常用柴油機(jī)的配氣相位技術(shù)和調(diào)整方法

滕兆霞

1 發(fā)動機(jī)配氣技術(shù)

現(xiàn)代發(fā)動機(jī)配氣技術(shù)主要有以下三個方面：

1.1 頂置凸輪軸技術(shù)

氣門—凸輪式配氣機(jī)構(gòu)具有保證氣缸密封性的優(yōu)點(diǎn)，尤其是進(jìn)排氣門能夠持久地保證燃燒室的密封性，四沖程內(nèi)燃機(jī)大多采用氣門—凸輪式配氣機(jī)構(gòu)。頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)，充氣系數(shù)較高，燃燒室比較緊湊，內(nèi)燃機(jī)有較好的性能指標(biāo)。頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)又可根據(jù)凸輪軸的放置位置分成凸輪軸下置型和頂置型。絕大部分柴油機(jī)采用凸輪軸下置型，但這種機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生較大的慣性力和振動及噪聲，消耗較大的動力。目前的趨向是把凸輪軸放在氣門上方，省去了推桿、挺柱，稱頂置凸輪軸型（0HC）；還有些機(jī)構(gòu)將頂置凸輪軸放在氣門室罩里，凸輪直接作用于氣門上，這種機(jī)構(gòu)省去了搖臂，高速時氣門工作良好，零件慣性力極小，工作平穩(wěn)。

1.2 多氣門技術(shù)

配氣機(jī)構(gòu)的最新發(fā)展是改善燃料經(jīng)濟(jì)性，其關(guān)鍵在于如何提供更多的新鮮空氣，多氣門內(nèi)燃機(jī)很早就已經(jīng)出現(xiàn)了，意大利布加奇公司首先創(chuàng)出具有四個排氣門和一個進(jìn)氣門的內(nèi)燃機(jī)。促進(jìn)多氣門內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量迅速提高的原因在于自動控制技術(shù)的快速發(fā)展和生產(chǎn)的工藝水平越來越高，可以充分發(fā)揮多氣門配氣方案的優(yōu)越性，保證內(nèi)燃機(jī)在整個負(fù)荷和速度范圍內(nèi)形成最佳混合氣，并適時適度送入氣缸。多氣門內(nèi)燃機(jī)優(yōu)點(diǎn)很明顯，例如用2個進(jìn)氣門取代1個進(jìn)氣門，流通截面加大30%～35%以上，可大大改進(jìn)充氣系數(shù)。因此，多氣門內(nèi)燃機(jī)可以提高功率。

1.3 可變配氣定時及氣門升程技術(shù)

常規(guī)內(nèi)燃機(jī)配氣相位都是按內(nèi)燃機(jī)性能要求，通過試驗(yàn)確定某一轉(zhuǎn)速和負(fù)荷條件下較為適合的配氣相位，然而為了在更大的曲軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高功率指標(biāo)，降低燃料消耗，出現(xiàn)了多氣門內(nèi)燃機(jī)，氣門開啟相位可以改變，升程也可以改變，稱作可變氣門運(yùn)動配氣機(jī)構(gòu)（VVT）。通過這套機(jī)構(gòu)對配氣過程的調(diào)節(jié)和控制，低、中轉(zhuǎn)速時，活塞運(yùn)動速度低，氣流動力學(xué)特性差，因而要求“縮小”相位重疊角，以減少工作混合氣倒流，保證低、中轉(zhuǎn)速時扭矩曲線形狀較好，可顯著地降低燃油消耗率。在中、高轉(zhuǎn)速時，活塞運(yùn)動速度快，氣流動力學(xué)特性好，因而要求“放大”相位重疊角，廢氣排放徹底，進(jìn)氣量充分，可相應(yīng)增加內(nèi)燃機(jī)扭矩。顯然，采用這一機(jī)構(gòu)，可提高內(nèi)燃機(jī)性能，降低污染，改善怠速性能。

可變配氣技術(shù)，從大類上分，包括可變氣門正時和可變氣門行程兩大類，有些發(fā)動機(jī)只可變氣門正時，如豐田的VVT-i發(fā)動機(jī)；有些發(fā)動機(jī)只可變氣門行程，如本田的VTEC；有些發(fā)動機(jī)既可變氣門正時又可變氣門行程，如豐田的VVTL-i，本田的i-VTEC，通過這套系統(tǒng)的控制，發(fā)動機(jī)能夠根據(jù)自身的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣調(diào)整。實(shí)現(xiàn)可變氣門技術(shù)有多種途徑，按照有無凸輪軸可分為基于凸輪軸的可變氣門機(jī)構(gòu)和無凸輪軸的可變氣門機(jī)構(gòu)兩類。傳統(tǒng)氣門控制技術(shù)都是由凸輪軸機(jī)械推動的，電磁氣門控制技術(shù)采用由電磁驅(qū)動的組件推動氣門，根據(jù)ECU需要進(jìn)行動作，這也正是VTEC等氣門控制技術(shù)追求的最高境界。

