翁德沃彭：
- 一般
- Materiaal
- 充钠阀
- 气门导管
- 不同类型的阀门控制
- 带间接阀门控制的阀门机构
- 带直接阀门控制的阀门机构
- 调整气门间隙
- 多阀技术
- 可变气门正时和气门升程
整体：
每个内燃机中都有阀门。 始终至少有一个入口阀和一个出口阀。 这些阀门通过分配由一个或多个凸轮轴驱动，确保新鲜空气可以流入燃烧空间，然后空气在压缩过程中被捕获，然后可以离开燃烧空间。 进气和排气的流动必须以尽可能小的阻力进行。
为此目的，材料的形状要尽可能好。
阀门安装在气缸盖中。 进气门通常比排气门大，因为必须有尽可能多的混合物进入气缸。 排气门应该较小，因为当活塞将气体推出气缸时，燃烧的废气在排气冲程后离开气缸。
作为示例，我们将以汽油发动机的四冲程过程为例。 在发动机的进气冲程中，进气门打开，如果是间接喷射式汽油发动机，则吸入空气-燃料混合物；如果是直喷式汽油发动机，则仅吸入新鲜空气。 由于活塞向下运动，空气被吸入。 流入的空气占据了可用的空间。 当活塞再次向上移动时，进气阀将关闭。 燃料和空气的混合物现在无处可去并且被压缩。 这称为压缩冲程。 这就是为什么阀门正确关闭很重要。 当火花塞产生火花时混合物就会点燃。 因此，活塞被相当大的力向下推。 这称为动力冲程。
在排气冲程期间，排气门打开，活塞向上运动。 燃烧后的气体现在离开气缸并进入排气装置。 当活塞位于顶部时，排气门关闭，进气门打开。 活塞再次向下移动，随后进入进气冲程。 实际上，入口阀打开得早一些，使得入口阀和出口阀同时打开的时间很短。 这称为“阀门重叠”。 通过排气门离开气缸的燃烧气体的速度会产生负压，从而导致进气被额外吸引。 这样，与仅打开进气门并且活塞向下移动相比，更多的空气可以流入气缸。 因此提高了填充水平。
有关四冲程过程的更详细说明，请参阅页面“汽油机操作“。
材质：
阀门负载很重。 尤其是排气阀，因为它们变得非常热并且不能很好地冷却。 进气门被进入气缸的冷吸入空气部分冷却。 燃烧后的废气流经排气阀时温度高达 900 摄氏度。 这就是为什么排气门也由与进气门不同的材料制成。 入口阀通常由铬镍钢制成。 排气阀通常由铬硅钢制成。 为了限制高温条件下的磨损，阀盘（密封面）和阀杆的外边缘涂有一层硬质合金（司太立合金）。 阀门通过阀盘和阀杆散发大部分热量。 充钠阀门的散热效果更好。
充钠阀：
排气阀内部是空心的。 中空空间大约 60% 充满钠。 钠是一种在高温（大约 100 摄氏度）下变成液体的金属。 发动机运转时，气门经常上下运动。 阀门中的钠不断地来回抛动，从而传递热量。 钠从阀盘吸收热量并将其释放到阀杆。 与非钠填充阀门相比，使用钠填充阀门可以实现 80 至 100 度的温降。
进气阀不需要这个，因为它们已经被进入的空气冷却了。
图中，灰色表面代表材料，红色部分代表充满钠的空腔。
阀门导管：
气门在气缸盖中上下移动。 气门和气缸盖之间必须有良好的密封，以便没有油可以从气缸盖沿着气门杆流到进气或排气通道。 气门与气门导管之间始终有一层细小的油膜起润滑作用。 图中橙色部分为气门导管。
如果排气管冒出蓝烟，则可能是气门导管有缺陷造成的。 气门导管可能变得更宽（见下图），因此气门甚至在气缸盖中存在间隙。 在这种情况下，油可能会通过阀门泄漏到入口或排气通道中。 在气门导管的顶部存在外部气压，有时甚至由于较高的曲轴箱压力而超压。 在气门导管的底部，气体流向排气歧管，从而提供真空效果。 这会增加泄漏，因为油会沿着阀杆被吸入。 当油进入排气歧管时，不会燃烧。 油被加热，导致其部分蒸发。 这可能会导致排气管冒出蓝烟。
气门导管通常可以单独更换。 为此，必须拆卸气缸盖并将阀门从气缸盖上拆下。 然后可以更换气门导管。 所有气缸盖上的气门导管均无法单独更换。 再制造公司通常对此有解决方案。 向知名检修公司询问更换气门导管的选择。
不同类型的阀门控制：
阀门可以以不同的方式操作。 下图显示了五个不同的版本。 这些不同的版本和调整方法将在本页进一步讨论。
