第四章#换气和增压第一节柴油机换气过程柴油机从开始排气、扫气到进气结束的整个气体更换过程称为换气过程。换气过程进行完善，压缩过程开始时残留废气量少，存留在气缸中的新鲜空气量多，就为燃油的完全、及时燃烧创造了良好条件。燃油的完全而及时的燃烧，不但使柴油机发出更大功率，提高其动力性：使柴油机有高的热效率，提高其经济性：而且，完全而及时的燃烧还意味着减少结炭和较低的循环平均温度，从而提高其可靠性。减少排气污染也必须有好的换气质量。因此，换气质量的好坏是柴油机工作优劣的先决条件。一、四冲程柴油机的换气过程图4-1为一台四冲程柴油机换气过程的实测曲线。α)图为气缸压力及排气管内压力随曲轴转角变化的情况。b)图为进排气阀通流截面积随曲轴转角变化的情况。根据气体流动的特点，可把换气过程分为几个阶段来讨论。自由排气阶段。当排气阀开启时，气缸压力远高于排气管压力，排气管压力与气缸压力k2k-1(k+1之比小于临界值），气体流动为超临界流动，气缸内废气在超临界压比作用下以当地音速流过排气阀最小截面处。气缸压力迅速下降，排气管压力上升。当排气管压力与气缸压力比大于临界压比时，气体流动转入亚音速流动阶段。到某一时刻，气缸压力接近于排气管压力，自由排气阶段即告结束。强制排气阶段。活塞上行将气缸内的废气强制推挤入排气管的阶段，即为强制排气阶段。由于排气阀延迟关闭，此阶段末尾可利用排气管中废气的流动惯性把气缸内的废气继续吸出。进气过程。进气阀提前开启，气缸中废气压力低于进气管进气压力时开始进气。进气流具有一定惯性。进气阀滞后关闭可使气柱的动能转化为压力能，使进气终了时气缸压力接近或略高于进气管压力。气阀叠开和燃烧室扫气过程。在气阀叠开期间，进气管、燃烧室和排气管连通起来，当进气管中压力比排气管内压力高时，新鲜空气进入气缸，驱赶残留在燃烧室中的废气并一起进入排气管。这既有利于清扫残余废气，增加新鲜空气充量，也有利于降低燃烧室部件冷却液难以冷却到的高温壁面的温度。但是应该指出，气阀叠开角并不是大的就好，因为进气阀开启过早，会造成废气倒冲入进气管：排气阀关闭过迟，过量的扫气空气【会增加增压空气的消耗，】会降低涡轮前的排气温度，减少增压器涡轮获得的可用能，【使柴油机的油耗率增加】。在换气过程中，新鲜空气与废气是不相掺混的。因此，四冲程柴油机的换气质量较高
第四章 换气和增压 第一节 柴油机换气过程 柴油机从开始排气、扫气到进气结束的整个气体更换过程称为换气过程。换气过程进行 完善，压缩过程开始时残留废气量少，存留在气缸中的新鲜空气量多，就为燃油的完全、及 时燃烧创造了良好条件。燃油的完全而及时的燃烧，不但使柴油机发出更大功率，提高其动 力性；使柴油机有高的热效率，提高其经济性；而且，完全而及时的燃烧还意味着减少结炭 和较低的循环平均温度，从而提高其可靠性。减少排气污染也必须有好的换气质量。因此， 换气质量的好坏是柴油机工作优劣的先决条件。 一、四冲程柴油机的换气过程 图 4-1 为一台四冲程柴油机换气过程的实测曲线。a)图为气缸压力及排气管内压力随曲 轴转角变化的情况。b)图为进排气阀通流截面积随曲轴转角变化的情况。根据气体流动的特 点，可把换气过程分为几个阶段来讨论。 自由排气阶段。当排气阀开启时，气缸压力远高于排气管压力，排气管压力与气缸压力 之比小于临界值（ 1 1 2 − + k k k ），气体流动为超临界流动，气缸内废气在超临界压比作 用下以当地音速流过排气阀最小截面处。气缸压力迅速下降，排气管压力上升。