气门异响与凸轮型线的关系
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利用TQC原理解决摩托车发动机凸轮轴磨损摘要:本文针对市场反馈发动机凸轮轴磨损现象,利用TQC原理,从几方面排除与查找产生发动机凸轮轴早期磨损的原因,对分析因素做实际验证,证明了磨损的主要原因为凸轮材质的选用欠佳及配偶件摇臂的精度不良导致。
关键词:TQC;凸轮轴;摇臂;异常磨损;工艺改善;验证前言:凸轮轴是发动机配气机构中的主要零件,它的主要作用是保证进排气阀按照一定的时间开启和关闭。
凸轮在工作过程中除受到一定的弯曲和扭转载荷外,主要是凸轮的型线表面承受交变的挤压应力和配偶的摇臂的相互运动摩擦。
凸轮轴的主要失效型式是凸轮表面因交变挤压应力作用产生的麻点或表面剥落现象。
所以要求凸轮轴具有较好的强度和刚度意外,更主要的是具有良好的耐接触和耐磨损性能。
搭载L YM149MG发动机的T110弯梁摩托车曾经荣获2007年度中国弯梁车年度车型,在摩托车领域享有较高的声誉,随着产量的不断扩大,市场反馈一定数量的发动机出现气缸头异响、凸轮轴和摇臂磨损异常的现象,影响到整车销售和企业的形象。
1.现状把握:对市场反馈做统计,故障发生期都为车辆行驶里程7000km以内,属于早期磨损。
2.原因查找与分析针对凸轮轴早期磨损实施市场调查和要因讨论,按照TQC的原理,从人、机、料、法、环五个方面逐一进行排查分析:人方面主要是检查:用户日常维护不当和使用劣质机油油品,通过市场用户走访,确定不是要因;机方面主要是检查:凸轮、摇臂加工不良、凸轮、摇臂热处理金相组织不良、机油泵工作不良和油道堵塞,通过调查分析、试验再现和用户跟踪,发现凸轮和摇臂表面粗糙度检查,摇臂R面的直线度、平行度调查显示直线度超差会引起接触比压加大,易导致磨损故障发生;料方面主要是检查:材质选用不良、缸头加工精度平行度差和气门弹簧弹力超大,发现凸轮材质有差异,不一样的材质使用的热处理方式导致金相硬度的不同,对耐磨性影响较大;法方面主要是检查:未按照作业要求调整正时、气门间隙和油封装配不良,导致供油压力不足,未发现成因;环方面主要是检查:气候湿度较大、寒冷地区温差大,未发现成因。
汽车维修工高级理论知识模拟试题与答案一、单选题(共80题,每题1分,共80分)1、安装好AJR型发动机凸轮轴后,发动机约()πιin之内不得启动。
A、20B、30C、40D、50正确答案:B2、若发动机曲轴主轴承响,则其响声随发动机转速的提高而()。
A、先增大后减小B、减小C、增大D、先减小后增大正确答案:C3、空气压缩机的装配中,组装好活塞连杆组,使活塞环开口相互错开()。
A、90°B、180°C、60°D、30°正确答案:B4、电控发动机故障征兆模拟试验法包括()。
A、加热法B、简单仪表诊断C、随车故障自诊断D、专用诊断仪器诊断正确答案:A5、制动气室外壳出现(),可以用敲击法整形。
A、凸出B、凹陷C、裂纹D、以上均正确正确答案:B6、转向传动机构的横,直拉杆的球头销按顺序装好后,要对其进行()的调整。
A、预紧度B、间隙C、测隙D、紧固正确答案:A7、蒸发器控制阀损坏或调节不当,会造成()。
A、系统太冷B、操纵失灵C、系统噪声大D、冷空气不足正确答案:D8、偶发故障,可以模拟故障征兆来判断()部位。
A、工作B、故障C、工作.故障均对D、工作.故障均不正确正确答案:B9、空调压缩机油与氟利昂R12()。
A、完全不容B、完全溶解C、溶解度较小D、溶解度较大正确答案:B10、下列关于自动变速器驱动桥中各总成的装合与调整中说法错误的是()oA、用扭力扳手转动输出轴,检查输出轴的转动扭矩,此时所测力矩是开始转动所需的力矩B、将输出轴.轴承及调整垫片装入驱动桥壳体内,以专用螺母作为压装工具将输出轴齿轮及轴承压装到位C、把百分表支架装在驱动桥壳体上,使百分表触头对着输出轴中心孔上粘着的钢球,用专用工具推.拉并同时转动输出轴,将输出轴轴承装合到位D、输出轴和齿轮总成保持不动(可用2个螺钉将一扳杆固定在输出轴齿轮上),装上输出轴垫圈和螺母,按照规定力矩拧紧正确答案:An、制动性能台试检验的技术要求中,对于机动车制动完全释放时间对单车不得大于()s。
