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增压方法

按照驱动增压器所用能量来源的不同，基本的增压方法可分为三类：机械增压系统、废气涡轮增压系统和复合增压系统三类。除了利用上述三种方法来提高汽缸的空气压力外，还有利用进排气管内的气体动力效应来提高汽缸充气效率的惯性增压系统以及利用进排气的压力交换来提高汽缸空气压力的气波增压器。

（1）机械增压系统

增压器（压气机）由柴油机直接驱动的增压方式称为机械增压系统。它由柴油机的曲轴通过齿轮、皮带或链条等传动装置带动增压器旋转。增压器通常采用离心式压气机或罗茨压气机。空气经压缩提高其压力后，再送入汽缸。

由于机械增压系统压气机所消耗的功率是由曲轴提供的，当增压压力较高时，所耗的驱动功率也会很大，使整机的机械效率下降。因此，机械增压系统通常只适用于增压压力不超过160~170kPa的低增压小功率柴油机。

废气涡轮增压是利用柴油机排出的废气能量来驱动增压器，将空气压缩后再送入汽缸的一种增压方法。柴油机采用废气涡轮增压后，可提高输出功率30％~100％以上，同时还可减少单位功率的质量，缩小外形尺寸，节省原材料，降低燃油消耗率，增大柴油机扭矩，提高载荷能力以及减少排气对大气的污染等优点，因而得到广泛应用。尤其在高原地区，因气压低、空气稀薄，导致输出功率下降，一般当海拔高度每升高1000m，功率将下降8％~10％。若装设涡轮增压器后，可以***原输出功率，其经济效果尤为显著。

气门组

气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等零件。

在压缩和燃烧过程中，气门必须保证严密的密封，不能出现漏气现象。否则内燃机的功率会下降，严重时内燃机由于压缩终了温度和压力太低，一直不能着火（点火）启动。气门在漏气情况下工作，高温燃气长时间冲刷进气门，使气门过热、烧损。

气门是在高温、高机械负荷及冷却润滑困难的条件下工作的。气门头部还承受气体压力的作用。排气门还要受到高温废气的冲刷，经受废气中硫化物的腐蚀。因此，要求气门具有足够的强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损的能力。

气门分为进气门和排气门两种。顶置式气门配气机构有每缸二气门（一个进气门、一个三气门（两个进气门、一个排气门）、四气门（两个进气门、两个排气门）和五气门（三个进气门、两个排气门）之分。二气门多用于中小功率的内燃机；后三者用于强化程度较高的中、大型内燃机，并以四气门结构的居多。

进气门山于工作温度稍低，一般采用普通合金钢；排气门普遍采用耐热合金钢。为了节约成本，有时杆部选用一般合金钢，而头部采用耐热合金钢，然后将两者焊接在一起。

气门锥而是气门与气门座之间的配合面，气门的密封性就是依靠两个表面严密贴合来保证的。此外，气门接受燃气的加热量的75%要通过锥面传出。从有利于传热的观点出发，气门锥面与气门座接触的宽度应愈宽愈好，但是接触面愈宽，密封的可靠性就愈低，因为工作面上的比压减小，杂物和硬粒不易被碾碎和排走。所以通常要求气门锥面密封环带的宽度在之间即可。

气门顶面上有时还铣出一条较窄的凹槽，主要用于研磨气门时能将工具插入槽中旋转气门。气门和气门座配对进行研磨，研磨后气门即不能互换。

气门锥面的锥角一般为30°或45°。也有少数内燃发动机做成60°或15°锥角的。锥角愈小，单位面积上的压力也愈小，气门与气门座之间的相对滑动位移也较小，从而使气门的磨损减轻。因此，有的内燃机进气门锥面的锥角为30°。

排气门由于高温废气不断流过锥面，150KW柴油发电机销售，废气中的碳烟微粒容易沉积附着在锥面上，影响密封性。因此，排气门要求锥面上的比压要高些，以利于积炭的排除。排气门大多采用45°的锥角。为了制造和维修方便，不少内燃机进、排气门锥角均采用45°。

气门座的锥角有时比气门锥角大0.5°~1°，使两者接触面积更小，可以提高工作面的比压，从而提高其密封的可靠性。

气门头部的直径对气流的阻力影响较大。头部直径愈大，其流通截面也愈大，因而阻力减小。但直径的大小受汽缸顶面的限制。考虑到进气阻力对内燃机性能的影响比排气阻力更大，所以一般都使进气门的直径比排气门稍大。有些内燃机的进、排气门直径相同，以便于制造和维修。但如果两者材料不同，则必须打上标记，以免装错。

气门头部边缘应保持一定的厚度，一般为1、3mm，以防止工作时，由于气门与气门座

之间的冲击而损坏或被高温气体烧蚀。为了改善气门头部的耐磨性和耐腐蚀性，以增强密封性能，有些内燃机在排气门的密封锥面上，堆焊一层特种合金。

气门弹簧

气门弹簧的功用是保证气门在关闭时能压紧在气门座上，而在运动时使传动件保持相互接触，不致因惯性力的作用而相互脱离，产生冲击和噪声。所以气门弹簧在安装时就有较大气门弹簧的材料通常为高碳锰钢、硅锰钢和镍铬锰钢的钢丝，用冷绕成型后，经热处理而成。为了提高弹簧的疲劳强度，一般用喷丸或喷砂表面处理。气门弹簧的形状多为圆柱形螺旋弹簧。

气门弹簧在工作时可能发生共振。当气门弹簧的固有振动频率与凸轮轴转速或气门开闭的次数成倍数关系时，就会产生共振。共振会使气门弹簧加速疲劳损坏，配气机构也无法正常工作，因而应尽力防止。

通过增加弹簧刚度来提高固有频率是防止共振的措施之一。但刚度增加，凸轮表面的接兰应力加大，使磨损加快，曲轴驱动配气机构所消耗的功也增加。有的内燃机采用变鏍距弹簧来防止共振。工作时，弹簧螺距较小的一端逐渐叠合，有效圈数不断减少，因而固有频率也不断增加。这种气门弹簧在安装时，应将螺距较小的一端靠近气门座。

不少内燃机采用两根气门弹簧来防止共振。内、外两根气门弹簧同心地安装在一个气门。采用双弹簧的优点除了可以防止共振外，同时当一根弹簧折断时，另一根还可继续维持工作，不致产生气门落入汽缸的事故。此外，在保证相同弹力的条件下，双弹簧的高度可比一根弹簧的小，因而可降低整机高度。采用双弹簧时，内、外弹簧的螺旋方向应相反，以避免当一根弹簧折断时，折断部分卡入另一根弹簧中。