新聞主題	發動機氣門間隙的調整與配氣相位的檢查

 

摘要：配氣相位是指控制柴油機進排氣過程的氣門開閉的時間，必須正確無誤，否則對柴油機的性能影響很大，甚至可造成氣門與活塞的撞擊、挺桿彎曲和搖臂斷裂等事故。因此，每當重裝汽缸蓋或緊過汽缸蓋螺母后，都必須對氣門間隙重新進行調整。對經過大修或整機解體后重新組裝過的柴油發動機，還需對配氣相位進行檢查。

 

一、氣門間隙的調整

 

1、兩次調整法

① 柴油機應在冷車情況下的進行氣門間隙調整，如圖1所示。

② 氣門間隙調整前，先卸下汽缸蓋罩殼，然后轉動曲軸使飛輪殼檢視窗的指針對準飛輪上的定時“0”度線。操作時，應防止指針變形，并保持指針位于飛輪殼上的兩條限位線之間。此時，4缸柴油機的第1、4缸；6缸和12缸v型柴油機的第1、6缸均處于上止點。

      然后確定在上止點的汽缸中哪一缸處在膨脹沖程的始點。可拆下噴油泵的側蓋板，觀察噴油泵柱塞彈簧是否處于壓縮狀態（噴油泵安裝正確時），或者微微轉動曲軸，觀察進、排氣門是否均處于靜止狀態來確定。當噴油泵柱塞彈簧處于壓縮狀態，并且曲軸轉動時，進、排氣門均不動的那一缸就是處于膨脹沖程始點的位置。

③ 柴油機在確定膨脹沖程始點后，用“兩次調整法”進行氣門間隙的調整。

      調整氣門間隙時，先用扳手和螺釘旋具，松開搖臂上的鎖緊螺母和調節螺釘，按規定間隙值選用厚薄規（又名塞尺）插入搖臂與氣門之間，然后擰動調節螺釘進行調整。當搖臂和氣門與厚薄規接觸，拉動厚薄規時有一定阻力但尚能移動時為止，并擰緊螺母，最后重復移動厚薄規檢查一次。

2、逐缸檢查調整

      按做功間隔角和點火順序逐缸進行。

① 打開氣門室蓋；

② 搖轉曲軸，直至飛輪(或曲軸皮帶輪)的正時記號與缸體上固定的正時記號對正，此時第一缸和第四缸活塞均處于上止點位置；

③ 判斷第一缸是壓縮上止點還是排氣上止點。用手搖一缸的氣門搖臂，如果進排氣門的搖臂均可搖動，則表明此時一缸處于壓縮上止點。如果進排氣門的搖臂均搖不動，則表明此時一缸處于排氣上止點，應再轉動曲軸一周或用其他方法使一缸處于壓縮上止點。

④ 氣門間隙檢查：用規定厚度的塞尺插入氣門桿與搖臂之間，來回抽動塞尺，如果過緊或過松，都表明氣門間隙不合適，需要進行調整。

⑤ 調整氣門間隙：如圖2所示，松開鎖緊螺母，旋出調整螺釘，在氣門桿與搖臂之間插入厚度與氣門間隙相等的塞尺，一邊擰緊調整螺釘，一邊不停地來回抽動塞尺，直到抽動塞尺有阻力又能抽出時為止，鎖緊螺母。在鎖緊螺母時，不能讓調整螺釘轉動，最后再復查一遍。

⑥ 按做功順序，分別搖轉曲軸180°,依次使下一缸處于壓縮上止點，用同樣的方法，檢查與調整各缸的氣門間隙。如做功順序為1-3-4-2,則搖轉曲軸180°,檢查調整3缸的氣門間隙。用同樣的方法再檢查調整4缸和2缸的氣門間隙。

圖1  氣門間隙兩次調整法

圖2  氣門間隙逐缸調整步驟

 

二、配氣相位的原理與檢查

 

      基本型柴油機的凸輪外形結構尺寸雖然相同，但是其配氣相位有兩種，為1500r/min自然吸氣和改進型增壓柴油機用；為1800r/min柴油機用，兩種凸輪軸不能通用。柴油機在出廠前配氣相位已經過檢查，其誤差均在公差范圍內，不必再作檢查。但當定時齒輪因齒面嚴重磨損而更換或因其他原因而重裝后，應重新檢查發動機的配氣相位。

1、配氣相位原理

      配氣相位原理如圖3、圖4所示。

      在排氣終了，活塞到達上止點前，進氣門就預先開啟，從進氣門開啟到上止點間所對應的曲軸轉角a稱為氣提前角，α角一般為10°～30°。進氣門提前開啟，保證進氣行程開始時，氣門已經有較大的開度，有利于提高充氣量。

      活塞越過進氣下止點(壓縮行程開始)一段后，從下止點延遲至進氣門關閉所對應的曲軸轉角盧稱為進氣滯后角。盧角一般為30°～60°。延遲進氣門關閉時刻，能夠充分地利用進氣行程結束前氣缸內存在的壓力差和較大的氣流慣性繼續進氣。下止點過后，隨著活塞的上行，氣缸內壓力逐漸增大，進氣氣流速度逐漸減小，當氣缸內外的壓力差消失，流速接近為0時，應關閉進氣門。若口角過大會引起進氣倒流現象。這樣進氣門開啟時間用曲軸轉角來表示為(180+α+β)°。 

