柴油机气门结构设计

大锥 角可 提高 气 门 头 部边 缘 的刚 度 ， 保证 气 门锥
面 与底座 良好 的 自动对 中作 用和密 封 面 的较 大 比
压， 利于辗 压 积 炭 。大 多 数气 门设 计 都 采 用 ４ 。 ５ 锥 面角 ， 践 证明 ，５ 锥 面 角不 但 能提 供 良好 的 实 ４。 密 封性 ， 且 能够 满 足 气 门 座 台 的耐 磨 性 要 求 。 而 锥 面积炭 比较 厚 的柴 油机 ， 一般 都用 ４ 。 面角 ， ５锥 由此可 以 获得 较好 的座合 和较高 的座 合压 力而不 必 减少密 封面积 ， 这样 积炭 就容 易被压 扁 或擦掉 。
作者 简介 ： 张敬源 （１６ 一）男 ， ９ ８ ， 山东 乳山人 ， 工程师 ， 工学学士 ， 主要从事 内燃机气 门制造工艺研究 。
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山东 内燃机
２０ ０２年 ３ 月
宽 。气 门座圈 的锥 角 应 比气 门密封 锥 面略大 Ｏ５。 ．
对于 ３ 睢角 ， Ｏ。 在气 门升程 不 变的情 况 下 ， 以较 可
４。 ５ 锥面增 大气 流通过 断 面 ， 少 进气 阻力 ， 时 减 同 气 门锥 面 由 ４ 。 为 ３ 可 使工 作 面上 压力 大约 ５变 ０。 减 小 ｉ％ ， 而减 少磨 擦 运 动量 ， 锥 角小 ， 从 ８ 但 边缘 变薄 ， 性 变 弱 ， 刚 使气 门密 封性 和导 热性 变 坏 ， 对 于 柴油 机 而言 ， 有 ３ 锥 面 角 的气 门座 合 面 经 具 ｏ。
图
常在无 润 滑特性 或 增压 的工 况 下 使用 ， 在增 压 柴 油机 中 ， 由于作 用 在气 门上 的气 体 压力较 大 ， 气 使 门与气 门座闯 的相对 滑移增 大 ， 外增 压后 ， 吸 另 在 气 冲程 内气缸 内压 力仍 大 于 大 气 压力 ， 进气 门导 管无法 获 得机 油 润 滑 ， 而 加剧 了进 气 门锥面 的 从 磨损 ， 此需减 小 进气 门密封 锥 角 ， 为 以减小密 封面 比压 和 气 门与气 门座 的相对 滑移 。 气 门与气 门座合 面宽度 约 为 Ｉ５ ｒａ增 ． ～３Ｏｒ ， ｍ 压 柴油 机为 降低 气 门 的高 温 ， 要增 大 座台 面 带 需
２ ５０ ） ６６ ０
摘要 ： 过对 柴 油机 气 门结 构部 位 分析 ， 通 简述 了气 门结 构设 计 中应 注意 的问题 关键 词 ： 油机 ； 柴 气门 ； 构设 计 结 中 图分类 号 ：Ｋ ２ 文献 标 识码 ： 文章 编号 ：６１ ４ １２０ ）１ ０２ ０ Ｔ ４３ Ａ １７ —２７ （０２０ — ０３— ３ 气 门是燃 烧室 的组 成部 分 ， 又是气 体 进 、 出燃 烧 室 的通 道 ， 工 作 中要 承 受 极 大 的 交变 和 冲击 在 载荷 及 高温 、 高速 燃气 的 冲刷 与腐蚀 作用 ， 况极 工 为苛 刻 。气 门设计 的合 理 与 否不仅 与发 动机 的技 术经 济指 标有 关 ， 与整 机 的可 靠 性 和气 门 的使 还 用 寿命 密切相 关 。气 门设 计 中除应 进行 详尽 的强 度 和 刚度计算 外 ， 还应 考 虑气 流 的通 过 能力 、 门 气 与气 门座 的密封 、 门 的材 料 及冷却 、 气 润滑 与磨损
通 常允 许 气门头部外 圆伸 出已精加 工 的气 门座之 外 约 ０５～ＩＯ ， 门盘外 圆通 常 为气 口直 径的 ． ｕ气 ｉ１ ， 样 可 以使 气 门 座有 足够 的 宽度 以利于 ．５倍 这 气 门头 的 畴热 。
２ 锥 面 角度
气门 头部 的 密 封锥 面 有 ３ 和 ４ 。 种 ， ０。 ５两 较
７忱 、 、 ． 、１ 、 １ ｑ２等 选 取 。 常 用 的气 、 妇 妇 ５ ｑ０ １、１ ＇ ，
１， 。 这可形成一条较窄的座合面密封带 ， 提高座 合压力 ， 限制 积炭层厚度 ， 改善热传 导（ 如图 ２ 所 示） 。气 门锥面宽度 一般为 盘外圆 Ｄ的 ００ ． ５～ ０１倍 ， ． ２ 或为盘部厚度 Ｈ的 ０８ ． 倍。 ． —１３
等 。根 据 目前 国 内柴 油机 气 门设 计 的实 际状 况 ， 结合 柴 油机气 门 的制 造 及 配 套 情 况 ， 谈一 下 笔者 的认 识 。 气 门属 配气 机 构 的关键 基 础件 ， 图 １ 示 如 所 其 主 要结构 包括 盘外 圆 、 盘锥 面 、 盘部厚 度 、 颈部 、 杆 部 及锁夹 槽 等部分 。
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２Ｏ Ｏ２年第 １ 总第 ７ 期 ） 期（ １
山东 内燃机
Ｓ Ａ Ｄ Ｎ ． ． Ｈ Ｎ Ｏ ＧＩＣ Ｅ
２ｏ 年 ３ ｏ２ 月 【 设计计算】 柴 油机 气 门结构 设 计
张 敬 源
（ 东省 蓬 莱动 力机械 配 件厂 ， 东 蓬 莱 山 山
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门杆 部 与 导 管 的 配 合 间 隙进 气 门 为 ００ ． ４～ ００ｍ 排气门为 ０ ０ ～ ．９ ｎ 由于气 门与导 ． ｍ， ８ ．５ ０ ０ｒ ， ￣ 管之间的间隙将影响气门杆与气 门头圆滑过渡处 的气 门强 度 ， 因此 最 小 间 隙 应选 择 为使 气 门杆 在 导管 中没 卡住 的危险 ， 门杆与导管之间的间 气 隙， 应使之 在最高工作 温度下 ， 能够保 留润滑油 膜， 问隙 增大促 使气 门杆部温 度提 高 和积炭 ， 些 这 都会使润滑效果下降， 并导致气 门杆部 的擦伤与
１ 盘外 圆 Ｄ
为 获 得最 佳 容 积 效 率 ， 门头部 直 径通 常 气 是越 大越好 ， 困受 燃 烧室 间 的限制 ， 但 进气 门直 径 为气缸 直径 的 ４ ２～４ ％。 一般 来 说 ， 虑 到 吸气 ８ 考 作用 ， 进气 门直 径 要 比排 气 门大 １ ５～２ ％。在 增 ０ 压发 动机 中 ， 排气 门的 头部 直 径 比可 接 近 ｉ ｉ 进 ：