郭彥豆，楊 勇

（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司，廣西 柳州 545005）

發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、氣門、凸輪軸、搖臂等零部件安裝在燃燒室的頂端，也就是溫度最高之處，由于零件的熱脹冷縮，一般要為氣門等零件留有膨脹的空間，即為氣門間隙。氣門間隙的大小對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著很大的影響，本文針對(duì)LJ465Q-2AE6汽油機(jī)不同氣門間隙下發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行分析，以圖找出不同氣門間隙時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放指標(biāo)等指標(biāo)的影響。找出最佳氣門間隙，LJ465Q-2AE6汽油機(jī)為4缸電噴汽油機(jī)，頂置氣門，每缸為一進(jìn)氣門一排氣門，結(jié)構(gòu)如下圖1所示。缸蓋為鋁合金材料、搖臂為壓鑄鋁材料。

圖1 LJ465Q-2AE6汽油機(jī)氣門布置圖

1 發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)見表1。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)表

2 氣門間隙設(shè)計(jì)高度

（1）進(jìn)、排氣門在開啟和關(guān)閉時(shí)均采用等速緩沖設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)氣門高度為0.33mm（如圖2）。

圖2 不同凸輪轉(zhuǎn)角下進(jìn)排氣門運(yùn)動(dòng)速度

（2）確定緩沖段高度和長(zhǎng)度：氣門間隙一般以關(guān)閉段為基準(zhǔn)。

關(guān)閉高度（h）：氣門間隙（hO）、彈簧預(yù)緊力下變形（FO/CVT）、傾斜造成的間隙（hR）

理論最小氣門間隙（hO）=緩沖段高度（h）-氣門預(yù)緊變形高度（FO/CVT）-氣門傾斜高度（hR）=0.33-0.06-0.08=0.19（mm）；

而氣門間隙的設(shè)定，需根據(jù)噪聲評(píng)定在緩沖段范圍內(nèi)，根據(jù)氣門機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)選取合適的設(shè)定值。

3 氣門間隙對(duì)性能影響理論計(jì)算（OWEGT-PR）

（1）氣門間隙對(duì)性能影響理論計(jì)算（GT-POWER）。

氣門間隙對(duì)性能影響理論計(jì)算見表2所列。

由表2可以看出，理論上氣門間隙冷態(tài)為0.25mm時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能最理想。但是當(dāng)氣門間隙冷態(tài)大于0.15mm時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲較大，發(fā)動(dòng)機(jī)缸頭會(huì)出現(xiàn)異響。

對(duì)100臺(tái)新裝發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)量，判定為異響的共24臺(tái)，判定率為24%；測(cè)量氣門間隙結(jié)果表明：合格發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門間隙冷態(tài)時(shí)設(shè)定為0.13～0.14mm，熱態(tài)時(shí)為0.23～0.28 mm（詳細(xì)見下表 3）。

（3）把氣門間隙冷態(tài)由0.13mm調(diào)整為0.11mm后發(fā)動(dòng)機(jī)性能的比較（見表4）。

表2 氣門間隙對(duì)性能影響的理論計(jì)算表

表3

由表4看出，氣門間隙冷態(tài)由0.13mm調(diào)整為0.11mm后，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)型下降。氣門間隙小于0.11mm，人工調(diào)整氣門間隙比較困難。

4 氣門間隙對(duì)異響判斷、性能影響的試驗(yàn)結(jié)果

（1）通過(guò)間隙調(diào)整，了解氣門間隙對(duì)異響、性能及怠速影響結(jié)果如表5。

表5 氣門間隙對(duì)異響、怠速及性能的影響表

進(jìn)排氣門熱態(tài)間隙為0.20mm(對(duì)應(yīng)冷態(tài)間隙為0.13 mm)，在此狀態(tài)下LJ465Q-2AE6發(fā)動(dòng)機(jī)噪音處于最佳狀態(tài)。

（2）進(jìn)、排氣門間隙0.28mm時(shí)（熱機(jī)狀態(tài)），發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速、空氣流量、點(diǎn)火提前角數(shù)據(jù)流波形圖。

表4 氣門間隙調(diào)整后的發(fā)動(dòng)機(jī)性能比較表

圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)流波形圖

圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速空氣流量數(shù)據(jù)流波形圖

（3）進(jìn)、排氣門間隙0.2mm時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速、空氣流量、點(diǎn)火提前角數(shù)據(jù)流波形圖。

圖6 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)流波形圖

圖7 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速空氣流量數(shù)據(jù)流波形圖

圖8 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速點(diǎn)火提前角數(shù)據(jù)流波形圖

發(fā)動(dòng)機(jī)在氣門間隙熱態(tài)為0.2mm時(shí)比氣門間隙熱態(tài)為0.28mm時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工作穩(wěn)定。

（4）氣門間隙為0.2mm與0.28mm發(fā)動(dòng)機(jī)性能對(duì)比如圖9。

圖9 不同氣門間隙性能對(duì)比

可以看出熱態(tài)氣門間隙為0.28mm（對(duì)應(yīng)冷態(tài)間隙為0.18mm）時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性較好，但是發(fā)動(dòng)機(jī)噪音比較大。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著氣門間隙的增大，發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩會(huì)增加，怠速CO、HC排放減小，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音明顯增加，對(duì)零部件的磨損會(huì)增加；但是氣門間隙過(guò)大，進(jìn)、排氣門開啟遲后，縮短了進(jìn)排氣時(shí)間，降低了氣門的開啟高度，改變了正常的配氣相位，使發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)氣不足，排氣不凈而功率下降，油耗變大。

隨著氣門間隙的增變小，發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩會(huì)減小，怠速CO、HC排放增大，噪音減??；但是氣門間隙過(guò)小，發(fā)動(dòng)機(jī)工作后，零件受熱膨脹，將氣門推開，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴(yán)重積碳或燒壞，甚至氣門撞擊活塞。目前根據(jù)性能試驗(yàn)及噪聲評(píng)定LJ465Q-2AE6發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙設(shè)定的值?。?.13±0.02）mm（冷態(tài)），（0.23±0.02）mm（熱態(tài)）較為合理。

[1]GB18297-2001，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法[S].

[2]GB19055，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法[S].