有關(guān)汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的故障及其處理分析

季萬強 劉杰 王浩雷 孫立站

【摘 要】隨著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車在使用過程中可能會遇到的問題種類不斷增多。本文重點對汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)的故障進(jìn)行描述，并就處理分析方法進(jìn)行簡單羅列。

【關(guān)鍵詞】發(fā)動機；配氣機構(gòu)；故障；處理分析；積炭；氣門間隙

0.引言

隨著汽車保有量不斷增加，人們對汽車的質(zhì)量提出了更高的要求。汽車的組成部件中，配氣機構(gòu)非常重要。配氣機構(gòu)主要是通過控制空氣的進(jìn)入，對發(fā)動機的發(fā)功功率產(chǎn)生影響。隨著汽車本身的油路、溫度環(huán)境、壓力環(huán)境的不斷復(fù)雜化，配氣機構(gòu)的安全系數(shù)存在著巨大的挑戰(zhàn)。配氣機構(gòu)主要是按照一定的時限進(jìn)行自動開啟與關(guān)閉每一個缸的進(jìn)、排氣門，空氣通過進(jìn)氣門提供可燃性混合氣，并將燃燒做功后形成廢氣，從排氣門排出，實現(xiàn)氣缸換氣。在實際使用過程中，由于受到多種因素的影響，汽車的配氣機構(gòu)變得比較脆弱，精密的配氣機構(gòu)受到影響后非常容易發(fā)生故障，而它的故障將會直接導(dǎo)致發(fā)動機性能產(chǎn)生影響。

1.汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)對發(fā)動機性能的影響

為了讓發(fā)動機獲得比較優(yōu)良的性能，發(fā)動機就需要有較高的充氣效率，要提高發(fā)動機的充氣效率，就必然需要降低進(jìn)氣通道的阻力。采用加大空氣濾清器、加粗化油器以及將進(jìn)氣道線路變直、加在進(jìn)氣門的直徑的手段。加大進(jìn)氣閥直徑，使進(jìn)氣道直線化，可以大大提高充氣效率。[1]

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，近年來出現(xiàn)的雙頂置凸輪軸四氣門配氣機構(gòu)受到廣泛的關(guān)注，讓汽車的發(fā)動機性能有了明顯的提升。采用這種配氣機構(gòu)可以大大增加進(jìn)氣有效流通面積，從而提高充氣效率。氣門處的流通面積 與進(jìn)氣口的直徑成正比，而不是氣門頭部的面積。對于一個氣缸各有一個進(jìn)排氣門的二氣門發(fā)動機而言，加大直徑時，上限為進(jìn)排氣門直徑之和低于氣缸直徑，從尺寸上無法裝入更大的氣門。而四氣門發(fā)動機，兩個進(jìn)氣門直徑的和可以大于二氣門的一個進(jìn)氣門直徑。

使用每缸四氣門的結(jié)構(gòu)時，每一個排氣門的直徑較小，氣門的受熱面積會變小，它的機械負(fù)荷與熱負(fù)荷會相應(yīng)降低，使配氣機構(gòu)的動力性得到改善，提高轉(zhuǎn)速。采用DOHC四氣門機構(gòu)可以有效提高發(fā)動機的充氣效率，提高壓縮比，提高發(fā)動機的功率。

2.汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)早期損壞的主要原因

汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)提前損壞的主要原因是維修數(shù)據(jù)應(yīng)用不當(dāng)，維修中不能合理地選擇數(shù)據(jù)。簡單來講，氣門與氣門座的接觸寬度，規(guī)定進(jìn)氣門為1至2.2毫米，排氣門為1.5至2.5毫米，但是在實際維修過程中，人們往往會認(rèn)為寬一點好，所以習(xí)慣使用上限；一般的汽車規(guī)定氣門腳間隙為0.2至0.25毫米，但在調(diào)整過程中往往間隙被調(diào)的很大，超過上限時，會降低發(fā)動機的功率，甚至出現(xiàn)敲擊聲響。[2]

另外就是配氣機構(gòu)中氣門與氣門座的工作面在加工時質(zhì)量就沒有達(dá)到要求，這種原始錯誤造成了工作面容易發(fā)生燒蝕與凹陷；凸輪軸軸承在刮削過程中的間隙、接觸面積與同心度都達(dá)不到要求，磨損加劇到一定程度，就會造成異響損壞；當(dāng)氣門導(dǎo)管在更換新產(chǎn)品時，鉸削質(zhì)量不符合要求，同樣會影響到氣門與座的使用壽命。

3.汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)故障案例

汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)發(fā)生故障的可能性較低，但幾乎每一個車輛維修中心都會接到此類案例。豐田皇冠2.8轎車曾經(jīng)發(fā)生過此類故障，該車采用V6發(fā)動機、頂置凸輪軸、可調(diào)氣門間隙式配氣機構(gòu)，它的行駛里程為十萬公里。在行駛過程中，突然發(fā)現(xiàn)汽車無力，車身抖動，并有發(fā)動機不易啟動的特點，在后排氣管中會有火星冒出。在發(fā)動機進(jìn)行低速運轉(zhuǎn)時，會有異響，有節(jié)奏的“嗒嗒”聲音，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速提高，聲音也會越來越大，中速以上聲音無規(guī)律、嘈雜。[3]