当排气管压 力与气缸压力比大于临界压比时，气体流动转入亚音速流动阶段。到某一时刻，气缸压力接 近于排气管压力，自由排气阶段即告结束。 强制排气阶段。活塞上行将气缸内的废气强制推挤入排气管的阶段，即为强制排气阶段。 由于排气阀延迟关闭，此阶段末尾可利用排气管中废气的流动惯性把气缸内的废气继续吸 出。 进气过程。进气阀提前开启，气缸中废气压力低于进气管进气压力时开始进气。进气流 具有一定惯性。进气阀滞后关闭可使气柱的动能转化为压力能，使进气终了时气缸压力接近 或略高于进气管压力。 气阀叠开和燃烧室扫气过程。在气阀叠开期间，进气管、燃烧室和排气管连通起来，当 进气管中压力比排气管内压力高时，新鲜空气进入气缸，驱赶残留在燃烧室中的废气并一起 进入排气管。这既有利于清扫残余废气，增加新鲜空气充量，也有利于降低燃烧室部件冷却 液难以冷却到的高温壁面的温度。但是应该指出，气阀叠开角并不是大的就好，因为进气阀 开启过早，会造成废气倒冲入进气管；排气阀关闭过迟，过量的扫气空气【会增加增压空气 的消耗，】会降低涡轮前的排气温度，减少增压器涡轮获得的可用能，【使柴油机的油耗率增 加】。 在换气过程中，新鲜空气与废气是不相掺混的。因此，四冲程柴油机的换气质量较高
二、二冲程柴油机的换气过程图4-2示出二冲程柴油机换气过程曲线图。根据缸内气体压力变化的特点，可把换气过程分成三个主要阶段。第一阶段：自由排气阶段（B→R）在膨胀冲程的末尾，下行的活塞把排气口打开（B点），此时气缸内的压力pb比排气管中的压力pr高得多，p/pb之比值小于临界值，废气以临界速度流出排气口进入排气管。超临界流动持续到p/pp之比值等于临界值的K点。此后废气以亚临界速度自由排出气缸。当气缸内压力约等于扫气箱空气压力时（即R点），自由排气阶段的结束。如图所示，扫气口刚打开时（D点），气缸压力仍略高于扫气压力。但因压差不大而时间很短，倒流可忽略。如果排气不畅、排气阀开启正时偏迟，废气倒冲就会变严重，甚至可能引起扫气箱着火。第二阶段：强制排气和扫气阶段（R→C）此阶段开始时，由于扫气口开度小，排气口已开得很大，气缸中废气正以很高流速流入排气管，气缸内压力继续迅速降低。由于废气流的惯性作用，气缸内压力进一步降低。然后，随着扫气口开度的增加，扫气大量进入，气缸中压力逐渐升高。在扫气口关闭而结束此阶段前，气缸内压力趋于稳定。在本阶段中，主要是利用扫气空气进入气缸把气缸内的废气排挤出去，故称为强制排气及扫气阶段。第三阶段：过后排气阶段（C→E）活塞上行先关闭扫气口（C点）。此时，气缸中的残余废气掺混部分新鲜空气经由仍然开启的排气口（阀）继续排入排气管，直至排气口（阀）于E点关闭。在E点之后，气缸内开始进行压缩过程。二冲程柴油机换气的持续时间约为120°～150°曲轴转角，而四冲程柴油机实现换气过程所占的时间则相当于400～500°曲轴转角。如果转速相同，则二冲程柴油机的换气时间只有四冲程柴油机的大约1/3。因此二冲程柴油机进行完善的换气较困难，高、中速柴油机尤其困难。三、时面值、角面值fdi在一次换气过程中各个阶段气口或气阀的通流能力是以它们所拥有的时面值来衡量的（f为气口或气阀瞬时通流面积，t与t为各个阶段开始与终了时刻）。它不仅考虑了气口或气阀开启面积的大小，还同时考虑了开启时间的长短。由于360nr2do=dt=6nxdtf(p)d606ng1。（与为与1和b相对应的曲柄转角，f(の）为气口或气阀的几何通流面积随曲柄转角变化的规律。）f(β)dp称角面值。它表示气口或气阀的通流能力。对于既定的柴油机它是一个定值，它的大小与转速无关。四、充气效率v在进气过程结束时，由手存在流动阻力，气缸内压力低于进气管处压力。同时由手壁面
