汽油發(fā)動機配氣機構(gòu)常見故障診斷與修復

王建國

（泰州市委組織部，江蘇 泰州 225300）

汽油發(fā)動機配氣機構(gòu)常見故障診斷與修復

王建國

（泰州市委組織部，江蘇 泰州 225300）

配氣機構(gòu)是控制發(fā)動機進氣和排氣的裝置，其性能及工作狀態(tài)直接影響發(fā)動機的混合氣濃度、充氣效率等重要參數(shù)及發(fā)動機工作狀況等。文章綜述了汽油發(fā)動機配氣機構(gòu)的主要功用、常見故障的現(xiàn)象及原因分析，并提出了相應的檢測方法和修復方法。

配氣機構(gòu)；故障診斷；排除

1 配氣機構(gòu)的功用

發(fā)動機配氣機構(gòu)是保證新鮮可燃混合氣（汽油機）或空氣（柴油機）得以及時進入氣缸并把燃燒后生成的廢氣及時排出氣缸的裝置。它在工作過程中根據(jù)發(fā)動機每一氣缸內(nèi)進行的工作循環(huán)順序，定時地開啟和關(guān)閉各氣缸的進、排氣門，實現(xiàn)進氣和排氣的過程。配氣機構(gòu)必須按照配氣凸輪型線所確定的規(guī)律定時開閉進、排氣門，開啟要迅速，落座要平穩(wěn)，無反跳和抖動，確保燃燒室密封，并有較高的充氣效率和較低的振動和噪聲，工作狀況良好，性能穩(wěn)定，維修方便[1]。

當發(fā)動機氣缸的工作循環(huán)需要將氣門打開進行換氣時，發(fā)動機的曲軸通過正時齒形皮帶或者是鏈條帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動，凸輪軸的凸起部分頂起挺柱進而推動推桿一起上行，作用于搖臂上的動力使搖臂繞軸轉(zhuǎn)動，氣門打開。隨著凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，凸輪的凸起部分離開挺柱，在氣門彈簧的作用下氣門上行，關(guān)閉氣門?，F(xiàn)代轎車常見的正時傳動裝置分為齒形皮帶和鏈條傳動。

2 常見故障及排除方法

發(fā)動機在工作過程中，由于配氣機構(gòu)零件的磨損，降低了其工作性能，減少了氣門的開啟時間和最大開度，降低了發(fā)動機的充氣系數(shù)，導致其功率下降，油耗增加，甚至影響發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)與啟動。

2.1 氣門漏氣

氣門漏氣的故障現(xiàn)象是發(fā)動機啟動困難，啟動后冒白煙或黑煙，怠速不穩(wěn)，油耗增加，功率下降等，檢查時常用汽缸壓力表來進行檢測。檢測時某缸壓力低于規(guī)定值，可向該氣缸內(nèi)注入少量機油，再次檢測如果壓力不能回升，則可判斷氣門密封不嚴。

造成此現(xiàn)象的原因有：液壓機構(gòu)調(diào)整不當和氣門間隙過小，應按要求進行調(diào)整；氣門與氣門座密封不嚴。正常情況下，氣門與氣門座密封不嚴主要是因為燒損引起的。如果氣門出現(xiàn)起槽、麻點和斷線，則需要更換氣門與氣門座。如圖1、圖2所示。

圖1 拆下后的氣門

圖2 氣門表面麻點

在更換氣門與氣門座時，需要注意如下幾方面問題：一是更換過程中必須注意氣門的下陷深度。當將氣門放入氣門座以后，氣門頂面距氣缸蓋底面的距離不能小于1.5mm，如果下陷深度不足應用氣門鉸刀進行鉸削，否則氣門可能與活塞相撞，造成損壞。當氣門下陷深度達到要求后再進行氣門研磨。二是在研磨氣門的過程中一定要有耐心。研磨是否達到要求的檢驗方法是將氣門、氣門彈簧和氣門鎖瓣裝配到位以后，從相應的孔口倒入一定數(shù)量的煤油，5～10min內(nèi)不應有滲漏現(xiàn)象（倒入柴油則需要10min以上）。如果氣門研磨未達到要求，氣門與氣門座又會很快被燒損。有些車輛現(xiàn)在使用的缸蓋是一次成型，氣門座圈是無法更換的則需更換缸蓋總成[2]。

2.2 配氣相位失準

配氣相位失準主要是同步帶安裝位置不正確，或是由于同步帶齒形磨損引起滑轉(zhuǎn)，如遇到此類故障不是簡單的重新校對正時帶或鏈條就能解決問題的，因為正時不準會造成嚴重的后果，輕者頂彎氣門，重者造成發(fā)動機報廢。圖3為上海大眾途觀1.8T因為正時鏈條跳齒造成8個進氣門被頂壞。圖4為被頂后拆下的8個氣門。