- 答：带摇臂的间接气门控制。
- B：带滚轮拖动摇杆的直接阀门控制。
- C：带液压阀门调节器的直接阀门控制。
- D：带摇臂的直接气门控制，每缸多个气门。
- E：直接气门控制，采用液压气门挺杆和每缸多个气门。
对于不带液压气门挺杆（A、B、D）的发动机，需要定期检查气门间隙。 有关此内容的更多信息，请参阅本页“调整气门间隙”一章。 对于配备液压气门挺杆的发动机，调整气门间隙既没有必要也不可能； 液压油缸充满油，消除了多余的间隙。
带间接阀门控制的阀门机构：
过去，发动机配备有底层 凸轮轴。 如今，乘用车发动机仅配备顶置凸轮轴。 带有下方凸轮轴的结构正在消失。 这种结构的缺点是这些发动机无法处理高速，因为凸轮轴和气门之间有很大的质量。 在高速下，会发生太大的间隙，阀门将不再在正确的时间打开和关闭。
曲轴通过以下方式驱动连接到下方凸轮轴的小型正时链条或皮带（见下图）。凸轮轴将气门挺杆和推杆垂直向上推动。摇臂右侧被向上推。摇臂绕摇臂轴“翻滚”，将左侧向下推。这迫使阀门向下抵抗阀门弹簧的力。当凸轮轴进一步旋转时，气门弹簧将气门压紧关闭，摇臂返回到其起始位置。
直接阀门控制的阀门机构：
顶置凸轮轴目前仅用于乘用车。 然后将凸轮轴放置在气缸盖中。 具有顶置凸轮轴的发动机的优点是它们可以比具有底层凸轮轴的发动机处理更高的速度。
在左上图中，您可以看到气门关闭，因为气门弹簧将气门压紧，凸轮轴顺时针旋转。 在右图中，凸轮轴扭曲，导致凸轮向下推动气门。 弹簧现在被压缩，将阀门向下推。 当凸轮轴进一步旋转时，气门弹簧将再次向上推动气门。 气门弹簧施加大约20公斤的反压力。
该图显示了带有气门弹簧的气门的示意图。 在这里您可以清楚地看到阀门靠在阀座的阀门关闭表面上的哪个部分。 顶部是弹簧座（凸轮轴的凸轮向下推动气门的部分），下面是气门键和气门弹簧。 阀门键用作阀门的安装件。 要从气缸盖上拆下气门，必须拆下气门钥匙。 拆卸时，必须克服气门弹簧的力将弹簧座推下（可用专用工具）。 然后阀门将可以自由移动。 通过用弹簧座和气门杆之间的磁铁拆下两个气门键，可以从下方将气门从气缸盖上拆下。
安装过程中，必须小心确保将正确的阀门重新安装在正确的位置。 这些可能无法交换。 安装新阀门时，必须使用特殊的打磨膏进行打磨。 打磨后，阀门密封良好。 然后，新阀门可以滑过阀杆导管，并将阀门钥匙放回原位。 然后阀门弹簧可以再次放松。
调整气门间隙：
凸轮轴和摇臂或气门顶部之间必须始终存在一定的间隙。 这种间隙使材料有机会膨胀。 戏不宜太大； 然后阀门打开的距离会更小，时间也会更短。 如果间隙太大，凸轮轴将花费更长的时间来推动气门打开，并且气门会更快关闭。 游戏的规模也不宜太小； 然后阀门先打开，后关闭。 然后阀门每次打开时间过长。 因此阀门关闭的时间更短； 阀门有可能无法将热量散发到气缸盖的阀门座上，从而导致过热。 然后阀门可能会燃烧。
现在几乎所有的客车都配备了液压气门挺杆。 然而，仍有制造商开发需要调整气门间隙的发动机。 在 90 世纪 XNUMX 年代的汽车中，液压气门挺杆的使用根本不是不言而喻的。 因此，仍然有很多车辆行驶在需要定期检查气门间隙并在必要时进行调整的地方。 工厂数据通常会列出应执行此操作的里程数（通常是每次主要维护服务）。 调节气门间隙有两种不同的结构： 通过垫片和调节偏心螺栓。 这些都在下面描述。
调节阀门时，不应该随便开始。 当阀门设置为“翻滚”时，必须特别注意。 翻滚意味着凸轮轴刚刚关闭排气门，即将打开进气门。 当1号气缸发生翻滚时，表示它正处于进气冲程的开始。 气缸 1 的活塞此时位于顶部。 圆柱体 1 和 4 的高度始终相同（就像 2 和 3 处于相同高度，见下图）。 因为点火顺序是1-3-4-2（记住工作图），这意味着气缸4处于做功冲程的开始。 在气缸 4 之后，轮到气缸 2，然后是气缸 3。
