆之间的间隙通过选用一定厚度的专用金属垫圈或推杆本身（眼镜）来调整。 如果发动机使用液压挺杆，则间隙会自动调整。
非常大的间隙会阻止阀门完全打开，因此气缸填充新鲜混合物的效率会降低。 一个小的间隙（或缺少它）将不允许气门完全关闭，这将导致气门烧毁和发动机压缩率降低。
按阀门数量分类
经典版本的四冲程发动机每个气缸只需要两个气门即可运行。 但现代发动机在动力、油耗和环保方面的要求越来越高，这对他们来说已经不够了。 由于阀门越多，用新的充气填充气缸的效率就越高。 在不同时间，在发动机上测试了以下方案：
- 三阀（入口 - 2，出口 - 1）；
- 四气门（进气 - 2，排气 - 2）；
- 五阀（进气 - 3，排气 - 2）。
通过每个气缸更多的阀门可以更好地填充和清洁气缸。 但这使发动机的设计复杂化。
今天，每缸 4 个气门的发动机是最受欢迎的。 这些发动机中的第一台出现在 1912 年的标致大奖赛上。 当时，这种解决方案并没有被广泛使用，但从 1970 年开始大量生产具有如此数量阀门的汽车开始积极生产。
驱动设计
凸轮轴和正时驱动负责气门机构的正确和及时操作。 每种发动机的设计和凸轮轴数量都是单独选择的。 零件是轴，特定形状的凸轮位于该轴上。 当它们转动时，它们会对推杆、液压挺杆或摇臂施加压力并打开阀门。 电路的类型取决于具体的发动机。
凸轮轴直接位于气缸盖中。 它的驱动力来自曲轴。 它可以是链条、皮带或齿轮。 最可靠的是链条，但需要辅助设备。 例如链条减振器（阻尼器）和张紧器。 凸轮轴的转速是曲轴转速的一半。 这确保了他们的协调工作。
凸轮轴的数量取决于气门的数量。 主要有两种方案：
- SOHC——单轴；
- DOHC - 两个轴。
一个凸轮轴只需两个气门即可。 它旋转并交替打开进气门和排气门。 最常见的四气门发动机有两个凸轮轴。 一个保证进气门的运行，一个保证排气门的运行。 V型发动机配备四个凸轮轴。 每边两个。
凸轮轴凸轮不直接推动气门杆。 有几种类型的“中介”：
- 滚轮杠杆（摇臂）；
- 机械推杆（眼镜）；
- 液压推进器。
滚轮杠杆是优选的布置。 所谓的摇臂在插入式轴上摆动并对液压推杆施加压力。 为了减少摩擦，在杠杆上提供了一个滚子，它与凸轮直接接触。
在另一种方案中，使用直接位于杆上的液压推进器（间隙补偿器）。 液压补偿器自动调节热间隙，使机构运行更平稳、更安静。 这个小部件由带有活塞和弹簧的气缸、油道和止回阀组成。 液压推进器由发动机润滑系统供应的油提供动力。
机械推杆（眼镜）是一侧的封闭衬套。 它们安装在气缸盖外壳中，直接将力传递到阀杆。 它的主要缺点是在使用冷发动机时需要定期调整间隙和爆震。
工作噪音
主阀故障是冷发动机或热发动机的爆震。 温度升高后，冷发动机的敲击声消失。 当它们加热并膨胀时，热间隙就会关闭。 此外，油的粘度不能以正确的体积流入液压升降机，这可能是原因。 补偿器油道的污染也可能是特征攻丝的原因。
由于润滑系统中的低油压、脏的机油滤清器或不正确的热间隙，阀门可能会敲击热发动机。 还需要考虑零件的自然磨损。 故障可能出在气门机构本身（弹簧、导套、液压挺杆等磨损）。
间隙调整
仅在冷发动机上进行调整。 当前的热间隙由不同厚度的特殊扁平金属探针确定。 为了改变摇臂上的间隙，有一个特殊的调节螺钉可以转动。 在带有推杆或垫片的系统中，通过选择所需厚度的零件进行调整。
考虑为带有推杆（眼镜）或垫圈的发动机调节阀门的逐步过程：
- 拆下发动机阀盖。
- 转动曲轴，使第一个气缸的活塞位于上止点。 如果通过标记难以做到这一点，您可以拧下火花塞并将螺丝刀插入井中。 它的最大向上运动将是死点。
- 使用一组塞尺，测量未压在挺杆上的凸轮下方的气门间隙。 探头应该有一个紧的，但不是太自由的发挥。 记录阀门编号和间隙值。
- 将曲轴旋转一圈 (360°)，使第 4 个气缸活塞到达上止点。 测量其余阀门下方的间隙。 写下数据。
- 检查哪些阀门超出公差。 如果有，选择所需厚度的推杆，拆下凸轮轴并安装新眼镜。 这完成了该过程。
建议每50-80万公里检查一次间隙。 标准间隙值可以在车辆维修手册中找到。
请注意，进气门和排气门间隙有时可能不同。
适当调整和调整的气体分配机构将确保内燃机平稳均匀地运行。 这也将对发动机资源和驾驶员舒适度产生积极影响。