圖3 損壞的進氣門

圖4 被拆下的氣門

2.3 氣門異響

氣門的異響包括氣門腳響、氣門挺柱響、氣門座響、氣門彈簧響、正時齒輪響、凸輪軸異響和液力挺柱響。因此在診斷與排除故障的過程中，要針對具體的故障部位，根據(jù)故障現(xiàn)象，分析故障原因，做出診斷與排除。

2.3.1 氣門腳響 發(fā)動機怠速時，氣缸蓋罩內(nèi)發(fā)出有節(jié)奏的“噠噠”聲，這種響聲隨轉(zhuǎn)速變化而變化，轉(zhuǎn)速升高，響聲增大；響聲與溫度無關(guān)，響聲不隨某缸斷火消失。

造成此現(xiàn)象的原因主要是氣門桿尾端與氣門間隙調(diào)整螺釘磨損、氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)逆i緊螺母松動、凸輪磨損或搖臂圓弧工作面磨損或氣門間隙調(diào)整不當。在診斷時，拆下氣缸蓋罩，檢查氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)逆i緊螺母是否松動；用適當厚度的厚薄規(guī)插入可疑的氣門腳與搖臂間，響聲消失即為該氣門間隙大，應進行相應的調(diào)整；檢查氣門桿尾部端面和調(diào)整螺釘?shù)哪p情況，必要時更換氣門或調(diào)整螺釘；檢查凸輪軸凸輪與搖臂圓弧工作面的磨損情況，視情況更換凸輪軸或搖臂。

2.3.2 氣門挺柱響 有節(jié)奏的輕脆“嗒、嗒、嗒”間響；怠速時響聲明顯，中速以上減弱或消失；溫度變化或作斷火試驗與響聲無關(guān)。

造成此現(xiàn)象的原因主要是挺柱與導孔配合松曠，當凸輪頂動挺柱時，橫向力使挺柱擺動，撞擊導孔而產(chǎn)生響聲；挺柱端頭磨損有溝槽；挺柱不能自由轉(zhuǎn)動；凸輪有線性磨損，頂動挺柱有跳動現(xiàn)象。在判斷某一挺柱響時，用鐵絲徑向鉤住有異響的挺柱，若響聲減弱或消失，即為該挺柱故障。發(fā)生這種響聲，可以繼續(xù)使用。

2.3.3 氣門座響 與氣門腳響聲相似，有節(jié)奏，但比其響聲大很多，發(fā)動機轉(zhuǎn)速一定時，響聲為忽大忽小的“嚓、嚓、嚓”聲；中低速運轉(zhuǎn)時響聲清晰，高速時響聲增大且變得雜亂；單缸斷火，響聲不變或有時更明顯；發(fā)動機低溫狀態(tài)或初發(fā)動時響聲易出現(xiàn)。

造成此現(xiàn)象的原因主要有：氣門座選用材料不當，氣門座圈粉末冶金質(zhì)量不佳，受熱后產(chǎn)生變形而松曠；鑲配時，氣門座圈和氣缸蓋氣門座圈座孔選擇過盈量不當造成松曠；氣門座圈鑲?cè)霘飧咨w氣門座圈座孔后，滾邊時沒有將座圈壓牢，在工作中受沖擊振動而松脫，導致與氣門座孔碰撞。診斷時，首先拆下氣門室蓋，如經(jīng)檢查不是氣門腳響和氣門彈簧響，即可以斷定為氣門座松脫響聲。分解配氣機構(gòu)后作進一步檢查，必要時鉸削氣門座圈座孔，更換松動的氣門座圈，并保證其壓入后有足夠的過盈量。

2.3.4 氣門彈簧響 怠速時有明顯的“嚓、嚓”的響聲；各種轉(zhuǎn)速均有清脆的響聲，拆下氣門室蓋更為明顯；數(shù)缸不工作，加速困難，多根氣門彈簧不良，機體振抖嚴重。

造成此現(xiàn)象的原因主要是氣門彈簧過軟或折斷。在診斷時，將氣門室蓋拆下來檢視，找出某缸后，用旋具撬住氣門彈簧，若彈簧折斷很明顯就可以看出，彈簧折斷應予以更換；仍用旋具撬住氣門彈簧，怠速運轉(zhuǎn)發(fā)動機，若響聲消失，即為該彈簧過軟，必須更換[3]。

2.3.5 正時齒輪響 該類響聲差異性較大，有的有節(jié)奏，有的無節(jié)奏，有的間歇響，有的連續(xù)響。怠速或轉(zhuǎn)速變化時，在正時齒輪蓋處發(fā)出雜亂而輕微的噪聲，當轉(zhuǎn)速提高后噪音消失，急減速時，此噪聲尾隨出現(xiàn)；且此響聲不受發(fā)動機溫度和單缸斷火試驗的影響。

