郭彦豆，杨 勇

（柳州五菱柳机动力有限公司，广西 柳州 545005）

发动机缸盖、气门、凸轮轴、摇臂等零部件安装在燃烧室的顶端，也就是温度最高之处，由于零件的热胀冷缩，一般要为气门等零件留有膨胀的空间，即为气门间隙。气门间隙的大小对发动机的性能有着很大的影响，本文针对LJ465Q-2AE6汽油机不同气门间隙下发动机性能进行分析，以图找出不同气门间隙时对发动机动力性、经济性、排放指标等指标的影响。找出最佳气门间隙，LJ465Q-2AE6汽油机为4缸电喷汽油机，顶置气门，每缸为一进气门一排气门，结构如下图1所示。缸盖为铝合金材料、摇臂为压铸铝材料。

图1 LJ465Q-2AE6汽油机气门布置图

1 发动机基本参数

发动机基本参数见表1。

表1 发动机的基本参数表

2 气门间隙设计高度

（1）进、排气门在开启和关闭时均采用等速缓冲设计，对应气门高度为0.33mm（如图2）。

图2 不同凸轮转角下进排气门运动速度

（2）确定缓冲段高度和长度：气门间隙一般以关闭段为基准。

关闭高度（h）：气门间隙（hO）、弹簧预紧力下变形（FO/CVT）、倾斜造成的间隙（hR）

理论最小气门间隙（hO）=缓冲段高度（h）-气门预紧变形高度（FO/CVT）-气门倾斜高度（hR）=0.33-0.06-0.08=0.19（mm）；

而气门间隙的设定，需根据噪声评定在缓冲段范围内，根据气门机构的试验选取合适的设定值。

3 气门间隙对性能影响理论计算（OWEGT-PR）

（1）气门间隙对性能影响理论计算（GT-POWER）。

气门间隙对性能影响理论计算见表2所列。

由表2可以看出，理论上气门间隙冷态为0.25mm时，该发动机的动力性能最理想。但是当气门间隙冷态大于0.15mm时，发动机噪声较大，发动机缸头会出现异响。

对100台新装发动机进行统计测量，判定为异响的共24台，判定率为24%；测量气门间隙结果表明：合格发动机的气门间隙冷态时设定为0.13～0.14mm，热态时为0.23～0.28 mm（详细见下表 3）。

（3）把气门间隙冷态由0.13mm调整为0.11mm后发动机性能的比较（见表4）。

表2 气门间隙对性能影响的理论计算表

表3

由表4看出，气门间隙冷态由0.13mm调整为0.11mm后，发动机动力性、经济型下降。气门间隙小于0.11mm，人工调整气门间隙比较困难。

4 气门间隙对异响判断、性能影响的试验结果

（1）通过间隙调整，了解气门间隙对异响、性能及怠速影响结果如表5。

表5 气门间隙对异响、怠速及性能的影响表

进排气门热态间隙为0.20mm(对应冷态间隙为0.13 mm)，在此状态下LJ465Q-2AE6发动机噪音处于最佳状态。

（2）进、排气门间隙0.28mm时（热机状态），发动机怠速转速、空气流量、点火提前角数据流波形图。

表4 气门间隙调整后的发动机性能比较表

图3 发动机怠速转速数据流波形图

图4 发动机怠速空气流量数据流波形图

（3）进、排气门间隙0.2mm时，发动机怠速转速、空气流量、点火提前角数据流波形图。

图6 发动机怠速转速数据流波形图

图7 发动机怠速空气流量数据流波形图

图8 发动机怠速点火提前角数据流波形图

发动机在气门间隙热态为0.2mm时比气门间隙热态为0.28mm时发动机怠速工作稳定。

（4）气门间隙为0.2mm与0.28mm发动机性能对比如图9。

图9 不同气门间隙性能对比

可以看出热态气门间隙为0.28mm（对应冷态间隙为0.18mm）时发动机动力性较好，但是发动机噪音比较大。

5 结束语

随着气门间隙的增大，发动机功率、扭矩会增加，怠速CO、HC排放减小，发动机噪音明显增加，对零部件的磨损会增加；但是气门间隙过大，进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降，油耗变大。

随着气门间隙的增变小，发动机功率、扭矩会减小，怠速CO、HC排放增大，噪音减小；但是气门间隙过小，发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。目前根据性能试验及噪声评定LJ465Q-2AE6发动机气门间隙设定的值取（0.13±0.02）mm（冷态），（0.23±0.02）mm（热态）较为合理。

[1]GB18297-2001，汽车发动机性能试验方法[S].

[2]GB19055，汽车发动机可靠性试验方法[S].