发动机的重要零部件，内燃机的“心脏”，气门究竟有多重要？
文 | 咏史泊
编辑 | 咏史泊
●○ 前言○●
气门是指内燃机中的一个机械装置，位于汽缸进气道和排气道的交界处，用于控制燃油和空气进入和排出汽缸的过程，气门一般由气门芯、气门座和弹簧等部件组成。
在内燃机的工作过程中，气门的作用十分重要，它的主要功能是控制气缸内的进气量和排气量，从而保证燃烧室内气体的压力、温度和流动状态。
当活塞下行时，进气门会打开，使空气和燃油混合物进入燃烧室；当活塞上行时，排气门会打开，将燃烧后的废气排出燃烧室。
气门的开关时间和程度会影响到发动机的输出功率和燃油消耗率，因此气门的设计和调整对发动机性能至关重要。
作为机械装置，气门无疑是多种多样的，但是它到底有着怎样的类型和独一无二的作用呢？
●○ 气门的类型○●
气门根据不同的分类标准可以分为多种类型，一般是根据具体的情况来分类的。
按照用途可分为进气门、排气门；按照材料分类可分为铸铁气门、钢质气门、钛合金气门、陶瓷气门。
按照结构分类可以分为平板气门、斜盖气门、悬臂式气门、双挺臂气门、滑动气门；按照工作原理分类为机械气门、液压气门、电控气门。
其中，不同类型的气门具有不同的特点和适用范围。
进气门是指内燃机的一个部件，用于控制发动机进气，它通常由一个阀门组成，可以打开或关闭进气道。
它的作用是在发动机正时周期的适当时刻打开，使空气进入汽缸，与燃油混合后点燃，产生爆炸，从而驱动发动机转动。
进气门通常由气门杆、气门弹簧、气门导杆和气门座等部件组成，在发动机运转时，进气门需要根据发动机的运转状态及负荷情况进行控制。
在高速、高负荷状态下，需要更多的空气和燃料，因此需要打开更大的进气门；而在低速、低负荷状态下，需要较少的空气和燃料，因此需要关闭或部分关闭进气门。
现代发动机通常配备了电子控制系统，可以根据车速、转速、负荷等多个参数来控制进气门的开闭程度，以提高发动机的效率和性能。
钛合金气门是指使用钛合金材料制造的发动机气门，相比于传统的钢铁材料，钛合金具有更高的强度、更好的耐腐蚀性和更轻的重量，因此在高性能发动机的应用中得到了广泛的使用。
使用钛合金制造气门的主要优点是重量轻，可以减少气门惯性质量，使气门更容易开启和关闭，从而提高发动机的性能和燃油效率。
钛合金还具有很好的高温性能，可以在高温、高压力和高速运转的条件下保持良好的强度和稳定性，从而提高发动机的可靠性和耐久性。
钛合金气门的制造成本较高，生产工艺也比较复杂，需要采用特殊的加工和制造技术，因此价格比传统钢铁气门更昂贵，钛合金气门也需要更频繁的维护和更高的技术水平进行修理和更换。
电控气门是指使用电子控制系统来控制发动机气门开启和关闭的一种技术，相比传统机械式气门控制系统，电控气门可以实现更精确、更高效的气门控制，从而提高发动机的性能、燃油经济性和排放性能。
在电控气门系统中，气门的控制不再依靠传统的气门轴、凸轮和机械弹簧，而是采用电机驱动的气门执行器来控制气门的开启和关闭。
电控气门系统是通过电子控制单元来接收和处理各种传感器和控制信号，以实时调整气门的开启和关闭时间、持续时间和升程，从而实现精确的气门控制。
而电控气门的主要优点是可以实现更高效、更智能的气门控制，它可以根据发动机的负荷、转速、温度等多种因素实时调整气门开启和关闭时间和升程，从而实现更加精确、更高效的气门控制，提高发动机的性能和燃油经济性。
电控气门还可以实现多种工作模式，如进气门提前关闭和膨胀循环等，从而进一步提高发动机的效率和性能。
只是电控气门的制造成本较高，需要更加复杂的电子控制系统和气门执行器，同时需要更高的技术水平和更频繁的维护。
由于控制系统的复杂性，电控气门系统也存在着一些潜在的可靠性问题，需要采取适当的维护和保养措施。
●○ 气门的构成○●
气门芯是气门的主体，通常由高温合金材料制成，具有高强度和高温耐受性。
气门座是气门芯的安装基座，通常是用铸铁或钢制成的圆柱形零件，具有高度的耐磨性和耐腐蚀性。
