很多卡車或者大客車搭載的柴油發動機,使用時間長了以後,就會發出“嗒嗒嗒”的氣門異響,或者從空氣濾清器處發出“咚咚咚”的進氣反吹聲,這時候就需要“調氣門”了;或者發動機的配氣機構重新拆裝後,也要重新“調氣門”。那麼什麼是氣門間隙呢?它為什麼會發生變化呢?我們如何調整氣門間隙呢?下面我們來分析這個問題。
首先來說說什麼是氣門間隙。大家知道,發動機配氣機構總體可以分為氣門傳動組和氣門組兩大部分,所謂的氣門間隙就是指發動機在冷態時,氣門傳動組與氣門組之間的間隙,具體來說就是指氣門搖臂與氣門杆末端之間的間隙;對於某些頂置凸輪軸、凸輪軸直接驅動氣門的發動機來說,是指凸輪軸與氣門挺柱之間的間隙。
那麼發動機為什麼要留有氣門間隙呢?這主要是因為,發動機工作時,氣門及其傳動件,如氣門挺柱、氣門推杆等都會因為受熱膨脹而伸長。如果氣門與其傳動件之間,在冷態時不預留一定的間隙,則在熱態下由於氣門及其傳動件膨脹伸長而頂開氣門,導致氣門與氣門座之間的密封被破壞,從而造成氣缸密封不良,發動機壓縮不足、功率下降、起動困難,甚至不能正常工作。為此,在裝配發動機時,在氣門與其傳動件之間需預留適當的間隙,即氣門間隙。
一般來說,發動機的進排氣門的間隙是不同的,進氣門的間隙在0.20mm~0.40mm之間,排氣門的間隙在0.30mm~0.50mm之間。排氣門間隙更大的原因是由於排氣門在工作時受到的熱量更多,它的變形也大,所以要預留更大的間隙。另外,不同的發動機氣門間隙的大小也有所不同,一般柴油機的氣門間隙大於汽油機,渦輪增壓發動機的氣門間隙大於自然吸氣發動機。
那麼氣門間隙過大或過小會有哪些壞處呢?如果氣門間隙過大的話,會導致氣門傳動零件之間及氣門和氣門座之間產生“嗒嗒嗒”撞擊響聲,也就是我們俗稱的“氣門腳響”,這種響聲在發動機怠速時比較明顯,中高速時就聽不到了,另外氣門間隙過大還會加劇氣門元件的磨損, 並改變配氣相位,使氣門開啟的持續時間減少,導致發動機進氣量不足及排氣不徹底,影響發動機動力性;如果氣門間隙過小的話,會導致發動機在熱態時氣門關閉不嚴,在壓縮衝程時會發生漏氣,進而導致發動機壓縮不足、功率下降,嚴重時甚至會燒蝕氣門及氣門口。
氣門間隙是汽車在設計及製造過程中的重要引數,在出廠時就已經設定好了,既不能過大,也不能過小,它是由配氣機構的結構來保證的。可是發動機在長時間工作過程中,配氣機構各零部件不可避免的會出現磨損,這就會導致氣門間隙的改變。比如氣門搖臂與氣門杆末端之間磨損,會導致氣門間隙變大;氣門推杆、氣門挺杆、凸輪軸等磨損也會導致氣門間隙變大;而氣門頭部與氣門口磨損,就是我們俗稱的“氣門下陷”,卻會導致氣門間隙變小。所以,發動機的氣門間隙需要定期調整。
那麼該如何調整氣門間隙呢?氣門間隙的調整是一項非常有技術含量的作業,最重要的是如何確定哪個氣門可調、哪個氣門不可調,需要用發動機配氣相位來分析。但這個過程是非常複雜的,我們還是直接說結論好了。對於結構複雜、磨損嚴重的發動機,一般採用逐缸調整法,當某一缸處於壓縮衝程上止點時,進排氣門都可以調整;而對於絕大多數的發動機來說,採用兩次調整法即可調完全部氣門間隙,我們又稱為“雙排不進法”。
我們以最常見的直列六缸發動機來分析可調整的氣門。直列六缸發動機的工作順序是1-5-3-6-2-4,當1缸處於壓縮衝程上止點位置時,進排氣門都關閉,同時可調;而此時的6缸處於排氣衝程上止點位置,進排氣門都開啟,處於氣門重疊階段,所以進排氣門都不可調;5缸處於壓縮衝程,此時的進氣剛剛結束,進氣門剛剛關閉,但還沒有完全落到基圓上,所以進氣門不可調,但排氣門早已關閉,距離開啟時間尚早,即排氣門正好在基圓上,所以排氣門可調;同樣的道理,3缸處於進氣衝程,進氣門不可調,排氣門可調;2缸處於排氣衝程,排氣門不可調,進氣門可調;4缸處於做功衝程即將結束,屬於將要排氣階段,所以排氣門不可調,進氣門可調。
總結一下就是:當1缸處於壓縮衝程上止點位置時,1缸進排氣門都可調,5缸、3缸可調排氣門,6缸進排氣門都不可調,2缸、4缸可調進氣門,這樣就構成了一個雙(1缸)-排(5、3缸)-不(6缸)-進(2、4缸)的迴圈。同樣的道理,我們可以分析出四缸、八缸、十缸以及十二缸發動機的氣門調整規律。具體的分析結果如下:
在調整氣門間隙時,有以下幾點是需要注意的:一是要在發動機冷態下調整,如果是熱機時需要按照熱機的資料調整,一般發動機提供的都是冷態資料;二是一定要使將要檢查、調整的氣門處於關閉位置,氣門挺杆完全落下,即挺杆下平面完全落到凸輪軸的基圓上;三是在要檢查氣門杆尾部與氣門搖臂是否有異常磨損,比如磨出凹坑、偏磨等;四是調氣門間隙時,要先鬆開所要調整的氣門鎖緊螺母及調整螺絲,然後將相應尺寸的塞尺插入氣門杆尾部與氣門搖臂之間,隨後擰動調整螺絲使塞尺輕輕被壓住,再把鎖緊螺母擰緊,最後抽出塞尺再複查一次;五是有些發動機有排氣制動裝置,某些氣門需要調整兩次。
如果氣門杆尾部與氣門搖臂之間出現了異常磨損,此時用塞尺檢查與調整是不準確的,我們可以用如下的方法大致的調整氣門間隙:一般氣門調整螺絲都是M10×1的細螺紋,即螺絲每轉一圈,前進或後退1mm,我們知道了螺絲轉動的角度,就可以大致計算出氣門間隙。比如說我們首先把氣門調整螺絲輕輕的擰到底,然後退回四分之一圈,氣門間隙就是0.25mm,退回五分之一圈,氣門間隙就是0.20mm,等等。這種方法特別適用於無法直接測量氣門間隙的發動機。
不過對於現在的乘用車發動機來說,已經不需要手動調整氣門間隙了,它使用了一種更先進的液壓氣門挺柱,可以在發動機工作過程中自動的調整氣門間隙。它在發動機機油壓力的作用下,自動補償由於溫度及磨損導致的間隙變化,時刻保證零氣門間隙,可以有效的減小零部件的衝擊、降低噪聲、提高零部件使用壽命,同時液壓挺柱直接驅動氣門,因此傳動的效率較高,有利於提高發動機的高速運轉效能。這項技術在一些卡車上已經應用了,未來會逐漸的推廣。在將來,調氣門這項作業可能就不復存在了。
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液壓挺杆完美解決這個問題
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這篇文章好,知其所以然才知其然也
我的車現在一使勁兒,發動機就噠噠噠響,是敲缸嗎?