雅马哈天剑气门响的解决方案一、调整气门间隙气门间隙是指气门与气门座之间的间隙。
如果气门间隙过大,会导致气门响动,进而影响发动机的性能。
因此,我们需要定期调整气门间隙。
调整气门间隙的方法是:松开气门调整螺钉的锁紧螺母,轻轻转动调整螺钉,使螺钉前端与气门杆间隙对准,然后锁紧螺母。
二、检查气门弹簧气门弹簧的作用是保证气门的正确复位。
如果气门弹簧老化或损坏,会导致气门不能正确复位,进而产生异响。
此时,我们需要检查气门弹簧的状况,如有损坏,需更换新的弹簧。
三、更换气门油封气门油封的作用是防止机油进入燃烧室。
如果气门油封老化或损坏,会导致机油进入燃烧室,影响发动机的性能。
此时,我们需要更换新的气门油封。
四、调整正时链条正时链条的作用是驱动气门的开闭。
如果正时链条松动或磨损,会导致气门的开闭时机不正确,进而产生异响。
此时,我们需要调整正时链条的松紧度,或更换新的链条。
五、清理气门积碳气门积碳是指燃烧室内的积碳附着在气门上。
如果气门积碳过多,会导致气门关闭不严,进而产生异响。
此时,我们需要清理气门积碳。
清理方法可以是机械清理或化学清理。
六、检查气门摇臂气门摇臂的作用是驱动气门的开闭。
如果气门摇臂磨损或松动,会导致气门的开闭时机不正确,进而产生异响。
此时,我们需要检查气门摇臂的状况,如有损坏或松动,需更换或紧固。
七、更换气门盖垫片气门盖垫片的作用是密封燃烧室。
如果气门盖垫片老化或损坏,会导致燃烧室内漏气,进而产生异响。
此时,我们需要更换新的气门盖垫片。
八、润滑气门导管气门导管的作用是引导气门的运动。
如果气门导管润滑不良或磨损,会导致气门的运动受阻,进而产生异响。
此时,我们需要润滑气门导管,或更换新的导管。
九、检查气门挺杆气门挺杆的作用是驱动气门的开闭。
如果气门挺杆磨损或松动,会导致气门的开闭时机不正确,进而产生异响。
此时,我们需要检查气门挺杆的状况,如有损坏或松动,需更换或紧固。
十、更换气门弹簧座气门弹簧座的作用是支撑气门弹簧。
气门升程曲线摘要:1.气门升程曲线的定义和作用2.气门升程曲线的类型和特点3.气门升程曲线的设计和优化4.气门升程曲线在发动机性能中的影响正文:一、气门升程曲线的定义和作用气门升程曲线是描述发动机气门在运动过程中,气门开启程度与曲轴转角之间关系的曲线。
气门升程曲线对于发动机的性能和燃油经济性具有重要影响,因为它决定了气门在燃烧过程中的开启时间和升程大小。
气门升程曲线可以分为进气门升程曲线和排气门升程曲线。
二、气门升程曲线的类型和特点根据气门升程的变化规律,气门升程曲线可以分为以下几种类型:1.线性型:气门升程随曲轴转角的增加而均匀增加,这种类型的气门升程曲线结构简单,适用于低速发动机。
2.凸轮型:气门升程随曲轴转角的增加而快速增加,然后在达到最大升程后缓慢增加。
这种类型的气门升程曲线可以在高速时提供较大的气门开口,以提高发动机的性能。
3.阶梯型:气门升程随曲轴转角的增加而分阶段增加,这种类型的气门升程曲线可以在不同的转速下提供最佳的气门开口,以兼顾发动机的低速和高速性能。
三、气门升程曲线的设计和优化气门升程曲线的设计需要考虑以下几个方面:1.发动机的性能要求:根据发动机的用途和性能要求,确定气门升程曲线的类型和特点。
2.气门和凸轮的尺寸和材料:根据气门和凸轮的尺寸和材料,确定气门升程曲线的形状和参数。
3.发动机的转速范围:根据发动机的转速范围,设计和优化气门升程曲线,以实现最佳的性能和燃油经济性。
四、气门升程曲线在发动机性能中的影响气门升程曲线对发动机性能的影响主要体现在以下几个方面:1.发动机的功率和扭矩:气门升程曲线的优化可以提高发动机的功率和扭矩输出,从而提高发动机的性能。
