Question

进气门为什么要比排气门大？

Answer 1

进气门为什么比排气阀大？工程师设计的一切都有特别的意义，阀门当然也是如此。阀门凸轮打开，阀门弹簧关闭。进气门在进气门需要进入气缸时打开；如果需要排出燃烧后的废气，排气阀将打开。进气被“进气”，排气被“排气”，因此比排气更难进气，进气越多燃烧越好，发动机的性能也越好。吸气是真空吸气，排气是为了按压而挤出排气。因此，排气比吸气容易。为了得到更多的新鲜空气并参与燃烧，需要更多的进气，为此需要增大进气阀，但整体尺寸没有变化，排气阀只能减小。因此，进气阀一般设计得比排气阀大，降低进气难度，提高进气量。有的干脆多设计了一个进气门。至此，完成了3阀(2进1列)和5阀(3进2列)的设计。有三个影响因素：1.气流阻力影响：理论上空气填充量和排气量相等，排气阀开闭时间和进气阀开闭时间也相等。但事实并非如此。因为节流阀控制着转速，所以阀的开闭有大有小。吸气结束时，气缸应该充满与大气压(约1公里/平方厘米)相等的混合气。但是，气体在吸气管道和吸气阀中流动时会受到阻力。为了克服这些阻力，使混合气以一定速度流动，必须浪费掉一部分压力。因此，缸内的气压总是低于大气压。气体密度随压力而变化，压力低密度也减少，实际吸入混合气的重量减少。为了解决和降低气流阻力的影响，需要增大吸气阀的气流通路的截面积，即增大空气阀的面积。高原地区空气稀薄时，进气通道面积应更大。否则，发动机在这些地区达不到额定功率。2.发动机转速的影响：原机气道大小不变时，进气压力也随转速和负荷而变化。节流阀全开的状态下的转速根据负载而变化。假设充气重量为1，当转速从每分钟700转增加到2,100转时，压力从0.95减少到0.80，表明气缸内摇杆的气密密度减小，气流没有跟上充气量的需求。因为如果转速增加到3倍，活塞的运动速度也增加到3倍，气流速度也不增加到3倍，同样重量的空气就无法进入气缸。但是，高速时呼吸道中姐姐力增大，气流不能以同样的比例增加。也就是说，减速时空气填充效果好，其结果，平均有效压力和扭力也变大(扭力与平均有效压力成正比)。3.给排气流速度比较因素：进入气缸的混合气在活塞从上止点移动到下止点时活塞的行程容积为真空(即气压差)时进入。这当然是活塞在前面，气流在后面，活塞的行程会比气流快。当然，进入气缸的新鲜混合气多一点比较好，但是气流速度跟不上活塞运动的速度，所以必须给进气创造条件，使进气门根据充气量的需要加大。排气时排出的是气缸内的废气。排在活塞动作行程下降约120°后为180。后活塞开始上升。此时，废气的前活塞在后面。排气的排出速度处于活塞的上升速度，排气不得不排出。可以说活塞的上升速度和排气速度相等。这就是排气阀比进气阀小的原因。一般的排气口径是进气口径的三分之二。排气阀的口径设计为不影响排气。这样，进气门的大小在可靠的范围内应对发动机充量通过的需要，排气门小的是尽可能小而不影响排气量。另外，由于排气的通路优于进气的通路条件，因此与进排气阀相比，进气阀看起来比排气阀大得多。一些特殊发动机中，例如40年代盛行的活塞式飞机发动机，进气门是排气阀的两倍以上。