二、二冲程柴油机的换气过程 图 4-2 示出二冲程柴油机换气过程曲线图。根据缸内气体压力变化的特点，可把换气过 程分成三个主要阶段。 第一阶段：自由排气阶段（B→R) 在膨胀冲程的末尾，下行的活塞把排气口打开（B 点），此时气缸内的压力 pb 比排气管 中的压力 pr 高得多，pr/pb 之比值小于临界值，废气以临界速度流出排气口进入排气管。超 临界流动持续到 pr/pb 之比值等于临界值的 K 点。此后废气以亚临界速度自由排出气缸。当 气缸内压力约等于扫气箱空气压力时（即 R 点），自由排气阶段的结束。如图所示，扫气口 刚打开时（D 点），气缸压力仍略高于扫气压力。但因压差不大而时间很短，倒流可忽略。 如果排气不畅、排气阀开启正时偏迟，废气倒冲就会变严重，甚至可能引起扫气箱着火。 第二阶段：强制排气和扫气阶段（R→C） 此阶段开始时，由于扫气口开度小，排气口已开得很大，气缸中废气正以很高流速流入 排气管，气缸内压力继续迅速降低。由于废气流的惯性作用，气缸内压力进一步降低。然后， 随着扫气口开度的增加，扫气大量进入，气缸中压力逐渐升高。在扫气口关闭而结束此阶段 前，气缸内压力趋于稳定。在本阶段中，主要是利用扫气空气进入气缸把气缸内的废气排挤 出去，故称为强制排气及扫气阶段。 第三阶段：过后排气阶段（C→E) 活塞上行先关闭扫气口（C 点）。此时，气缸中的残余废气掺混部分新鲜空气经由仍然 开启的排气口（阀）继续排入排气管，直至排气口（阀）于 E 点关闭。在 E 点之后，气缸 内开始进行压缩过程。 二冲程柴油机换气的持续时间约为 120˚～150˚曲轴转角，而四冲程柴油机实现换气过程 所占的时间则相当于 400˚～500˚曲轴转角。如果转速相同， 则二冲程柴油机的换气时间只 有四冲程柴油机的大约 1/3。因此二冲程柴油机进行完善的换气较困难，高、中速柴油机尤 其困难。 三、时面值、角面值 在一次换气过程中各个阶段气口或气阀的通流能力是以它们所拥有的时面值 2 1 t t fdt 来衡量的（f 为气口或气阀瞬时通流面积，t1与 t2 为各个阶段开始与终了时刻）。它不仅考虑 了 气 口 或 气 阀 开 启 面 积 的 大 小 ， 还 同 时 考 虑 了 开 启 时 间 的 长 短 。 由 于 dt n dt n d = = 6 60 360 , 2 1 t t fdt = 2 1 ( ) 6 1 f d n 。（1 与 2 为与 t1 和 t2 相对应的曲柄转角， f () 为气口或气阀的几何通流面积随曲柄转角变化的规律。） 2 1 ( ) f d 称角面值。它表示气口或气阀的通流能力。对于既定的柴油机它是一个定 值，它的大小与转速无关。 四、充气效率ηv 在进气过程结束时，由于存在流动阻力，气缸内压力低于进气管处压力。同时由于壁面