2.发动机的燃油经济性:通过优化气门升程曲线,可以降低发动机在低速时的燃油消耗,提高燃油经济性。
汽修高级工考核指导第三单元发动机故障诊断与排除您的姓名: [填空题] *_________________________________1.发动机磨损或调整不当引起的异响属于( )异响。
[单选题] *A.机械(正确答案)B.燃烧C.空气动力D.电磁2.在发动机进气口、排气口和运转中的风扇处的响声属于( )异响。
[单选题] *A.机械B.燃烧C.空气动力(正确答案)D.电磁3.汽油机点火过早异响的现象是( )。
[单选题] *A.发动机温度变化时响声不变化B.单缸断火响声不减弱C.发动机温度越高、负荷越大,响声越强烈(正确答案)D.变化不明显4.汽油机点火过早发出异响的原因有( )。
[单选题] *A.凸轮轴和曲轴两中心线不平行B.发动机温度过高(正确答案)C.发动机进气不足D.点火线圈温度过高5.下列属于发动机曲轴轴承异响的原因是( )。
[单选题] *A.曲轴有裂纹B.曲轴弯曲(正确答案)C.气缸压力低D.气缸压力高6.若发动机曲轴轴承异响,则其响声随发动机转速的提高而( )。
[单选题] *A.减小B.增大(正确答案)C.先增大后减小D.先减小后增大7.若发动机连杆轴承异响,响声会随发动机负荷增加而( )。
[单选题] *A.减小B.增大(正确答案)C.先增大后减小D.先减小后增大8.发动机活塞敲缸异响发出的声音是( )声。
[单选题] *A. “铛铛”B. “啪啪”C. “嗒嗒”(正确答案)D.“噗噗”9.下列不是发动机活塞敲缸异响的原因的是( )。
[单选题] *A.活塞与气缸壁间隙过大B.活塞裙部磨损过大或气缸严重失圆C.轴承和轴颈磨损严重(正确答案)D.连杆弯曲、扭曲变形10.发动机活塞销异响的原因是( )。
[单选题] *A.活塞销与活塞上的销座孔配合松旷(正确答案)B.连杆弯曲、扭曲变形C.连杆轴承盖的连接螺纹松动D.活塞销质量差11.发动机活塞销异响是一种( )的响声。
[单选题] *A.无节奏B.浑浊的有节奏C.钝哑无节奏D.有节奏的“嗒嗒”(正确答案)12.发动机气门座圈异响比气门异响稍大并呈( )的“嚓嚓”声。
异响的种类及产生原因电控发动机和传统发动机一样,随着汽车行驶里程的增加和使用维护不当,或者是修理装配质量不高等,同样会使发动机发生异响故障。
由于现代汽车制造水平的提高,发动机异响故障的故障率很低,异响的种类也大为减少,异响的范围越来越集中。
主要异响有爆燃、漏气、断环、活塞烧顶等。
对电控发动机来说,除这些相同的故障外,随着发动机结构的不断改进,也有一些新的故障产生。
这些故障有:液压挺杆响,正时带异响或正时链条异响;气门弹簧异响;进气正时自动控制机构异响;大量积炭造成发动机高速运转时气门异响等。
(1)发动机液压挺杆异响。
目前汽车发动机配气机构中,普便采用液压挺杆技术。
液压挺杆一方面可以自动消除气门间隙,降低由于磨损造成气门间隙过大出现的气门异响。
另一方面也可以使发动机在运转过程中始终保持良好的气门间隙,保证气门的气密性,增加发动机稳定工作时间。
液压挺杆的工作主要依靠机油压力、挺杆体与座孔间隙。
气门杆与挺杆间隙及挺杆内止回球阀。
液压挺杆刚开始工作时,由于腔内无油压,故挺杆杆塞处在最底部,挺杆与气气门间隙较大,气门产生短时异响。
随着发动机的运转,在机油压力的作用下,挺杆内杆塞腔内充注油液,杆塞下行,挺杆有效工作长度增加,气门间隙减小。
由于挺杆内杆塞所产生的力较小,不能产生压缩气门弹簧的力量,所以当挺杆与气门间隙达到很小时,挺杆不再运动。
同时又因挺杆内止回球阀的作用,挺杆杆塞腔内的油压不能迅速排出,使得杆塞保持在原位不动并维持原有长度形成刚性,从而推动气门打开。
随着发动机的运转,气门间隙保持一定间隙,消除了气门异响。