      在做功行程后期，活塞到達下止點前，排氣門提前打開，從排氣門打開到下止點所對應的曲軸轉角稱為排氣提前角，一般為30°～60°。排氣門適當提前打開，雖然消耗了一定的做功行程的功率，但可以利用較高缸內壓力將大部分燃燒廢氣迅速排出，待活塞上行時缸內壓力已大大下降，可以使排氣行程所消耗功率減少，另外高溫廢氣提前排出也可防止發動機過熱。

 

 

圖3  配氣相位原理圖

圖4  柴油機配氣相位演示圖

 

2、配氣相位的名詞定義

（1）進氣提前角：

      如圖5所示。發生在排氣行程末期，從進氣門開始開啟到活塞移到上止點所對應的曲軸轉角，稱為進氣提前角。進氣提前角用α表示，α一般為10~30°。

（2）進氣延遲角：

      如圖5所示。發生在壓縮行程初期，從下止點到進氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為進氣延遲角，進氣延遲角用β表示，β一般為40°~80°。

（3）排氣提前角：

       如圖6所示。發生在作功行程末期，從排氣門開始開啟到活塞移至下止點所對應的曲軸轉角度稱作排氣提前角，記作 γ。γ一般為40°~80°。目的是為了提前排氣增加排氣時間，減少發動機吸熱，防止發動機過熱，同時利用缸內壓力自行排氣降低功耗。

（4）排氣延遲角：

      如圖6所示。發生在進氣行程初期，從上止點到排氣門關閉所對應的曲軸轉角稱作排氣遲后角，記作 δ。一般為10°~30°，目的是排氣門在排氣行程結束后，延遲關閉，延長排氣時間。

（5）氣門重疊角：

      在某一時刻進排氣門同時開啟的現象。當我們在判斷發動機某個氣缸是否處于壓縮上止點時，經常采用到氣門重疊角的定義。假設我們轉動曲軸，4缸排氣門慢慢關閉，當出現4缸進氣門也準備開啟時，那么1缸所對應的便是壓縮上止點。

 

圖5  柴油機進氣提前角和延遲角

圖6  柴油機排氣提前角和延遲角

 

3、檢查與調整

（1）配氣相位的檢查

      應在氣門間隙調整后進行。檢查時，先在曲軸前端裝上有360°刻線的分度盤，在前蓋板上安置一根可調節的指針，然后轉動曲軸，使飛輪殼檢視窗上的指針對準飛輪上的“0”刻度線，此時調整前蓋板上的指針，使其對準分度盤上的“0”刻線，并將它固定，同時在汽缸蓋上安放一只千分表，使它的感應頭與欲檢查的進氣門或排氣門的彈簧上座接觸，再按分度盤上的轉向箭頭和發火次序轉動曲軸逐缸檢查。分度盤僅適用于6缸和12缸v型左轉柴油機，1，6；5，2；3，4等數字分別表示各缸的膨脹沖程始點位置，4缸和12缸v型右轉機應根據其轉向、發火次序和發火間隔角采用同樣的方法另行確定。

      對直列型柴油機只需檢查第1缸；對12缸V型柴油機需檢查第1、7兩缸。其余各缸均由凸輪軸保證。檢查時，當千分表指針開始擺動之瞬時（由手能轉動推桿變為不能轉動的瞬時），即表示氣門開始開啟，這時分度盤上被指針所指的角度即為氣門開啟始角；然后繼續轉動曲軸，千分表指針從零擺至某一最大值（此值即為氣門升程）后開始返回，當千分表指針回到零之瞬時（由手不能轉動推桿變為能轉動之瞬時），表示氣門關閉，這時分度盤上被指針所指的角度即為氣門關閉角。從氣門開始開啟至氣門關閉，曲軸所轉過的角度稱為氣門開啟持續角。配氣相位檢查結果應符合規定的數值。其允差為±6°。

（2）配氣相位與規定不符

① 應確定定時齒輪的安裝位置的正確性，因為凸輪軸和曲軸之間的相對位置是由定時齒輪保證的。

② 檢查齒面的嚙合間隙是否符合規定的要求，齒面和凸輪軸的凸輪表面是否有嚴重磨損現象。

      如不符合規定，必須重新調整或換用新零件后，再重新檢查配氣相位。

（3）配氣相位調整

      配氣相位不準，可在氣門標準間隙內適當改變氣門間隙以彌補配氣相位，使發動機的動力性、經濟性得以改善。對于某些發動機僅僅由于氣門間隙過大，而造成配氣相位減少，若將氣門間隙調至標準值，一般就能恢復配氣相位。如果因凸輪磨損而造成配氣相位角減小，只能用更換配氣機構凸輪軸等有關零件解決。

 

總結：

      為了保證柴油機工作過程的正常進行，在制造、檢修和使用柴油機時必須對配氣機構進行調整或校核。配氣機構的調整通常包括冷態氣門間隙調整、配氣正時的檢查與調整。所謂柴油機的配氣正時，也就是凸輪相對于活塞在氣缸中所處的位置而處于對應相位，以便準時地控制氣門的啟閉。凸輪軸通過正時齒輪傳動裝置與曲軸聯系，要達到以上的要求，必須使凸輪軸與曲軸之間符合一定的相位關系，所以柴油機配氣正時的調整和校驗，歸根到底就是準確調整凸輪軸相對于曲軸的相位。

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