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气门液压挺杆的工作原理

气门挺杆

即用来推动气门打开的装置,由于早期的发动机上用的这个装置外形如同一根细杆,所以被称之为气门挺杆。它的主要作用是将凸轮的旋转运动转化为往复运动。而采用这种结构的发动机一般凸轮轴都不是设置在发动机的顶部。
随着现代汽车发动机技术的发展,更多的轿车发动机采用了顶置凸轮轴结构,在此种结构中,基本取消了那种传统的长气门挺杆,取而代之的是由凸轮轴驱动的结构更为紧凑的液压挺杆,或直接由凸轮轴驱动气门摇臂进而控制气门的开闭。

液压挺杆

液力挺杆主要由柱塞、单向阀和单向阀弹簧(回位弹簧)等组成。
液力挺杆时刻与凸轮轴接触,无间隙运行。挺杆内部则运用液力来达到间隙调节的作用。液力挺杆主要由柱塞、单向阀和单向阀弹簧等组成,利用单向阀的作用储存或释放机油,通过改变挺杆体腔内的机油压力就可以改变液力挺杆的工作长度,从而起到自动调整气门间隙的作用。

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液压间隙调节器机构

气门液压挺杆的工作原理

发动机工作时,当气门关闭,机油经挺杆体侧面的油孔和柱塞的孔道进入柱塞腔,推开单向阀直入挺杆体腔(高压仓),柱塞便在挺杆体腔的油压及弹簧的作用下上升,压紧气门推杆。此时柱塞的上升力不足以克服气门弹簧的张力,气门不会被打开而仅是消除了整个气门机构中的间隙。此时挺杆体腔已充满油,单向阀在油压及弹簧的作用下关闭,切断了油路。

当凸轮转到工作面时挺杆上升,气门弹簧张力通过气门推杆作用在柱塞上,但此时单向阀巳关闭使油液无法溢出,而油液具有的不可压缩性使得挺杆像一个整体一样推动着气门开启。在此过程中,由于挺杆体腔油压很高,有少许油液通过挺杆体与柱塞的间隙处泄漏出去而使挺杆工作长度“缩短”。当凸轮转过工作面时挺杆下降,气门关闭,挺杆体腔内的油压也随之下降,于是主油道的机油又再次推开单向阀注入挺杆体腔内,补充油液,重复循环以上动作。

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通过挺杆体腔内的油液泄漏及补充,不断自动调节挺杆的工作长度,从而保持气门工作正常而整个机构又没有间隙存在,减少了零件之间的冲击和噪声,消除了旧款发动机气门间隙的弊病。同时,采用液力挺杆可以将凸轮轴轮廓做得更徒一点,令气门开启与关闭得更快,更加符合现代高速发动机的要求。

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总结:

如果单向阀泄压或油道堵塞,油无法充满高压仓,不能消除间隙,在停了很长时间的发动机开始着车的那断时间里,会出现“哒哒”随着发动机变化而变化。如有空气进入也会出现类似现象,很多零件的供应商也做了排气的相关流程。流程是:保持高转速一段时间。

知识拓展

气门间隙

为了保证气门关闭严密,在气门杆端与气门驱动件(摇臂、挺杆或凸轮)之间留有适当的间隙,称为气门间隙。

气门间隙不正常的影响

气门间隙在热车时比较小,在冷车时比较大,这是因为发动机运行时,气门杆因温度升高而膨胀伸长,导致间隙缩小。若气门间隙调整不当就会使发动机运行不正常,过大会影响气门的开启量,气门升程减少引起进气不足,排气不彻底;过小会引起气门关闭不严引起漏气,造成动力下降。为了避免气门间隙调整不当引起的麻烦,一般高速发动机上都使用可自行调整气门间隙的液力挺杆。

传统气门间隙的调节方式

挺杆的一端与凸轮接触,另一端与气门接触,它的作用是将凸轮的推力传给气门。旧式发动机上的挺杆一端装有调整螺钉和锁紧螺母,用于调整气门间隙。而液力挺杆省略了调整螺钉和锁紧螺母,用液力调节代替了这些刚性零件的作用。

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