1)单一挺杆异响。
这种故障多是单一液压挺杆工作不良或气门杆弯曲造成的,如果响声过大,还会造成发动机怠速工作时运转不平稳。
在诊断这种故障时可采用真空表检查发动机怠速运转时进气系统的真空度和用气缸压力表检查发动机气缸压力的方法来诊断。
当真空表摆幅大于5kPa或气缸单缸压力过低或过高时,说明该缸进气挺杆或排气挺杆存在故障。
一、柴油机凸轮轴定义与应用船舶柴油机中的凸轮轴是仅次于曲轴轴系的重要基础轴类传动部件,凸轮轴的组成主要由进排气凸轮、偏心轮、支承轴颈、以及凸轮轴驱动齿轮等组成;凸轮轴主要作用是控制柴油机进气阀、排气阀的开合动作,喷油器起喷正时,以及空气分配器的驱动,附加带动调速器等其他附件的传动轮做同步运动,为燃烧室正常工作提供先决条件[1]。
二、引起船用柴油机凸轮轴系统故障的主要原因凸轮轴故障现象主要有凸轮轴工作面点蚀、磨损、塑性变形,凸轮轴表面裂纹和凸轮轴整体弯曲变形等,而引起凸轮轴故障有多种原因,现总结归纳船用凸轮轴故障原因主要从三个重要环节进行原因分析:第一方面是从加工制造环节和凸轮轴结构形式的选用进行分析。
图1 凸轮轴剖视图众所周知,凸轮,见图1,应该保证具有很高的轮廓精准度,相位角度、良好的耐磨性、工作表面较小的表面粗糙度以及足够的刚度和抗冲击能力。
第二方面是从安装环节进行分析,为保证凸轮轴在整个柴油机系统中能够可靠工作,安装工艺同样不可忽视,凸轮轴各配合部件要严格按照柴油机技术规格书中凸轮轴规定的装配尺寸公差来进行安装,比如:止推片调整轴向间隙;力矩扳手按标准值紧定螺栓;确保齿轮和凸轮轴锥面清洁和干燥;凸轮轴转速正时轮附件齿后的第一个齿的中心线应准确对准主转速正时传感器的中心线;安装凸轮轴时曲轴和凸轮轴正时定位销的找正方法。
第三方面是从凸轮轴日常管理进行分析,柴油机管理人员落实检查制度不到位,仅仅存在于检查燃油、滑油、冷却水、更换滤芯滤器、各油路水路阀门位置、主机系统供电等日常启机环节,对凸轮轴道门盖内部情况长时间疏于观察。
所以一旦出现柴油机动力衰减伴随油耗增加因凸轮轴导致此现象时,往往更换意义大于修复。
原因还有以下方面:(1)故障原因判断失误或者仅调整气阀间隙和喷油正时后继续使用,凸轮表面长时间工作加剧磨损。
(2)在润滑系统原因的情况下,因为凸轮轴部位基本处于在整体润滑系统中较为劣势的位置,即使是进行设计的液体动压润滑机构,在启动、停车或载荷剧烈变动时,也会短时间处于局部边界摩擦状态[2]。
柴油机常见异响的判断与排除一、概述柴油机的运转声能够反映出其技术状况。
柴油机正常运转时,其声音是有节奏的、均匀的排气声和轻微的噪声,具有一定的规律性。
当柴油机零件因磨损松旷或因修理时调整不当,破坏了配合副的间隙,就会出现异常响声,如不正常的敲击声、放炮声等。
因此,根据故障现象分析异响产生的原因,找出异响存在的部位,以便及时采取有效措施,予以排除。
在柴油机运转过程中,不同的零件、不同的部位和不同的工况(转速、负荷、温度),其声源所产生的振动是不同的。
因而发出的异响在声音、出现的位置和频率等方面是有所区别的,我们可据此进行分析和判断。
柴油机的常见异响主要有机械异响和燃烧异响。
机械异响如活塞敲缸、曲轴轴承松旷等,主要是因运动副配合间隙不当或配合面发生损伤,使运转中引起冲击和振动所造成;燃烧异响主要是由于柴油机不正常燃烧造成。
二、常见异响的判断与分析柴油机的常见异响主要有活塞运动部位异响、气门处异响、轴承异响、正时齿轮异响、燃烧异响等。
1.活塞敲缸响活塞敲缸响的主要特点是:柴油机在怠速或低速运转时,在汽缸的上部发出清晰而明显的“嗒、嗒”的敲击声,随着转速的升高而逐渐减弱或消失。
一般情况下,这种响声冷车时明显,热车时减弱或消失。
造成活塞敲缸响的主要原因是活塞与汽缸套配合间隙太大、活塞与汽缸套间润滑条件较差及活塞失圆等。
先在柴油机低温下判断,在怠速或低速下找出响声明显的转速,然后缓慢加速至中速以上,若响声减弱或消失,可断定为活塞敲缸。