2 柴油機(jī)配氣相位的調(diào)整方法

配氣相位的調(diào)整方法很多，通常有以下四種：

2.1 偏移凸輪軸鍵位法

若是大多數(shù)進(jìn)、排氣門配氣相位偏于一邊且相差數(shù)值接近一致，一般可采用偏位鍵的方法調(diào)整。

偏移凸輪軸鍵法是通過改變正時齒輪與凸輪軸的連接鍵的斷面形狀以實(shí)現(xiàn)對配氣相位的調(diào)整，鍵形狀的改變使得正時齒輪與凸輪軸的配合位置變動一個與鍵的偏移量相應(yīng)的角度，從而使配氣相位有所變動。

采用偏位鍵法調(diào)整配氣相位時一定要注意鍵的安裝方向，不得裝反。否則，將引起配氣相位成倍改變。若要使配氣相位延遲，應(yīng)使鍵順凸輪軸轉(zhuǎn)向偏移；若要使配氣相位提早，應(yīng)使鍵逆凸輪軸轉(zhuǎn)向偏移。

2.2 改變凸輪軸正時記號法

改變凸輪軸正時記號法調(diào)整配氣相位，其操作簡單、快捷。即通過改變固定正時齒輪與相配套的齒輪安裝的相對位置的改變，實(shí)現(xiàn)對配氣相位的調(diào)整。具體方法是將正時齒輪與凸輪軸齒輪的配合位置變動一個齒的偏移量相對應(yīng)的角度，從而使配氣相位作相應(yīng)的變動。

采用正時齒輪調(diào)整配氣相位的方法較為簡便且有成效，但必須注意齒輪的旋轉(zhuǎn)方向。延遲配氣相位時，齒輪順凸輪軸逆時針旋轉(zhuǎn)一個齒，反之為提早。

2.3 凸輪軸正時齒輪軸向移動法

由于下置式凸輪軸的正時齒輪多為斜齒，如將凸輪軸正時齒輪作軸向位移時，就可以改變與曲軸正時齒輪的嚙合位置，使凸輪軸偏轉(zhuǎn)一定角度，從而改變配氣相位（凸輪軸軸向間隙要求保持不變）。在實(shí)際修理中，一般是通過改變止推凸緣厚度或正時齒輪輪轂厚度的方法，使正時齒輪獲得軸向位移量而進(jìn)行調(diào)整。減薄二者的厚度，配氣相位延遲，反之提早。

配氣相位的準(zhǔn)確性和可靠性對內(nèi)燃機(jī)的壽命和工作的經(jīng)濟(jì)性及動力性能都有很大影響，內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過長時間的使用后，主要由于凸輪軸上進(jìn)、排氣凸輪磨損和原有幾何形狀改變，使配氣機(jī)構(gòu)傳動件的配合關(guān)系發(fā)生變化，引起內(nèi)燃機(jī)動力下降、油耗增加、水溫增高等故障，維修不規(guī)范也會引起配氣相位的變化。因此，由于內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)形式、用途和轉(zhuǎn)速各不相同，配氣相位也不一樣，在內(nèi)燃機(jī)修理過程中，需要根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的性能要求和使用工況，對配氣相位通過測試、檢驗(yàn)、調(diào)整達(dá)到正確或接近合理的狀態(tài)。

2.4 氣門間隙的調(diào)整方法（頂置凸輪軸式）

（1）拆下進(jìn)排氣門室蓋和磁電機(jī)外罩。

（2）轉(zhuǎn)動磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，使其外圓面上的“T”刻線與機(jī)殼上的刻線對準(zhǔn)，這時活塞應(yīng)處在壓縮行程的上止點(diǎn)。

（3）將厚度為規(guī)定氣門間隙值的塞尺小心地插入氣門間隙內(nèi)來回拉動，若感到略有阻力時，說明間隙合適。

（4）若間隙不合適，則松開調(diào)整螺母，一邊用小扳手轉(zhuǎn)動調(diào)整螺釘，一邊拉動塞尺檢查間隙，待間隙合適后擰緊。為防止擰緊后間隙發(fā)生變化，應(yīng)再用塞尺復(fù)測一次。