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發(fā)動機(jī)活塞頂氣門原因探析

www.ciaranmcbreen.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：俠名類別：汽車構(gòu)造維修時間：2016年05月28

汽車發(fā)動機(jī)裝配狀況是否良好，與維修技術(shù)人員的技術(shù)水平及業(yè)務(wù)知識掌握的程度密切相關(guān)。對于雙凸輪軸液壓挺桿發(fā)動機(jī)正時鏈條或正時皮帶的安裝，大部分維修技術(shù)人員只能憑經(jīng)驗(yàn)或維修手冊里提供的正時標(biāo)記進(jìn)行操作，一旦找不到相關(guān)維修資料，往往束手無策。而活塞頂氣門現(xiàn)象固然與駕駛員的使用維護(hù)、環(huán)境因素有關(guān)，更與雙凸輪軸的正時安裝位置正確與否密切相關(guān)，其中維修技術(shù)人員的操作熟練程度更是影響巨大。
活塞頂氣門現(xiàn)象一旦發(fā)生，輕者導(dǎo)致氣門彎曲、氣門導(dǎo)管變形；重者氣門頭部脫落、將鋁制活塞頂部擊穿；更為甚者，可能會損壞氣缸體等。本文例1以起亞賽拉圖發(fā)動機(jī)實(shí)際裝配中出現(xiàn)的活塞頂氣門故障為例，通過對故障原因分析、檢查分析；提出了采用“雙排不進(jìn)”法及同名凸輪軸相位法結(jié)合配合“進(jìn)氣一點(diǎn)頭”來正確裝配發(fā)動機(jī)總成。
   例1
   1．故障現(xiàn)象
   有l(wèi)輛起亞轎車，為雙凸輪軸、單缸4氣門、帶液壓挺桿、帶VVT發(fā)動機(jī)，大修后裝好正時皮帶后發(fā)現(xiàn)曲軸順轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)都轉(zhuǎn)不了1圈，出現(xiàn)了活塞頂氣門現(xiàn)象。
2．故障原因分析
活塞頂氣門現(xiàn)象一般由以下原因引起：
（1）氣門間隙調(diào)整不當(dāng)，氣門間隙過��；
（2）對于采用正時鏈條裝置的發(fā)動機(jī)，潤滑不良會造成鏈條張緊器軸承卡死導(dǎo)致鏈條打滑，正時錯亂；
（3）采用齒形正時皮帶的發(fā)動機(jī)張緊輪卡死，車輛保養(yǎng)不及時，皮帶更換里程過長導(dǎo)致正時皮帶打滑；
（4）燃燒室進(jìn)水、落入金屬件等；
   （5）裝配不當(dāng)，導(dǎo)致氣門頭部與活塞產(chǎn)生運(yùn)動干涉。
3．檢查分析
根據(jù)以上原因，結(jié)合發(fā)動機(jī)有關(guān)理論，對故障形成的原因進(jìn)行分析。我們知道，如果1臺發(fā)動機(jī)能夠正常啟動必須滿足3個條件：
（1）合適的空燃比；
（2）正確的點(diǎn)火正時；
   （3）能夠產(chǎn)生足夠大的點(diǎn)火能量。
很明顯，該臺發(fā)動機(jī)不能轉(zhuǎn)動的主要原因是點(diǎn)火正時不對。
   汽車的點(diǎn)火正時正確時，1缸應(yīng)該位于壓縮上止點(diǎn)位置，此時進(jìn)排氣門均處于關(guān)閉狀態(tài)；4缸應(yīng)該處于排氣上止點(diǎn)位置，進(jìn)排氣門處于略微打開狀態(tài)。而該臺發(fā)動機(jī)拆解后的檢查結(jié)果為：“將凸輪軸正時齒輪旋轉(zhuǎn)至不能轉(zhuǎn)動位置，然后拆下氣缸蓋，觀察氣門和活塞的裝配位置，發(fā)現(xiàn)1缸進(jìn)排氣門均處于關(guān)閉位置，4缸2個排氣門關(guān)閉，2個進(jìn)氣門全開。”
   由上述發(fā)動機(jī)的拆檢結(jié)果可以看出，此時4缸處于進(jìn)氣沖程下止點(diǎn)位置，1缸處于壓縮上止點(diǎn)位置；但4缸此時應(yīng)該處于排氣上止點(diǎn)位置。所以，當(dāng)旋轉(zhuǎn)曲軸正時齒輪到接近1缸壓縮上止點(diǎn)時，1缸活塞頂部與處于完全進(jìn)氣狀態(tài)的4缸進(jìn)氣門發(fā)生運(yùn)動干涉，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)曲軸不能轉(zhuǎn)動。
   根據(jù)以上原因分析，可以判斷出該故障的產(chǎn)生主要是裝配人員對雙凸輪軸的運(yùn)動機(jī)理不清楚，使裝配后的進(jìn)氣凸輪軸位置發(fā)生較大偏差，導(dǎo)致氣門頂活塞故障，從而使發(fā)動機(jī)曲軸無法轉(zhuǎn)動。
   4．故障排除
   該氣門頂活塞故障可以采用以下2種方法來排除。
   （1）“雙排不進(jìn)”法
   根據(jù)“雙排不進(jìn)”的工作原理，該發(fā)動機(jī)工作順序?yàn)?-3-4-2，當(dāng)1缸處于壓縮上止點(diǎn)位置時，將4缸調(diào)整至排氣上止點(diǎn)位置；同時，結(jié)合發(fā)動機(jī)凸輪、曲軸正時齒輪上的正時標(biāo)記正確地安裝正時皮帶，從而消除該故障。
（2）同名凸輪軸相位法
   凸輪軸上各缸的進(jìn)氣凸輪或排氣凸輪稱為同名凸輪。從凸輪軸的前端看，各缸同名凸輪的相對角位置按發(fā)動機(jī)各缸的做功順序逆凸輪軸的轉(zhuǎn)動方向排列，在同一水平面上反應(yīng)出來的圖形稱為同名凸輪軸相位圖。4缸四沖程各缸進(jìn)排氣門的凸輪彼此間隔角為360°/4=90°。理論上，同一缸進(jìn)氣凸輪與排氣凸輪的夾角為180°，但由于氣門重疊、進(jìn)排氣門遲閉角的影響，實(shí)際夾角一般為254°。
   此種方法尤其適用于一些不明正時標(biāo)記的發(fā)動機(jī)，例如有的車輛在行駛中由于各種原因出現(xiàn)凸輪軸折斷、正時錯齒等。此時可將進(jìn)氣凸輪軸或排氣凸輪軸上各缸的凸尖畫在1張圖上，如圖1所示。