当柴油机冷却水温度达正常状态时,使柴油机在响声明显的转速下稳定运转,若响声减弱或消失,可断定为因活塞与汽缸套间隙过小引起的活塞敲缸,否则为活塞与汽缸套间隙过大引起的异响。
若敲击声出现在汽缸上部,且机油压力正常,可采用停缸法逐缸检查,以便找出活塞敲缸的具体位置。
活塞顶汽缸盖,此时多系气门与活塞顶相撞,在汽缸盖与机体结合处,能听到金属撞击声。
响声多在柴油机高速运转时出现,且响声严重。
一.配气凸轮优化设计1.1配气凸轮结构形式及特点配气凸轮是决定配气机构工作性能的关键零件,如何设计和加工出具有合理型线的凸轮轴是整个配气系统设计中最为重要的问题。
对内燃机气门通过能力的要求,实际上就是对由凸轮外形所决定的气门升程规律的要求,气门开启迅速就能增大时面值,但这将导致气门机构运动件的加速度和惯性负荷增大,冲击、振动加剧、机构动力特性变差。
因此,对气门通过能力的要求与机构动力特性的要求间存在一定矛盾,应该观察所设计发动机的特点,如发动机工作转速、性能要求、配气机构刚度大小等,主要在凸轮外形设计中兼顾解决发动机配气凸轮外形的设计也就是对凸轮从动件运动规律的设计。
从动件升程规律的微小差异会引起加速度规律的很大变动,在确定从动件运动规律时,加速度运动规律最为重要,通常用其基本工作段运动规律来命名,一般有下面几种:1.1.1等加速凸轮等加速凸轮的特点是其加速度分布采取分段为常数的形式,其中又可分为两类,一类可称为“正负零型”,指其相应的挺柱加速度曲线为正一负一零:另一类可称“正零负型”,指其加速度曲线为正一零一负。
当不考虑配气机构的弹性变形时,对最大正负加速度值做一定限制且在最大升程、初速度相同的各种凸轮中,这种型式的凸轮所能达到的时面值最大。
等加速型凸轮常常适用于平稳性易保证,而充气性能较差的中低速柴油机中。
但就实际情况而言,配气机构并非完全刚性,等加速凸轮加速度曲线的间断性必然会影响机构工作平稳性,在高速内燃机中一般不采用等加速型凸轮[9]1.1.2组合多项式型组合多项式型凸轮的基本段为一分段函数,它由几个不同的表达式拼接而成。
通过调整各段所占角度及函数方程,获得不同斜率的加速度曲线。
组合多项式型凸轮时面值大,而且能够方便地控制加速度变化率及确保正、负加速段间的圆滑过渡,可以较好地协调发动机充气性能及配气机构工作平稳性的要求⑺。
由于凸轮从动件运动规律由若干函数组成,在各段间联结点处不易保证升程规律三阶以上导数的连续性,可能会影响配气机构工作的平稳性,组合多项式型凸轮主要应用在要求气门时面值大和较好动力性能的情形。
气门常见损伤及原因分析气门是内燃机发动机中的重要部件之一,主要作用是控制进出气道的开闭,以便实现气缸内部燃烧室的气体进出。
由于气门的工作环境非常恶劣,经常承受高温高压的气体冲击,加之发动机运转时的振动、燃烧气体的腐蚀等因素,容易导致气门损伤。
下面将介绍气门常见的损伤类型及其原因分析。
1. 气门磨损:气门经过长时间的运转后,由于气门与座圈以及凸轮接触时的摩擦,会导致气门磨损。
通常表现为气门控制开关不灵活、噪音增大等现象。
气门磨损的主要原因有以下几点:a. 润滑不良:润滑油的质量差、油路阻塞等问题会导致气门磨损。
b. 过高温度:发动机运转时,由于高温会使气门变形,从而增加气门摩擦。
c. 使用时间过长:长时间的使用会加速气门的磨损。
2. 气门腐蚀:发动机的燃烧气体中带有一定的酸性物质,长期接触会导致气门表面发生腐蚀。
气门腐蚀的主要原因有以下几点:a. 燃料不洁净:燃油和空气中的杂质会加速气门腐蚀。
b. 机油质量差:机油中的杂质和腐蚀性物质会导致气门腐蚀。
c. 长时间不更换机油和滤清器:机油和滤清器的寿命有限,在使用时间过长后会导致机油和滤清器性能下降,进而导致气门腐蚀。
3. 气门断裂:气门在长时间的高温高压环境下,容易发生金属疲劳断裂。
