范寶慶 王君 尹東升 吳鵬 楊金民

哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司 黑龍江省哈爾濱市 150060

1 引言

當(dāng)今，汽油機(jī)已成熟應(yīng)用于世界各個(gè)車企，仍為乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)的主流。人們對(duì)乘用車的舒適性及動(dòng)力性的要求日益提高。而在用戶使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)缸壓不足、失火等 故障，其原因有很多種，其中一個(gè)就是氣門偏磨。目前市場(chǎng)上各車廠都存在氣門偏磨故障，如何查找氣門偏磨的原因成為了個(gè)艱難的問題。通過跟蹤客戶使用情況來攻關(guān)氣門偏磨故障周期長(zhǎng)且不易操作。研究一種試驗(yàn)方法，模擬實(shí)車工況，使氣門偏磨故障快速出現(xiàn)，這樣就可以大幅的縮短故障攻關(guān)的周期。

市場(chǎng)反饋我司某款量產(chǎn)的雙凸輪軸單VVT液壓挺柱型汽油機(jī)出現(xiàn)氣門偏磨故障，此機(jī)型在量產(chǎn)前已經(jīng)完成常規(guī)耐久性考核，各零部件均通過考核。常規(guī)的耐久試驗(yàn)工況主要通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件施加最高載荷、交變載荷及交變熱負(fù)荷等來考核發(fā)

動(dòng)機(jī)主要零部件20萬公里的可靠性及缸蓋、缸蓋墊的密封性能，不能考核出氣門偏磨故障。

本文正是基于我們攻克氣門偏磨故障，所做的部分研究工作?；诖藱C(jī)型臺(tái)架試驗(yàn)，本文闡述了中低速耐久考核試驗(yàn)方法的產(chǎn)生過程與有效性。本文旨在：對(duì)正在研究或?qū)⒁芯科蜋C(jī)氣門偏磨的國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供一些經(jīng)驗(yàn)，為國(guó)內(nèi)本行業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

2 試驗(yàn)方法

通過對(duì)幾款家用轎車常用工況進(jìn)行分析總結(jié)，得出模擬實(shí)車道路譜，具體見表1～表3及圖1～圖3。

表1 郊區(qū)工況循環(huán)

2.2 控制策略

起停功能基本控制邏輯框圖如圖2所示。

從中可以看到，大部分時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)在中低速工作，即便是高速公路工況發(fā)動(dòng)機(jī)也不會(huì)超3000轉(zhuǎn)。

基于以上判斷，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)耐久試驗(yàn)方法——中低速耐久考核試驗(yàn)方法。耐久運(yùn)行時(shí)間約200h40min，水溫控制在103±3℃，機(jī)油溫度控制在100～120℃具體耐久運(yùn)轉(zhuǎn)工

況見表4，耐久運(yùn)轉(zhuǎn)模式圖見圖4。

表2 城市工況循環(huán)

表3 堵車工況循環(huán)

其中，1500rpm為低速爬坡工況，3000rpm為高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況（120km/h左右），將油門開度設(shè)為100%是為了加快試驗(yàn)進(jìn)度，水溫控制為實(shí)車常用溫度范圍，沖擊工況設(shè)計(jì)的目的是消除積碳的產(chǎn)生，考核在該工況下發(fā)動(dòng)機(jī)氣門偏磨情況。

圖1 郊區(qū)工況循環(huán)

圖2 城市工況循環(huán)

圖3 堵車工況循環(huán)

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

選取兩臺(tái)狀態(tài)相同的發(fā)動(dòng)機(jī)，分別進(jìn)行全速全負(fù)荷試驗(yàn)及中低速耐久考核。拆解發(fā)動(dòng)機(jī)后發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中低速耐久考核的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了氣門偏磨現(xiàn)象，而另一臺(tái)則沒出現(xiàn)。耐久完成后兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸壓對(duì)比數(shù)據(jù)及氣門導(dǎo)管磨損量存在明顯差別，具體數(shù)據(jù)見表5、表6。

這說明中低速耐久考核試驗(yàn)方法可以考核出氣門偏磨現(xiàn)象，且氣門偏磨出現(xiàn)應(yīng)伴隨著氣門導(dǎo)管磨損量超差及缸壓異常下降。

對(duì)設(shè)計(jì)更改對(duì)策后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行新一輪中低速耐久考核試驗(yàn)，拆解發(fā)動(dòng)機(jī)并未發(fā)現(xiàn)氣門偏磨故障，且缸壓對(duì)比數(shù)據(jù)及氣門導(dǎo)管磨損量回歸正常，具體數(shù)據(jù)見表7、表8。

對(duì)設(shè)計(jì)更改后發(fā)動(dòng)機(jī)的售后跟蹤及持續(xù)關(guān)注，并沒有再次發(fā)生氣門偏磨故障。至此氣門偏磨故障攻關(guān)成功。

表4 中低速耐久考核試驗(yàn)方法運(yùn)轉(zhuǎn)工況

表5 耐久前后缸壓情況

表6 氣門導(dǎo)管磨損量

表7 耐久前后缸壓情況

表8 氣門導(dǎo)管磨損情況

4 結(jié)語(yǔ)

中低速耐久考核試驗(yàn)方法能夠在氣門偏磨方面模擬用戶使用的實(shí)車狀態(tài)，有效的驗(yàn)證了設(shè)計(jì)變更對(duì)于氣門偏磨改善的有效性。