对吸入空气的加热，进气与残留在气缸中废气的混合以及进气动能部分转变为热能等原因，气缸里进气温度比进气管处空气温度高。因此如把吸进气缸内的新鲜空气体积换算成进气管状态的体积，此换算体积将小于气缸工作容积。【插入第八章P203】充气效率n定义为实际吸入气缸的新鲜空气量与进富状仓满工作容积的空气量m之比值，即VaPa1man,=VhPsVhms四冲程柴油机根据进气过程的能量平衡关系，可以得到Ⅱ的由各种影响因素组成的表达式（略），并进而估算出各影响因素对Ⅱ的影响程度。估算结果如图4-3所示。直线1表示一假想的没有流动阻力、没有进气加热的理想换气过程。曲线4表示实际的换气过程。曲线3【表示】【可看成】没有吸入空气加热的换气过程。曲线2表示仅有进气流动阻力的换气过程。根据此图可了解影响充气效率的有关因素：1)进气流动阻力的影响【pa】：由于进气流道存在流动阻力，产生压降△pa，所以进气结束时缸内压力pa=po-△pa2nEKApg=2从流体力学得知：式中：n—柴油机转速；——进气阀通道截面积；K——比例系数。可见，要提高Ⅱv，必须减小△pa，要求尽可能增大进气通道截面积f。因此，中、大型四冲程柴油机普遍采用多（2甚至3）个进气阀结构。而且由于降低进气流动阻力比降低排气流动阻力对提高更为有效，柴油机往往尽可能增大进阀直径，使进气阀直径大于排气阀直径，以达到提高Ⅱ的目的。图4-3中曲线2与曲线1之间的差距就是单单由于进气流动阻力导致的n下降。随着转速的升高，Ap增大，7下降。图还表明，除非在很低的转速下，由进气流动阻力造成的Ⅱ下降占有主要的份额。它是影响Ⅱ的主要因素。因此，运行管理应注意经常保持进气系统的清洁，以减少流动阻力。2)进气过程结束时气缸内气体温度的影响【T.】：在进气过程中，由于壁面对空气的加热、与残留废气的混合以及进气动能部分转变为热能等原因，使吸入新鲜空气温度升高，导致Ⅱ的下降。当柴油机负荷增大，喷油量增加，循环的平均温度升高，气缸壁温升高，Ⅱ有所下降。当柴油机转速增加时，进气与壁面接触时间减少，壁面传给进气的热量减少。图4-3曲线3与曲线4之间的差距就是纯释由于壁面传给进气热量导致的Ⅱ下降。进气过程结束时气缸内气体温度有所升高对Ⅱ的影响较小，是影响Ⅱ的次要因素。3)剩途废气系数Y.的影响：当换气终了时气缸内的剩徐废气系数Y（即换气结束时气缸里残余废气量与新鲜空气量之比值）增加，则吸入气缸的新鲜空气减少，从而使7下降。如排气背压增加，将使增加，从而使n下降。但由于四冲程柴油机的.很小且【正常工作时】变化范围也很小，故实际影响很小。4)柴油机气阀正时的影响：（1)排气阀提前开：排气阀开启初期其通道截面积很小，流动阻力很大。如果排气阀太接近下止点时才开启，提前开启的角度太小，废气排出不畅，会造成活塞上行推出废气消耗的功增大。残余废气量增加，充气效率Ⅱ下降。但排气阀提前开启角也不能太大，否则会使气体膨胀功损失过大。图4-4表示不同的排气提前角的影响。α--最合适，b--过早开启，C--过晚开启。(2)排气阀滞后关：排气阀的滞后关一方面使活塞到达上止点时，排气阀仍有足够通道截面，有利于废气的排出：另一方面，由于利用了排气流的惯性，可使废气排得更干净。(3)进气阀提前开：进气阀提前开除了使进气冲程开始时有较大的通道截面，以减少进
对吸入空气的加热，进气与残留在气缸中废气的混合以及进气动能部分转变为热能等原因， 气缸里进气温度比进气管处空气温度高。因此如把吸进气缸内的新鲜空气体积换算成进气管 状态的体积，此换算体积将小于气缸工作容积。【插入第八章 P203】充气效率ηv 定义为实 际吸入气缸的新鲜空气量 ma与进气管状态下充满气缸工作容积 Vh 的空气量 ms 之比值，即 h a h s a a s a v V V V V m m = = = ➔ ➔ 四冲程柴油机根据进气过程的能量平衡关系，可以得到ηv 的由各种影响因 素组成的表达式（略），并进而估算出各影响因素对ηv 的影响程度。估算结果如图 4-3 所示。