气门断裂的主要原因有以下几点:a. 高温高压影响:气门在高温高压的环境下工作,长时间的高温高压会导致金属疲劳断裂。
b. 振动影响:发动机运转时的振动会进一步加速气门的疲劳断裂。
c. 不合适的材料选择:如果选择的气门材料不合适,质量不过关,也容易导致气门断裂。
4. 气门卡涩:气门在长时间的使用后,容易出现卡涩现象。
这是因为气门与座圈、导杆等部件的摩擦会产生金属碎屑或积碳,使气门无法正常开闭。
气门卡涩的主要原因有以下几点:a. 润滑不良:润滑油的污染、不足等问题会导致气门卡涩。
b. 进气道积碳:燃烧产生的积碳会附着在气门和座圈上,影响气门的开闭。
c. 摩擦材料不适应:如果摩擦表面的材料不匹配,容易产生摩擦,进而导致气门卡涩。
发动机气门异响的原因及解决方法说明发动机气门异响是指发动机工作时,气门部分产生异常声音。
这种声音通常是由气门撞击或摩擦引起的,可能会引起发动机性能下降、燃油消耗增加、发动机故障,甚至导致发动机无法正常工作。
下面将说明一些常见的发动机气门异响原因及其解决方法。
1.异常气门间隙:气门间隙是指气门与气门座之间的间隙。
当气门间隙过大或过小时,气门和气门座之间的摩擦会导致异响。
解决方法是定期检查和调整气门间隙。
2.气门松动:气门松动是指气门杆或气门弹簧出现松动,造成气门在工作时产生撞击声。
解决方法是更换损坏的气门杆或气门弹簧。
3.沉积物堆积:长期使用低质量的燃料或油品,以及未及时更换机油和滤清器,会导致发动机内部的沉积物堆积,增加气门与气门座之间的摩擦。
解决方法是定期更换高质量燃料和机油,以及定期清洗发动机内部。
4.气门承块损坏:气门承块是连接气门杆和气门弹簧的零件,如果气门承块损坏或磨损,会导致气门间隙不正常,引起异响。
解决方法是更换损坏的气门承块。
5.缺乏润滑:发动机润滑不良或缺乏润滑油,会导致气门与气门座之间的摩擦增大,引起异响。
解决方法是定期检查并更换润滑油,并确保润滑系统正常工作。
6.气门折弯:在发动机过热或发生进气冲击时,气门可能会折弯或变形,导致异响。
解决方法是检查和更换折弯或变形的气门。
7.气门导管磨损:长期使用低质量的燃料或机油,以及缺乏定期保养,会导致气门导管磨损,引起异响。
解决方法是定期更换高质量燃料和机油,并定期进行发动机保养。
在解决发动机气门异响时,建议寻求专业技术人员的帮助。
他们可以进行详细的检查和诊断,以确认问题的原因并提供恰当的解决方法。
此外,定期进行发动机维护和保养工作,包括更换燃油、机油、滤清器等,可以有效预防和减少气门异响的发生。
气门传动组零件磨损配气相位的变化规律是
气门传动组零件磨损会导致配气相位的变化,变化的规律可以总结为以下几点:
1. 气门磨损:气门磨损会导致气门的间隙变大,使气门关闭的时间延迟。
这将导致进气阀关闭时间减少,排气阀关闭时间延长,从而使得进气相位提前,排气相位推迟。
2. 气门座磨损:气门座磨损会导致气门升程减小,进而使得气门关闭时间提前。
这将导致进气相位延迟,排气相位提前。
3. 凸轮轴磨损:凸轮轴磨损会导致凸轮的形状变化,进而改变了凸轮轴的工作轮廓。
具体的变化规律是进气相位提前,排气相位推迟。
总的来说,气门传动组零件磨损会导致配气相位的变化,其变化规律与具体磨损的零件有关。
不同的磨损情况会产生不同的影响,使得进气相位和排气相位发生提前或延迟的变化。
气门异响与凸轮型线的关系
颜景操
(一汽海马动力有限公司海口)
摘要:讨论了气门异响问题与凸轮型线的关系。
HM479Q-B发动机在前期开发过程中出现了气门异响的问题。
本文详细描述了气门异响问题的解决过程,并分析讨论了有可能产生气门异响问题的几种因素,包括凸轮粗糙度、气门压装变形及凸轮型线缓冲段截止位置气门升程和挺杆速度等。
通过以上试验,增加了在凸轮轴设计方面数据的积累。
关键词:气门异响气门间隙气门压装凸轮粗糙度凸轮轴型线
引言