造成此現(xiàn)象的原因主要是正時齒輪嚙合間隙不當；曲軸和凸輪軸中心線不平行，造成齒輪嚙合失常；更換曲軸和凸輪軸軸承后，改變了齒輪嚙合位置；凸輪軸正時齒輪固定螺母松動；凸輪軸正時齒輪齒折損。在診斷正時齒輪響時，應具體問題具體分析。發(fā)動機在怠速時，發(fā)出有節(jié)奏的輕微的“嘎拉、嘎拉”的響聲，中速時顯得突出，高速時聲音變得雜亂，嚴重時正時齒輪蓋有振動，此種情況為齒輪嚙合間隙過大；新車大修或更換正時齒輪后，如果發(fā)動機發(fā)出一種連續(xù)不斷的“嗷、嗷”聲，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高響聲越大，此種情況應判斷為齒輪嚙合間隙過小；齒輪嚙合不良引起的響聲，是類似“呼嘯”聲，響聲的大小隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化而變化；發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，發(fā)出有節(jié)奏的“哽、哽”響聲，發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高，響聲加大，此種響聲為齒輪嚙合不均的響聲；隨發(fā)動機運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生有節(jié)奏的清晰的撞擊聲，為正時齒輪個別齒損壞。

2.3.6 凸輪軸異響 在缸體側(cè)可聽到有節(jié)奏而較鈍的“嗒、嗒”聲；中速明顯，高速時響聲雜亂或消失；單缸斷火，聲響依舊。

造成此現(xiàn)象的原因主要是凸輪軸軸頸磨損，徑向間隙過大，與軸承間配合松曠；凸輪軸彎曲、扭曲變形；凸輪軸軸向間隙過大，產(chǎn)生軸向竄動。在診斷過程中，應檢查凸輪軸軸向間隙，如其軸向間隙過大，則應更換止推板；嚴重時，應更換凸輪軸。如凸輪軸軸向間隙正常，則表明有凸輪軸彎扭變形、此輪磨損或凸輪軸軸頸磨損等不良現(xiàn)象。此時，應分解配氣機構(gòu)，查明具體原因，視情況更換凸輪軸。

2.3.7 液力挺柱響 發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)有節(jié)奏的“嗒、嗒”聲；怠速時明顯，中速以上減弱或消失。

造成此現(xiàn)象的原因主要有：發(fā)動機機油油面過高或過低，致使有氣泡的機油進到液力挺柱中，形成彈性體而產(chǎn)生噪聲；機油壓力過低；由于機油泵、收集器損壞或破裂，使空氣吸到機油中去；液力挺柱失效[4]。針對液力挺柱響故障的診斷與排除過程是：檢查機油油面，視情況添加或排放，使油量正常；檢查機油壓力是否正常；檢查液力挺柱是否失效，具體方法是：啟動發(fā)動機，并使之運轉(zhuǎn)直到散熱器風扇運轉(zhuǎn)；將發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高到約2500r/min，并運轉(zhuǎn)2min，若液力挺柱還有噪聲，則拆檢；拆下氣缸罩蓋；旋轉(zhuǎn)曲軸，直到待查的挺柱凸輪向上；用楔形木棒或塑料棒向下壓下挺柱，氣門打開前，如果自由行程超過0.1mm，則應更換挺柱，換上新挺柱后，30min內(nèi)不得起動。

3 結(jié)語

綜上所述，發(fā)動機配氣機構(gòu)的組成部件結(jié)構(gòu)比較簡單、維修方便，但由于各種原因引發(fā)的常見故障種類較多、現(xiàn)象各異，因此在發(fā)動機配氣機構(gòu)故障診斷與排除的過程中，應針對具體現(xiàn)象對可能存在的原因進行分析，并通過相應的檢測操作進行診斷，再根據(jù)診斷結(jié)果對故障部位視情況進行檢修。

[1]崔樹平.汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修[M].武漢：武漢理工大學出版社,2008.

[2]湯定國.汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修[M].北京：人民交通出版社,2005.

[3]陳文華.汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修[M].北京：人民交通出版社,2001.

[4]王福忠.發(fā)動機配氣機構(gòu)的故障與排除[M].北京：中國勞動社會保障出版社,2004.

（責任編輯 劉紅）

Common Failure Diagnosis and Elimination for Valve-train Gasoline Engine

WANG Jian-guo
(Taizhou CCP Organization Department, Taizhou Jiangsu 225300, China)

Valve mechanism is a device to control the intake and exhaust system. Its performance and working status directly affect some important parameters, such as the mixture concentration, volumetric efficiency, and engine working conditions, etc. This paper summarizes the function of valve- train gasoline engine and common fault phenomena, analyzes the reasons, and proposes fault diagnoses and elimination methods.

valve mechanism;fault diagnosis;eliminate

U472

B

1671-0142（2014）04-0060-03

王建國（1972-），男，河南遂平人.