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发动机气门烧蚀原因分析及预防措施

2016-10-21宫清磊

现代职业教育·中职中专 2016年4期
关键词:缸内气门排气

宫清磊

[摘 要] 发动机气门是发动机的重要部件之一,气门质量对于发动机的正常运行有着重要的影响作用。气门烧蚀是发动机气门的常见故障,通过对发动机气门烧蚀的主要原因进行分析,结合工作经验,总结了预防发动机气门烧蚀的措施,对保证发动机的平稳运行,延长发动机使用寿命有一定的借鉴作用。

[关 键 词] 发动机;气门烧蚀;高温环境;预防措施

[中图分类号] U464 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2016)11-0050-01

气门用于控制发动机的进排气过程,在正常运行时,气门可以起到良好的密封作用,保障发动机进、排气过程的正常进行。由于气门所处工作环境为高温环境,高热混合气会使气门出现烧蚀现象,其中排气门更易发生烧蚀,使得发动机出现漏气,甚至出现失火现象,降低发动机的使用性能。因此需要结合烧蚀原因,提出相应的预防措施。

一、发动机气门烧蚀原因分析

(一)喷油提前角过大或过小

喷油提前角过大会使着火前,形成大量可燃混合气,当这些可燃混合气着火时,会使缸内温度迅速上升,且最高燃烧温度较高,超出气门最高温度承受上限,使气门出现烧蚀。喷油提前角过大造成的气门烧蚀在进、排气门上均有出现;喷油提前角过小会导致可燃混合气不能充分燃烧,在排气门打开后,部分继续燃烧的可燃混合气会流经排气门进入排气管,造成排气门的烧蚀。喷油提前角过小造成的气门烧蚀主要出现在排气门上。

(二)气门与座密封性能下降

气门与气门座相互配合,起到密封的作用,气门座的与气门的密封性能降低会使缸内燃烧状态的高温可燃混合气窜出,烧蚀气门。密封性能下降的原因主要有以下几点:1.气门座热变形。这种现象主要发生在排气门处,气门座受热变形后会导致气门与气门座无法有效贴合,使密封性下降。2.气门弹簧老化。气门弹簧在使用一段时间后会出现疲劳损坏,常见现象为弹簧弹性下降,使气门无法完全复位,气门处的密封性下降。3.气门座积碳。这种情况主要发生在排气门处,积碳会影响气门的行程,使气门无法复位。

(三)长期高、超负荷运行

发动机长期高、超负荷运行导致气门烧蚀的原因有以下两点:1.高、超负荷运行需要增加喷油量,以保证动力性的需要,这就使得缸内形成了较高浓度的混合气,当空燃比较低时,部分较浓混合气燃烧速度过慢,无法在做功冲程中完全燃烧,在排气门打开后,这部分混合气在流经排气门时继续燃烧,使气门发生烧蚀。2.长期高、超负荷会使气缸温度上升,且上一循环的残余温度无法得到有效散失,出现积温现象,使得缸内温度进一步上升,长期高温热浴下,会使气门座发生变形导致气门烧蚀或直接出现气门烧蚀现象。

二、发动机气门烧蚀预防措施

为了保证发动机使用的可靠性,同时延长发动机的使用寿命,需要对发动机气门烧蚀现象进行预防,笔者结合常见的气门烧蚀原因和相关工作经验,提出了以下几点预防发动机气门烧蚀的措施,以供借鉴。

(一)合理设置喷油正时

喷油正时的合理设置可以有效控制在着火前可燃混合气的浓度与分布,同时可以在很大程度上限定可燃混合气的燃烧时间,避免了缸内温度过高或燃烧持续期过长等问题的发生。目前电控发动机的喷油正时一般可以得到合理的设置,因喷油正时问题导致的气门烧蚀现象也可以在很大程度上得到避免,但传统机械控制喷油时刻的发动机依旧需要注意喷油正时问题。

(二)提升气门与气门座的密封性能

提升气门与气门座的密封性能应当从制造和维护两个角度出发,气门座制造时采用耐高温、强度高的材料,并经过严格的热处理工序,保证其受热变形量在规定的范圍之内。在发动机使用一段时间后,需要对气门部件,尤其是气门弹簧进行检修与更换,换用弹力符合要求的新弹簧,同时注意清洁排气门气门座上的积碳,以保证气门复位的可靠性。

(三)养成良好的发动机使用习惯

预防气门烧蚀的重要措施是养成良好的日常发动机使用习惯,避免长期在发动机高、超负荷工况下运行,使发动机热力循环维持在正常的范围之内,以保护气门不受烧蚀。对于城市道路用汽车,一般较少会出现高、超负荷运行情况,但依旧需要注意尽量避免高速上坡;对于货运汽车,应当严格禁止超载、超限行为,尽量避免急加速高速行驶。

气门是发动机的重要部件,气门烧蚀会严重影响发动机的实用性能和使用寿命。本文从喷油正时、气门密封性、发动机使用习惯三个角度对发动机烧蚀原因进行了分析,并提出了具有针对性和可行性的预防措施。在日后的工作中,还需要进一步优化发动机的控制策略和制造水平,进一步降低发动机气门烧蚀的可能性,提升整机的可靠性。

参考文献:

[1]郭跃进,杨雷.SR20发动机气门烧蚀机理分析和对策[J].电子制作,2015(9).

[2]鲍翔.排气门耐热钢组织热稳定性及其可靠性改进研究[D].吉林大学,2004.

[3]胡映明.发动机气门磨损失效分析及其专家系统知识库的构建[D].江西理工大学,2008.

[4]柏兴旺.发动机气门失效分析专家系统的研究和实现[D].江西理工大学,2008.

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