由于HM479Q-B是我司首次自主研制的一款发动机,开发中出现了气门异响的问题,在解决过程中,对有可能产生气门异响问题的各种因素(凸轮粗糙度、气门压装变形、凸轮轴型线)进行了分析并试验验证,最后找出气门异响与凸轮轴型线缓冲段截止点气门升程及挺杆速度之间存在的关系,为凸轮轴设计提供了宝贵的经验。
1、气门异响的发现
气门异响的现象:在怠速时,在气门室侧能清晰地听到有节奏的“嗒、嗒、嗒”响声,转速提高,响声也随之增长。
海马对气门异响有严格的检查标准,根据噪声大小,发动机异响分为A、B、C、D、E等级别,发动机热试中,车间操作人员需要对发动机进行检测并作出评定,只有C级以上的发动机才能判为合格。
08年6月,装配了60台发动机,热试过程中,发现有30台存在气门异响问题,检验人员判定噪声等级为D或E级,即发动机下线合格率只为50%。
2、原因分析
1)是否与凸轮轴的凸桃粗糙度有关:我司凸轮轴产品研制中取消了磷化处理的工艺要求,但是对于凸桃粗糙度的要求没有提高,仍然为Ra0.6,对比其他发动机厂家凸轮轴产品,不做磷化处理的凸桃粗糙度要求均提高到Ra0.2。
2)是否与气门压装变形有关:在对一台异响的HM479Q发动机进行分解后,发现气门弯曲的现象,由于不存在活塞碰气门的问题,装机气门为合格产品也就不存在气门本身弯曲的问题,最后分析确认是气门压装过程中,有压弯的可能,这是不是造成气门异响的原因?
3)是否与凸轮轴设计有关:HM479Q-B是在HM479Q发动机上衍生出来另一款机型,除了是否组装VVT以外,配气机构上只存在着凸轮轴的区别,其余均为共用件。
3、试验验证
1)为验证气门异响是否与凸轮轴的凸桃粗糙度有关,我司请供应商按照我们的要求,试制了两套凸轮轴:①经磷化处理,磷化前凸桃粗糙度要求为Ra0.6;
②取消磷化处理,凸桃粗糙度要求为Ra0.4.
为确保试验的准确性,我们抽了一台存在气门异响的发动机,按照同样的气门间隙标准进行调整,在同一热试台上热试,请同一检验人员对异响等级进行判定,对应三种状态的凸轮轴(①经磷化处理,磷化前凸桃粗糙度要求为Ra0.6;
②取消磷化处理,凸桃粗糙度要求为Ra0.4;e取消磷化处理,凸桃粗糙度要求为Ra0.6。
)判定结果均为D级。
则得出结论:凸桃表面磷化处理或粗糙度改为R0.4对异响没有改善。
2)为验证气门异响是否与气门压装变形有关,在对气门压装设备进行了改善,提高了压装的稳定性后,组装了50台套新的缸盖总成用于更换39台存在气门异响的发动机上的缸盖总成。
本次试验,为同时验证调小气门间隙是否对异响有所改善,且排除人为因素对判定结果产生的影响,特别安排热试线4名异响判定人员全部参与评定,前边组装的14台发动机气门间隙按照进气:0.15±0.03mm,排气:0.19±0.03mm;后边25台气门间隙按照进气:0.22±0.04mm,排气:0.31±0.04mm调整。
经过试验得出一下结论:
①更换新的缸盖总成后,有两台发动机(其中一台为气门间隙调小后发动机)异响改判为合格。
则气门压装变形只是产生气门异响的一个原因,并非主要原因。
②气门间隙调小后,发动机异响有所改善,但进气负压全部不合格,影响发动机性能。
③判定人员判定结果基本相同,则解决气门异响问题还是需要从根本上去除病因。
3)为验证气门异响是否与凸轮轴设计有关,请供应商按照我们给定的方案(KS1002),制作了55台套凸轮轴样件,更换在原气门异响等级为E的发动机上,热试判定结果显示异响均有所改善,基本都达到D级以上。
看来继续优化凸轮轴型线是改善气门异响的一个方向。
于是又请供应商按照我们给定的两种方案B3和B32各制作了10台套的凸轮轴,试验后,确认异响均有改善,其中B32方案效果更佳。
但是装机时发现此方案的凸轮轴对进气负压有影响,导致性能下降,如果气门间隙按照进气:0.27±0.05、排气:0.35±0.05调整,进气负压恢复正常,可异响改善效果又降低,最终也都被放弃。
