范宝庆 王君 尹东升 吴鹏 杨金民

哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150060

1 引言

当今，汽油机已成熟应用于世界各个车企，仍为乘用车发动机的主流。人们对乘用车的舒适性及动力性的要求日益提高。而在用户使用过程中经常出现缸压不足、失火等 故障，其原因有很多种，其中一个就是气门偏磨。目前市场上各车厂都存在气门偏磨故障，如何查找气门偏磨的原因成为了个艰难的问题。通过跟踪客户使用情况来攻关气门偏磨故障周期长且不易操作。研究一种试验方法，模拟实车工况，使气门偏磨故障快速出现，这样就可以大幅的缩短故障攻关的周期。

市场反馈我司某款量产的双凸轮轴单VVT液压挺柱型汽油机出现气门偏磨故障，此机型在量产前已经完成常规耐久性考核，各零部件均通过考核。常规的耐久试验工况主要通过对发动机主要零部件施加最高载荷、交变载荷及交变热负荷等来考核发

动机主要零部件20万公里的可靠性及缸盖、缸盖垫的密封性能，不能考核出气门偏磨故障。

本文正是基于我们攻克气门偏磨故障，所做的部分研究工作。基于此机型台架试验，本文阐述了中低速耐久考核试验方法的产生过程与有效性。本文旨在：对正在研究或将要研究汽油机气门偏磨的国内相关企业提供一些经验，为国内本行业的发展做出应有贡献。

2 试验方法

通过对几款家用轿车常用工况进行分析总结，得出模拟实车道路谱，具体见表1～表3及图1～图3。

表1 郊区工况循环

2.2 控制策略

起停功能基本控制逻辑框图如图2所示。

从中可以看到，大部分时间发动机在中低速工作，即便是高速公路工况发动机也不会超3000转。

基于以上判断，我们设计一个耐久试验方法——中低速耐久考核试验方法。耐久运行时间约200h40min，水温控制在103±3℃，机油温度控制在100～120℃具体耐久运转工

况见表4，耐久运转模式图见图4。

表2 城市工况循环

表3 堵车工况循环

其中，1500rpm为低速爬坡工况，3000rpm为高速运转工况（120km/h左右），将油门开度设为100%是为了加快试验进度，水温控制为实车常用温度范围，冲击工况设计的目的是消除积碳的产生，考核在该工况下发动机气门偏磨情况。

图1 郊区工况循环

图2 城市工况循环

图3 堵车工况循环

3 试验结果及分析

选取两台状态相同的发动机，分别进行全速全负荷试验及中低速耐久考核。拆解发动机后发现运行中低速耐久考核的发动机出现了气门偏磨现象，而另一台则没出现。耐久完成后两台发动机的缸压对比数据及气门导管磨损量存在明显差别，具体数据见表5、表6。

这说明中低速耐久考核试验方法可以考核出气门偏磨现象，且气门偏磨出现应伴随着气门导管磨损量超差及缸压异常下降。

对设计更改对策后的发动机进行新一轮中低速耐久考核试验，拆解发动机并未发现气门偏磨故障，且缸压对比数据及气门导管磨损量回归正常，具体数据见表7、表8。

对设计更改后发动机的售后跟踪及持续关注，并没有再次发生气门偏磨故障。至此气门偏磨故障攻关成功。

表4 中低速耐久考核试验方法运转工况

表5 耐久前后缸压情况

表6 气门导管磨损量

表7 耐久前后缸压情况

表8 气门导管磨损情况

4 结语

中低速耐久考核试验方法能够在气门偏磨方面模拟用户使用的实车状态，有效的验证了设计变更对于气门偏磨改善的有效性。