直线 1 表示一假想的没有流动阻力、没有进气加热的理想换气过程。曲线 4 表示实际的换气过程。曲线 3〖表示〗【可看成】没有吸入空气加热的换气过程。 曲线 2 表示仅有进气流动阻力的换气过程。根据此图可了解影响充气效率的有关因 素： 1)进气流动阻力的影响【pa】：由于进气流道存在流动阻力，产生压降Δpa，所以进气结 束时缸内压力 pa=p0-Δpa。 从流体力学得知： 2 2 f n pa = K 式中：n⎯⎯柴油机转速； f⎯⎯进气阀通道截面积； K⎯⎯比例系数。 可见，要提高ηv，必须减小Δpa，要求尽可能增大进气通道截面积 f。因此，中、大型 四冲程柴油机普遍采用多（2 甚至 3）个进气阀结构。而且由于降低进气流动阻力比降低排 气流动阻力对提高ηv 更为有效，柴油机往往尽可能增大进阀直径，使进气阀直径大于排气 阀直径，以达到提高ηv 的目的。 图 4-3 中曲线 2 与曲线 1 之间的差距就是单单由于进气流动阻力导致的ηv 下降。随着 转速的升高，Δpa 增大，ηv 下降。图还表明，除非在很低的转速下，由进气流动阻力造成 的ηv 下降占有主要的份额。它是影响ηv 的主要因素。因此，运行管理应注意经常保持进气 系统的清洁，以减少流动阻力。 2)进气过程结束时气缸内气体温度的影响【Ta】：在进气过程中，由于壁面对空气的加 热、与残留废气的混合以及进气动能部分转变为热能等原因，使吸入新鲜空气温度升高，导 致ηv 的下降。当柴油机负荷增大，喷油量增加，循环的平均温度升高，气缸壁温升高，ηv 有所下降。当柴油机转速增加时，进气与壁面接触时间减少，壁面传给进气的热量减少。图 4-3 曲线 3 与曲线 4 之间的差距就是纯粹由于壁面传给进气热量导致的ηv 下降。进气过程 结束时气缸内气体温度有所升高对ηv 的影响较小，是影响ηv 的次要因素。 3)剩馀废气系数γr 的影响：当换气终了时气缸内的剩馀废气系数γr（即换气结束时气 缸里残余废气量与新鲜空气量之比值）增加，则吸入气缸的新鲜空气减少，从而使ηv 下降。 如排气背压增加，将使γr增加，从而使ηv 下降。但由于四冲程柴油机的γr很小且【正常 工作时】变化范围也很小，故实际影响很小。 4)柴油机气阀正时的影响： (1)排气阀提前开：排气阀开启初期其通道截面积很小，流动阻力很大。如果排气阀太 接近下止点时才开启，提前开启的角度太小，废气排出不畅，会造成活塞上行推出废气消耗 的功增大。残余废气量增加，充气效率ηv 下降。但排气阀提前开启角也不能太大，否则会 使气体膨胀功损失过大。图 4-4 表示不同的排气提前角的影响。a-最合适，b-过早开启， c-过晚开启。 (2)排气阀滞后关：排气阀的滞后关一方面使活塞到达上止点时，排气阀仍有足够通道 截面，有利于废气的排出；另一方面，由于利用了排气流的惯性，可使废气排得更干净。 (3)进气阀提前开：进气阀提前开除了使进气冲程开始时有较大的通道截面，以减少进
气阻力，提高外，还可形成进排气阀叠开，对燃烧室进行扫气，减少剩余废气量，提高Nv（4）进气阀滞后关：进气阀延退在下止点后关闭，一方面使活塞在下止点附近时进气阀仍有足够开度，不致因开度不足而面还可充分利用进气流的惯性而吸入更多空气。图4-3中曲线3大所选定的气阀正时，主要是进气視关闭正时的影响。其中在桌高于这个转速时，进气阀关闭过早，未能充分利用进气惯性闭过迟，则造成进气倒流。不同转速下，存在不同的最佳达到最佳，运行于不同的转速时，其正时应该是不同的。但常规的点。