再次请供应商按照我们给定的方案(B4)制作了5台套的凸轮轴,试验后,确认异响有重大改善,异响等级均为C,且通过台架试验,确认性能没有降低。
至此,479Q-B发动机气门异响问题得到了解决。
4、理论分析
对后来试验的4种凸轮型线与最初采用的凸轮型线进行对比,发现后四种凸轮型线缓冲段截止点气门升程值均比最初的要高。
表一各方案凸轮型线缓冲段截止点气门升程值(mm)对比进气凸轮轴初定方案KS1002方案B32方案B3方案B4方案
开启侧0.220.310.330.310.31
关闭侧0.220.350.370.350.35排气凸轮轴初定方案KS1002方案B32方案B3方案B4方案开启侧0.300.380.400.380.38
关闭侧0.300.420.440.420.42
查看相关凸轮设计资料,发现设计凸轮缓冲段时,对缓冲段全升程的选定是比较关键的,选定必须考虑到配气机构的弹性变形。
如果将配气机构当做完全刚性的,则当挺杆升程等于气门间隙时,气门间隙就会消失,气门即行开启。
因此,只要取缓冲段全升程等于气门间隙,就可使缓冲段终点恰好对应于气门开启点。
分析最初采用的凸轮型线正是这样选取的。
但是,实际的配气机构存在着弹性变形,因此当气门间隙刚消失时,气门并不马上开启,而是仍保持一段时间的静止,直到气门所受的向下作用力超过向上作用力时,气门才会开启。
气门所受的向上作用力为气门弹簧预紧力和缸内燃气对于气门的作用力(对进气门可以忽略,对排气门必须考虑)。
由此可知,如果按照刚性设计那样选取缓冲段全升程等于气门间隙,则气门将不是在缓冲段终端开启,而是滞后到基本段中的正加速段开启,这样很容易行成气门加速度的一个高峰并随之引起加速度曲线的较大波动,这对平稳性是不利的,而且会产生气门异响。
但是为什么设计的“KS1002”、“B32”、“B3”方案的凸轮型线没有解决气门异响的问题呢?这三种方案缓冲段全升程高度已经按照配气机构为弹性变形设计。
这又和缓冲段末端的挺杆速度有关,因为此速度过大会导致气门运动不平稳及落座速度过大,速度过小则会减小时间断面,对充气性能不利,并且会造成缓冲段升程变化过于平缓,使气门开启时刻产生较大变化。
表二各方案凸轮型线缓冲段截止点挺杆速度(mm/deg)对比进气凸轮轴初定方案KS1002方案B32方案B3方案B4方案开启侧0.02010.02010.01050.01050.0201
关闭侧0.02010.02010.01050.01050.0201排气凸轮轴初定方案KS1002方案B32方案B3方案B4方案开启侧0.02010.02010.01050.01050.0201
关闭侧0.02010.02010.01050.01050.0201
表三483Q、484Q、474Q、474Q-B凸轮型线缓冲段截止点挺杆速度(mm/deg)对比进气凸轮轴483Q484Q474Q474Q-B
开启侧0.01810.02010.01750.0176
关闭侧0.01510.02010.01750.0176
排气凸轮轴483Q484Q474Q474Q-B
开启侧0.01510.02010.01760.0176
关闭侧0.01820.02010.01760.0176
确认凸轮轴顶置直驱气门式汽油机配气凸轮缓冲段末端的挺杆速度可在0.015~0.021附近选取。
5、结论
1)凸轮表面是否磷化及粗糙度提高对气门异响没有影响。
2)气门压装时需要保证其不变形,变形过大会导致气门异响。
3)凸轮设计时需要将配气机构按照弹性变形考虑,缓冲段设计对配气机构稳定性很重要,缓冲段全升程值要比气门间隙大一点,确保气门开启是在缓冲段等速段中。
还要考虑缓冲段截止时速度,来保证气门运动平稳及良好的充气性能,根据HM各系列发动机配气机构数据,认为凸轮轴顶置直驱气门式汽油机配气凸轮缓冲段末端的挺杆速度可在0.015~0.021mm/deg附近选取。
参考文献
【1】尚汉冀,内燃机配气凸轮机构——设计与计算,上海复旦大学出版社,1988年。