下图显示了 BPD 中 1 号气缸的活塞。 凸耳朝下； 进气门刚刚关闭，排气门即将打开。 此时可以调节4号气缸的气门； 那里的凸轮指向上方。
气门间隙是用所谓的“塞尺”。 塞尺包含各种尺寸的金属条，每个金属条的厚度比另一个厚 0,05 毫米。 通过在凸轮轴和气门之间滑动一些条带，您可以检查有多少间隙。 所涉及的条带不能太容易地被推过； 那么气门间隙就大于条带的值。 如果条带不适合或者很重并且被卡住，则条带太厚。 当条带在它们之间移动时，可能会感觉到阻力。
使用垫片调整气门间隙：
垫片（也称为“垫片”）的厚度决定了这种情况下的气门间隙。 在下图中，垫片以红色表示。 通过更换较厚的垫片，气门间隙将会减小。 这样凸轮轴和垫片之间的空间就较小。 下图解释了如何调整气门间隙。 要调节阀门，相关阀门的凸轮必须指向上方，如下图所示。 当凸轮扭转时，会得到不正确的测量结果。 调整四缸发动机的气门时，必须采取以下措施：
- 切换气缸 1 = 调节气缸 4 的阀门。
- 切换气缸 2 = 调节气缸 3 的阀门。
- 切换气缸 3 = 调节气缸 2 的阀门。
- 切换气缸 4 = 调节气缸 1 的阀门。
例如，上述气门间隙的出厂值可以是0,35mm。 因此，当凸轮指向上方时，垫片和凸轮轴之间必须有 0,35 mm 的间隙。 两个部件之间的空间可以用塞尺测量。 如果0,35毫米的带子很容易穿过而没有感觉到任何阻力，这意味着气门和凸轮轴之间的距离大于0,35毫米。 在这种情况下，气门间隙太大。 如果 0,45 毫米的塞尺条几乎无法插入其中，因为必须施加很大的力才能将其推入，则该条条太厚。 实际游隙在 0,35 到 0,45 毫米之间。 为了安全起见，可以在两者之间滑动一条 0,40mm 的条带。 如果它开始了，但可以来回移动（可能会感觉到阻力），那么你可以确定； 气门间隙为0,40mm，而不是规定的0,35mm。
由于气门间隙过大，必须安装较厚的垫片。 尺寸通常标注在垫片上。 在这种情况下，请读取太薄的垫片的值。 即，例如2,75mm。
气门间隙过大； 垫片必须比安装的垫片厚 0,05 毫米，即 2,75 毫米。 当安装(2,75+0,05)=2,80mm的垫片时，气门间隙是正确的。 在这种情况下，安装 2,80 mm 垫片，将曲轴转动两圈，使正确的气门再次摆动，并再次检查气门间隙。
通常有特殊的拆卸工具可以轻松更换垫片。 图中可以看到这样的一个例子。
使用可调偏心轮调整气门间隙：
常用的系统是可调偏心轮。 只有将锁紧螺母松开四分之一圈后才能转动调节螺钉。 然后转动调节螺钉，气门杆与摇臂之间的间隙立即增大或减小。 然后拧紧锁紧螺母，调节螺钉再次被锁定。
在这里，当然也必须首先将正确气缸的阀门设置为切换！ 用正确厚度（即与出厂值相同）的塞尺感觉气门杆与摇臂之间，即可判断气门间隙是否过大、过小或正确。 通过转动调节螺钉并不断移动其间的塞尺，即可找到调节螺钉的正确位置，使气门间隙正确。 然后拧紧锁紧螺母，然后检查间隙是否仍然相同。 除非使用制造商指定的专用工具，否则拧紧锁紧螺母时调节螺钉很可能会轻微转动。
多阀技术：
每台四冲程发动机至少有 1 个进气门和 1 个排气门。 更强大和经济的发动机通常有 2 个进气门和 2 个排气门。 有些类型有 2 个进气阀和 1 个排气阀，或 3 个进气阀和 1 个排气阀。
使用多个阀门有两个主要优点，即：
- 阀门的直径稍小，这导致每个阀门的质量更轻（重量更轻）。 这样做的最大优点是阀门在发动机高速运转时不会浮动。 浮动气门是指当发动机高速运转（例如 5000 rpm）时，气门打开和关闭的速度非常快，以致气门弹簧没有时间将气门压紧关闭。 因此，阀门在阀座上不会完全关闭。 这可能会导致活塞撞击阀门，或阀门过热，因为它无法再将热量传递到阀座。 多个阀门使阀门更轻，并给阀门弹簧足够的时间来关闭阀门。
- 每个阀门的质量较小，可以使阀门关闭得更快。 这使得可以应用可变气门正时，从而凸轮轴的位置在特定的发动机速度或负载下改变。