我們知道除本田部分車型，絕大部分車輛均采用順時針傳動方式（從發(fā)動機(jī)前端往后看），而圖1中
凸輪的位置是按實(shí)際位置畫出的（即人趴在發(fā)動機(jī)上，頭部向前，人的左臂側(cè)為同名凸輪軸相位圖的左側(cè)，注意該位置方向與發(fā)動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)向相反）。
由圖1可以看出，該發(fā)動機(jī)工作順序?yàn)椋?-3-4-20此時可利用“進(jìn)氣一點(diǎn)頭”方法找出一缸壓縮上止點(diǎn)位置，即先看排氣凸輪先下壓到最低位置，再上行到最高位置，進(jìn)氣門開始點(diǎn)頭時，即為一缸壓縮上止點(diǎn)。同樣可以正確地安裝好雙凸輪軸的位置，從而排除故障。
例2
有1輛普通桑塔納發(fā)動機(jī)，裝配單凸輪軸，液壓挺桿機(jī)構(gòu)。由學(xué)徒工裝配完發(fā)動機(jī)，安裝正時皮帶后，出現(xiàn)發(fā)動機(jī)只能反轉(zhuǎn)不能正傳的現(xiàn)象。
該故障的發(fā)生比較特殊，拆解后發(fā)現(xiàn)，原來是4缸連桿螺絲忘記上緊造成的。由于連桿大頭與小瓦間間隙較大，活塞到達(dá)上止點(diǎn)時活塞的頭部與氣門接觸，導(dǎo)致正轉(zhuǎn)不能完成1圈。那為什么反轉(zhuǎn)可以轉(zhuǎn)1圈以上呢？這主要由于反轉(zhuǎn)時，正時皮帶緊邊一側(cè)（分電器凸輪軸側(cè)）變?yōu)樗蛇�，而張緊輪側(cè)雖然變?yōu)榫o邊，其實(shí)還是較松，故發(fā)動機(jī)可以反轉(zhuǎn)超過1圈，而匝時針旋轉(zhuǎn)則不能達(dá)1圈。

回顧與總結(jié)：本例中的上述故障，實(shí)際上屬于典型的人為故障，主要是由于此前接修該車的維修人員對于車輛凸輪軸的結(jié)構(gòu)原理不是很了解，隨意將其裝在氣缸蓋上造成了進(jìn)氣門頂活塞現(xiàn)象，遇到了問題后束手無策。
綜上所述，我們可以得知，氣門頂活塞故障的產(chǎn)生與維修技術(shù)人員的理論知識的掌握程度、技能技巧的熟練程度、車輛的維護(hù)與保養(yǎng)、道路條件、使用條件等都有非常大的聯(lián)系，要想成為一名合格的維修技術(shù)人員，必須精通汽車?yán)碚�、具備一定的�?shí)踐基礎(chǔ)、再加上刻苦鉆研、勤學(xué)苦練才能真正做好維修技術(shù)工作。