而气门弹簧是控制气门关闭的力量来源，弹簧一端与气门芯相连，另一端与汽缸盖相连，以保持气门闭合状态。
导向套用于固定和导向气门芯的运动，通常是铜制的，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
密封环用于密封气门芯和气门座之间的间隙，通常是用石墨、橡胶或金属制成的，具有较好的密封性。
这些部件共同构成了一个完整的气门，它们的设计和组合方式会直接影响气门的性能和寿命。
●○ 气门的工作原理○●
气门是内燃机中重要的控制机构之一，当活塞下行时，气门芯会被推向气门座，从而打开气门，此时，汽缸内的压力低于大气压，使空气和燃油混合物进入燃烧室。
当活塞上行时，气门芯会被弹簧推回，关闭气门，此时，空气和燃油混合物被压缩，使燃烧室内的压力和温度升高。
当活塞上行至顶点时，火花塞会引燃混合物，使其燃烧并释放能量，燃烧产生的高温高压气体将推动活塞向下运动。
当活塞下行时，排气门会被推向气门座，从而打开气门，此时，高温高压的废气被排出汽缸。
气门的工作原理是通过控制气门的开闭时间和程度，可以调节发动机的进气量和排气量，从而控制发动机的输出功率和燃油消耗率。
●○ 气门的维护保养○●
为了保证气门的正常工作和延长其使用寿命，需要进行适当的维护保养，气门密封垫是保持气门与气门座密封的关键零件，一旦失效就会导致气门泄漏，因此，需要定期更换气门密封垫，通常建议每4-5万公里更换一次。
气门间隙太大或太小都会导致发动机性能下降或故障，因此需要定期检查和调整气门间隙，以确保其在正常范围内，同时，还需要检查气门的松动情况，如发现松动需要及时紧固。
气门表面很容易积碳，从而影响气门的密封性和传热效率，这就需要我们定期清洗气门，以此保持表面的清洁，清洗时，可使用气门清洗剂或汽油浸泡并用刷子刷洗。
如果气门出现磨损、裂纹或变形等情况，就需要及时更换，以避免引起更严重的故障。
气门弹簧是控制气门闭合的关键零件，如果出现变形或疲劳，就会导致气门无法正常闭合或频繁跳闸，因此，需要定期更换气门弹簧，通常建议每10万公里更换一次。
总之，对于气门的维护保养，需要根据具体情况和厂家建议进行操作，及时的维护保养可以延长气门的使用寿命，提高发动机性能和可靠性。
●○ 常见问题及解决方法○●
有一些常见的气门问题，如气门泄漏会导致发动机功率下降、油耗增加和排放增加等问题，一般来说，气门泄漏的原因有气门密封垫失效、气门磨损等，解决方法是更换气门密封垫或气门。
气门间隙过大或过小都会影响发动机性能和寿命，气门间隙过大会导致气门无法正常闭合，影响发动机功率和可靠性，气门间隙过小则容易导致气门和活塞碰撞，需要定期检查和调整气门间隙。
如果气门卡滞或无法闭合会导致发动机无法正常运转或停机，气门卡滞或无法闭合的原因有气门磨损、气门弹簧失效等，需要更换气门或气门弹簧。
当气门松动或脱落会导致发动机无法正常运转或停机，气门松动或脱落的原因有气门螺栓松动、气门锥度过大等，这就需要紧固气门螺栓或更换气门了。
一般气门磨损或变形会导致气门密封性能下降或气门失效，常用的方法是更换气门。
气门的问题一般都需要及时处理，以避免引起更严重的故障，如果无法自行解决问题，建议及时咨询专业技术人员并及时处理。
●○ 作者总结○●
气门是发动机中的重要零部件，其作用是控制进出气门以调节气缸内的气流，常见的气门类型包括进气门和排气门，其构成包括气门头、气门杆、气门弹簧、气门导杆等。
气门的工作原理主要是依靠气门弹簧的弹力和气门杆的运动来控制气门的开合，为了确保发动机的正常运转，气门需要进行定期的维护保养，包括清洁、润滑、检查和调整气门间隙等。
常见的气门问题包括气门泄漏、气门间隙过大或过小、气门卡滞或无法闭合、气门松动或脱落、气门磨损或变形等，需要及时处理以避免引起更严重的故障。
可以总结出，气门是发动机中的重要零部件，其作用是控制进出气门以调节气缸内的气流。
气门需要进行定期的维护保养，包括清洁、润滑、检查和调整气门间隙等，以确保发动机的正常运转，常见的气门问题需要及时处理，以避免引起更严重的故障。