因此，变速使用的船舶主柴油机，说明书所规定的气阀正时，只是在主常用的高转速下才能取得最佳的nv。二冲程柴油机中，进气流动阻力、进气过程结束时气缸内气体温度、剩徐废气系数Y等因素对v的影响与四冲程柴油机相似。柴油机排气阀扫气口正时影响到排气阀扫气口的通流能力和扫气气流在气缸中的流向，对卫有很大的影响。为了达到在耗费新气尽可能少的条件下把尽可能多的废气排出缸外，排气阀扫气口正时应符合说明书的规定值，应定期清洁扫气口，以保证扫气气流在气缸中的流向，并减少流动阻力。第二节换气机构换气机构的功能一一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一气阀式换气机构。气阀式换气机构气阀机构十气阀驱动机构。本节还将闸述凸轮轴十凸轮轴传动机构。B1A4B2办气阀机构的组成图10-1-1
气阻力，提高ηv 外，还可形成进排气阀叠开，对燃烧室进行扫气，减少剩余废气量，提高 ηv。 (4)进气阀滞后关：进气阀延迟在下止点后关闭，一方面使活塞在下止点附近时进气阀 仍有足够开度，不致因开度不足而使Δpa增大。另一方面还可充分利用进气流的惯性而吸入 更多空气。图 4-3 中曲线 3 与曲线 2 之间的差距，可认为是所选定的气阀正时，主要是进气 阀关闭正时的影响。其中在某一转速附近时，这个损失最小。高于这个转速时，进气阀关闭 过早，未能充分利用进气惯性；低于这个转速时，进气阀关闭过迟，则造成进气倒流。不同 转速下，存在不同的最佳正时。因此要使柴油机的性能达到最佳，运行于不同的转速时，其 正时应该是不同的。但常规的气阀启闭控制机构做不到这一点。因此，变速使用的船舶主柴 油机，说明书所规定的气阀正时，只是在常用的高转速下才能取得最佳的ηv。 二冲程柴油机中，进气流动阻力、进气过程结束时气缸内气体温度、剩馀废气系数 γr等因素对ηv 的影响与四冲程柴油机相似。柴油机排气阀扫气口正时影响到排气阀扫气口 的通流能力和扫气气流在气缸中的流向，对ηv 有很大的影响。为了达到在耗费新气尽可能 少的条件下把尽可能多的废气排出缸外，排气阀扫气口正时应符合说明书的规定值，应定期 清洁扫气口，以保证扫气气流在气缸中的流向，并减少流动阻力。 第二节 换气机构 换气机构的功能－－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＝气阀机构＋气阀驱动机构。本节还将阐述 凸轮轴＋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4-5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4-6所示。图4-5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。阀杆上部还有卡环10，防止阀杆上端凹槽处断裂后气阀掉入气缸。气阀座圈、导管与缸盖间一般采用过盈配合的安装方式
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 4-5 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 4-6 所示。 图 4-5 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 卡环 10，防止阀杆上端 凹槽处断裂后气阀掉入气缸。气阀座圈、导管与缸 盖间一般采用 过盈配合 的安装方式