造成汽車這種現(xiàn)象的案例一般是進(jìn)排氣門在開啟的時刻不準(zhǔn)確造成的，同時也存在著凸輪、推桿磨損造成氣門間隙過大的可能，如果氣門太小，密封不嚴(yán)也會造成這種情況的出現(xiàn)。最終經(jīng)過確認(rèn)為故障原因為氣門間隙過大，造成氣門在開啟時傳動組的零件和氣門間產(chǎn)生的沖擊造成的聲音異響。

4.汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)故障與排除

4.1氣缸體密封不嚴(yán)

由于發(fā)動機的缸體是由上、下兩個主要部分組成，再加上缸蓋、油底殼，整個的缸體共有三道密封襯墊，而氣缸襯墊與上、下缸體間襯墊非常重要，如果存在密封不嚴(yán)，將會容易引起發(fā)動機不啟動、排氣冒白煙、發(fā)動機不正常運轉(zhuǎn)、功率不足、發(fā)動機過熱、油耗高等問題。[4]

對于密封不嚴(yán)的問題，首先應(yīng)該對氣缸蓋與氣缸體螺栓的擰緊力進(jìn)行設(shè)備檢查，按照順序進(jìn)行堅固到位，故障無法根除時，需要拆卸缸體，檢查氣缸的襯墊，甚至更換。

4.2進(jìn)氣系統(tǒng)不嚴(yán)

進(jìn)氣系統(tǒng)的密封不嚴(yán)，會造成氣壓不夠，從而影響到充氣效率，會引起發(fā)動機功率下降、加速性能不佳以及運轉(zhuǎn)不正常等問題，此時要對進(jìn)氣系統(tǒng)的密封性進(jìn)行檢查，重新密封。

4.3哺哺異響

在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)工作時，發(fā)動機的上端發(fā)出清脆的“哺、哺”響聲。

產(chǎn)生這種故障的主要原因是氣門間隙過大，碰撞引起。當(dāng)凸輪磨損嚴(yán)重時，凸輪頂格臂時會發(fā)出碰撞聲。檢修時需要把發(fā)動機開到低、中、高速時進(jìn)行聲音測聽，如果都存在問題同時在速度變化時響聲頻率也發(fā)生變化時，則可以認(rèn)定為氣門異響，需要拆下氣門室罩，檢查并調(diào)節(jié)氣門間隙。[5]

氣門間隙的調(diào)整需要在氣門完全關(guān)閉時進(jìn)行。對于單個的氣門間隙調(diào)整，首先要松開氣門調(diào)整螺釘?shù)逆i緊螺母，把塞尺插入間隙，同時調(diào)整螺釘，直到塞尺稍微受力為止。對于多缸發(fā)動機，可以采用逐缸調(diào)整法與兩次調(diào)整法兩種調(diào)節(jié)方式。

4.4氣門積炭

氣門積炭與氣門結(jié)構(gòu)設(shè)計與燃燒過程有關(guān)，同時也與所使用燃油的品質(zhì)有關(guān)，它是配氣機構(gòu)常見故障之一，氣門積炭有可能會引起發(fā)動機難以啟動，或者自然熄火、排氣冒黑煙等瓿。[6]

對于氣門積炭的檢查方法是，要在發(fā)動機例行維護(hù)中檢查氣門是否有積炭的產(chǎn)生，有積炭的存在時，要及時進(jìn)行清洗，甚至更換氣門。

4.5排氣門燒蝕

在汽車使用不合理的情況下，非常容易出現(xiàn)排氣門燒蝕，它會造成汽車發(fā)動機自然熄火。它造成的原因是要是發(fā)動機長時間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，氣門磨損嚴(yán)重，同時伴有氣缸蓋、氣門座的變形，氣門密封性降低；另外還有可能是汽車的冷卻系統(tǒng)不良，發(fā)動機長時間處于高溫狀態(tài)，引起燃油發(fā)生化學(xué)變化；最后是因為氣讓彈簧彈力過小，或氣門間隙調(diào)整不當(dāng)造成了氣門燒蝕。在使用過程中應(yīng)該注意保養(yǎng)檢查，避免長時間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，及時清理積炭。

5.汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)設(shè)計

6.結(jié)語

當(dāng)汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)出現(xiàn)故障時，一定要采取科學(xué)的手段，對故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并進(jìn)行維修。在使用時要注意例行檢查與保養(yǎng)。只有通過合理的方式方法，才能更好地為使用者服務(wù)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]李帥.發(fā)動機配氣機構(gòu)振動噪聲研究[D].湖南大學(xué)，2012（03）.

[2]魏宇明.汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的分析設(shè)計研究[D].重慶大學(xué)，2012（04）.

[3]李世瑛.LC250摩托車發(fā)動機配氣機構(gòu)的開發(fā)設(shè)計研究[D].天津大學(xué)，2011（09）.

[4]吳玉民.汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的故障現(xiàn)象及排除[J].黑龍江科技信息，2013（16）.

[5]劉梁.發(fā)動機電磁驅(qū)動配氣機構(gòu)的研究[D].南京理工大學(xué)，2012（03）.

[6]陳博，劉靜，陸鳴結(jié).摩托車發(fā)動機配氣機構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)分析[J].摩托車技術(shù)，2011（03）.