6第三章 换气机构和增压系统

第三章 换气机构和增压系统

第一节 换气机构

换气机构的功能是实现对柴油机换气过程的控制。即依照柴油机各气缸的工作次序，定时地打开或关闭进排气阀。以保证气缸里废气的排除和新鲜空气的充入。四冲程柴油机采用气阀式换气机构。当前低速柴油机均采用气口－气阀式换气机构。

气阀式换气机构主要包括气阀机构和气阀驱动机构两部分。本节还将阐述凸轮轴和凸轮轴传动机构。

一、气阀机构

1．气阀的工作条件

气阀承受着很高的热负荷。气阀头部直接与高温高压的燃气接触，特别是排气阀还受到高温燃气的冲刷。在高增压柴油机上，排气阀打开瞬间的燃气温度可达900～1000℃，排气气流速度可超过800m/s。因此结构上如不采取有效措施，排气阀温度可达650～800℃以上。目前船舶主辅柴油机均燃用劣质重油，这类重油常含有大量的钒、钠和硫等元素。燃油燃烧过程中这些元素形成的氧化物和盐有可能造成所谓的“高温腐蚀”。气阀承受着很高的机械负荷。很高的气体爆发压力的作用及落座时的撞击使气阀工作过程中承受很大的冲击性交变载荷，造成气阀密封面弹性、塑性变形，阀盘反复滑移着楔入阀座，造成磨损。因此气阀、

特别是排气阀的工作条件是极其严酷的。其检修周期

成了柴油机重要的技术指标之一。

2．气阀组件

结构上气阀机构有带阀壳和不带阀壳之分，小型

柴油机使用不带阀壳的气阀机构，如图3-1-1所示。

低速柴油机使用带阀壳的气阀机构。大功率中速柴油

机，尤其是其排气阀，广泛采用带阀壳结构，如图3-1-2

所示。

图3-1-1中，气阀直接安装在气缸盖上。气阀阀

盘1密封锥面与安装在气缸盖上的气阀座圈11的密

封锥面严密配合，以保证气密。阀杆2与导管4滑动

配合。锥形卡块8为剖分式，通过它使弹簧盘7卡紧

在阀杆上端的凹槽处。内外气阀弹簧5和6既使气阀

在关闭时紧紧与阀座贴合，在开启和关闭过程中还使 气阀的运动规律受凸轮的形状控制。阀杆上部还有卡图3-1-1 不带阀壳的气阀机构

环10，防止阀杆上端凹槽处断裂后气阀掉入气缸。气

1-阀盘；2-阀杆；3-气缸盖；4-导管；5、6-弹簧；

阀座圈、导管与缸盖间一般采用过盈配合的安装方7-弹簧盘；8-卡块； 9-撞击块；10-卡环