配氣機構是發動機的重要組成部分,配氣機構工作的可靠性,對發動機動力性能和經濟性能影響很大,配氣機構的響聲直接反映其工作的可靠程度。響聲越大,其可靠程度越差。
配氣機構在工作中,由于各機件間的接觸和磨擦,往往伴隨出現噪音或輕微的響聲,這些噪音或輕微的響聲,一般為使用技術條件所允許,不會對發動機正常工作造成影響。如果產生的聲響增大,變成了敲擊聲,即表明配氣機構工作不良,如不排除故障,消除該響聲,發動機功率將下降,甚至導致發動機機件損壞。
配氣機構的響聲是發動機常見的一類異響。根據其發響件所在的部位,可分為氣組響聲和傳動組響聲。氣門組響通常由氣門腳間隙過大,氣門座圈松脫,氣門彈簧折斷,氣門鎖銷脫落,氣門卡滯不能關閉等所引起。傳動組響聲,通常由氣門挺桿與其導孔磨損過甚,配合間隙過大,凸輪軸正時齒輪破裂損壞等引起。正確地判斷配氣機構出現的響聲,排除故障,對提高發動機的動力性能,延長其使用壽命很有價值。本文就發動機配氣機構的幾種響聲,分析其產生的原因及危害性。
一、氣門腳間隙大產生的響聲
因氣門腳間隙大產生的響聲,通常稱氣門間隙響。這種響聲的特點是:發動機在急速運轉時,就能聽其明顯的響聲,該聲是連續不斷有節奏的敲擊聲,發動機轉速發生快慢變化時,該響聲亦隨著出現密疏的變化。發動機溫度發生變化或用“斷火”方法試驗時,響聲均不發生變化。這種響聲比較容易判斷,當需要確定為哪一個氣門腳發出響聲時,只需將氣門罩蓋卸下,在發動機工作狀態下把適度的厚薄規尺插人氣門腳與搖臂間,如果響聲消除或明顯小,即為該氣門腳隙響。產生氣門腳間隙響的原因,是氣門腳間隙過大,工作時氣門腳與搖臂間發生撞擊而產生的響聲,間隙越大,撞擊力也越大,響聲也越明顯。搖臂調整螺絲松動或沒有按技術標準較對氣門腳間隙,都可以造成氣門腳間隙過大。
氣門腳間隙響,對發動機有一定的危害性。響聲越大,危害也越大。如果是進氣門間隙大,則進氣門開啟晚,而關閉早進氣時間相對減少,可燃混合氣(汽油機)或新鮮空氣(柴油機)進人氣缸的量相對也減少,發動機功率下降。如果是排氣間隙大,則排氣門開啟晚,而關閉早,排氣時間相對縮短,廢氣排出卸缸不徹底,氣缸內殘留廢氣增多,汽油機可燃混合氣進氣相對減少;柴油機新鮮空氣進氣量不足可燃混合氣燃燒不完全,發動機功率下降,所以不論進氣門還是排氣門一出現響聲,都應及時排除故障,消除響聲,當車輛進行二級維護作業時應對發動機與門腳間隙進行檢驗和調整,防止氣門腳間隙大出現響聲。
二、氣門座圈松脫的響聲
很多發動機的氣門座是采用鑲嵌結構,氣門座圈松脫響聲就是鑲嵌的氣門座圈松脫后,在氣門關閉過程中拍擊發出的聲響。氣門座圈松脫一般是由于氣門座圈外徑與其座孔鑲嵌過盈量小,或選用座圈材料不當引起的。氣門圈松脫響聲是清脆的聲響,一般比較好判斷,最初出現氣門座圈松動響聲,是冷車發動時,響聲出硯后,又很快消失。有時除早晨發動車輛時聽到幾聲響聲后,車輛運行一天。該響聲再也沒有出現。第二天,或第三天早晨發動機車輛時,該響聲又出現,但很快又恢復正常。這是由于此時氣門圈松動不很嚴重,當車輛發動后,氣門座圈迅速受熱,因其熱脹系數較大,膨脹力將座圈緊緊把鑲嵌在座孔中,與座孔連成一體,此時響聲不會出現,當車輛停止運轉,發動機冷卻后,氣門座圈也隨之冷卻,與其座孔鑲嵌的予緊力過小,此時,發動機車輛又將出現氣門座圈松脫響聲。當氣門座翻松動嚴重時,響聲將頻繁出現,而且響聲沒有規律性。在“斷火”試驗時,響聲無變化。氣門座圈松動嚴重時,可使該氣缸壓力明顯下降,發動機功率降低,燃油消耗量增加,出現氣門座圈松動響經診斷確認后,應立即進行修理,否則很容易發生氣門座圈被擊碎,當碎塊進人氣缸內,將損壞其它機件,嚴重時將導致發動機報廢,此時經濟損失就大了。
三、凸輪軸加工誤差對氣門響聲的影響
凸輪軸在制造或修理磨削過程中,由于加工工藝不當,可使凸輪軸凸輪中心與軸頸中心產生偏差,該偏差值為δ,也就是凸輪軸凸輪中心與軸頸中心的同軸度誤差為42δ。這樣的凸輪軸安裝在凸輪軸承孔座上就可產生左右擺差2δ。在校對氣門腳間隙時往往以凸輪基園的一側面為基準,而另一則面氣門腳間隙,不是過大就是過小。不論是哪一種情況,都影響發動機正常工作,使功率降低,能耗增長。產生這種質量問題,其主要原因是磨削凸輪軸的設備精度不夠,或者是由于凸輪軸彎曲度不符合標準,而又未校直。再者是磨削凸輪軸時加工中心基準與原加工基準偏差,而產生磨削誤差。加工凸輪軸軸頸產生偏心較大,裝在發動機凸輪軸軸承座孔中,產生的位置偏差也增大,由此產生氣門腳間隙響。對于這種響聲,唯一的辦法就是更換凸輪軸。
配氣機構的響聲有多種,產生響聲的原因也比較復雜,每一種響聲都具有自身特點,只要在實踐中注意積累判斷發動機響聲的經驗,才能避免造成不必要的浪費。
(作者單位:黑龍江省交通征費稽查局哈爾濱二處)