空气阀是管道的呼吸器，是管道安全的保障器，又称通气阀、排气阀，但它有吸气功能，故称空气阀较确切。空气阀分单排气功能的小口径空气阀，又称微量排气阀；兼有排气、进气功能的大口径空气阀，包括高速进排气空气阀、复合式空气阀等；单进气功能的空气阀，又称吸气阀、真空破坏阀。当向管道内充水时，管内的气体排出越快，充水的速度也就越快；若充水的水压过高，流速过快，空气阀迅速封球，容易产生水锤；当管道在排水过程中，若不及时通过空气阀或吸气阀（真空破坏阀）向管内吸进空气，一方面排水不畅，另一方面容易出现负压（形成真空现象）。对于常用的管材，这种负压不会造成危害。若一些管材的刚度不足，如大型薄壁钢管，容易引起管材几何形状的变形，造成漏水的故障，同时管外污水、污泥会抽吸至管内，危害供水安全。

水中通常溶有一定数量的气体，这种气体的溶解程度随水的温度和压力而变化。在输水过程中也随水流给管道带进了一些气体，这些气体混合在水流中又逐渐释放出来，积累在管内顶部，压缩过水断面，增加输水过程中额外的水头损失，因此必须及时通过空气阀排除。 

空气阀有单口空气阀和双口空气阀两种。下面以双口空气阀为例，介绍其构造及其工作原理。（如右图）

水泵起动过程中，阀体内未充满水时，阀体内的浮球因自重而下落，气孔均处于开敞状态。随着水泵起动工作扬程的升高，管道充水，空气阋可自动排除管中的空气，当阀体内开始充水时，浮球浮起。

管道及阀体内空气全部排除，阀体内充满水；若管中压力高于大气压，浮起的浮球在管中压力作用下阻塞排气孔，管中水不会排出阀外。

水泵在运行过程中，如溶于水中的空气离析出来，积蓄在空气阀阀体内，则浮球失去浮力而自动下落。若气量较少，则小孔的浮球下落进行排气；若气量较多，则大孔的浮球下落进行排气。浮球下落的落差达到管中水压顶托力与浮球重力相平衡时为止。排气完毕后，浮球恢复到是闭气孔的位置。

事故停泵后，管中压力降低形成负压时，尽管阀体内充满水，但由于阀内压力低于大气压，在大气压与管中压力之差的作用下，浮球下落，进行补气，补气过程中，首先大孔的浮球下落，当压力降低较大时，随即小孔的浮球下落。因两个浮球下落时间不同，缓冲了管道中的压力波动。

当水泵进入第二阶段制动耗能工况时，管中压力增加，水流开始倒流，处于下落状态的浮球使气孔打开，进行排气，直至空气阀门充满水，浮球浮起，关闭阀孔。关闭过程中，由于大小排气孔的压力作用不同，大孔的浮球先顶起关闭，然后再关闭小孔，延缓全闭过程，缓和水柱再弥合时的压力上升。 ^[3] 

下面左图是我国早期采用的一种空气阀结构图。其下部有尺寸较大的浮筒，保证水位上升时能较好上抬，以减少密封面处的冒水。其活塞缸上带罩，即使有冒水也会被挡住。其上部有两套缓冲装置，其中一套为可调，另一套为逆止式，藉以防止密封面受到过大的撞击。另外还有一套加油装置，以保证阀杆与铜套间有良好的润滑。

下面右图则是我国20世纪60年代设计的空气阀，结构简单，但有冒水较大的缺点。

下图则是最新设计，它既有结构简单的优点，又有防冒水的功能。

空气阀设计中要注意以下几点：①有足够大的浮筒，其产生的浮力应大于运动部分的重量；②阀杆应采用不锈钢制作，以防生锈卡住而影响动作灵活性；③阀门在自重作用下的开度应保证必须的补气面积；④密封面应认真研磨，关闭后不得有任何渗漏水现象。 ^[4] 

空气阀是发动机启动暖机时，用来克服发动回转之摩擦力的装置，它可以给发动机提供暖机时必要的空气量。发动机温度低时，为了使发动机暖车更加顺利，将空气阀打开，让额外的空气由节气门的旁通道供给发动机。由于此时通过空气阀的空气，是从空气流量计的后方进入进气歧管的，也受到了空气流量计的检测，故这些多加入的空气量与节气门稍微打开的效果是相同的，也会使发动机转速增加，进而缩短了暖车时间。

空气阀有与节流阀体装在一起的，也有单独装在发动机上的。当发动机再启动时，为了不使怠速太高而浪费汽油，采用热容量进行控制。当空气阀热容量比发动机小时，由于空气阀比发动机冷却早，空气阀的开口面积大，通过空气阀的空气量多，发动机怠速将提高。为了防止这种现象的发生，必须使空气阀的双金属片或石蜡和发动机冷却水保持相同的温度，故而空气阀的温度检测部位是装在发动机上的。

怠速空气阀的功用是实现发动机的冷车快怠速。在发动机冷起动的暖机过程中，怠速空气阀开启，使部分空气经怠速空气阀和旁通气道绕过节气门，直接进入节气门后的进气管内，保证冷车快怠速运转稳定。在发动机达到正常温度的过程中，这部分附加空气量随着怠速空气阀的逐渐关闭而不断减少，直至怠速空气阀完全关闭。