汽油发动机配气机构常见故障诊断与修复

王建国

（泰州市委组织部，江苏 泰州 225300）

汽油发动机配气机构常见故障诊断与修复

王建国

（泰州市委组织部，江苏 泰州 225300）

配气机构是控制发动机进气和排气的装置，其性能及工作状态直接影响发动机的混合气浓度、充气效率等重要参数及发动机工作状况等。文章综述了汽油发动机配气机构的主要功用、常见故障的现象及原因分析，并提出了相应的检测方法和修复方法。

配气机构；故障诊断；排除

1 配气机构的功用

发动机配气机构是保证新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸并把燃烧后生成的废气及时排出气缸的装置。它在工作过程中根据发动机每一气缸内进行的工作循环顺序，定时地开启和关闭各气缸的进、排气门，实现进气和排气的过程。配气机构必须按照配气凸轮型线所确定的规律定时开闭进、排气门，开启要迅速，落座要平稳，无反跳和抖动，确保燃烧室密封，并有较高的充气效率和较低的振动和噪声，工作状况良好，性能稳定，维修方便[1]。

当发动机气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时，发动机的曲轴通过正时齿形皮带或者是链条带动凸轮轴转动，凸轮轴的凸起部分顶起挺柱进而推动推杆一起上行，作用于摇臂上的动力使摇臂绕轴转动，气门打开。随着凸轮轴继续转动，凸轮的凸起部分离开挺柱，在气门弹簧的作用下气门上行，关闭气门。现代轿车常见的正时传动装置分为齿形皮带和链条传动。

2 常见故障及排除方法

发动机在工作过程中，由于配气机构零件的磨损，降低了其工作性能，减少了气门的开启时间和最大开度，降低了发动机的充气系数，导致其功率下降，油耗增加，甚至影响发动机的正常运转与启动。

2.1 气门漏气

气门漏气的故障现象是发动机启动困难，启动后冒白烟或黑烟，怠速不稳，油耗增加，功率下降等，检查时常用汽缸压力表来进行检测。检测时某缸压力低于规定值，可向该气缸内注入少量机油，再次检测如果压力不能回升，则可判断气门密封不严。

造成此现象的原因有：液压机构调整不当和气门间隙过小，应按要求进行调整；气门与气门座密封不严。正常情况下，气门与气门座密封不严主要是因为烧损引起的。如果气门出现起槽、麻点和断线，则需要更换气门与气门座。如图1、图2所示。

图1 拆下后的气门

图2 气门表面麻点

在更换气门与气门座时，需要注意如下几方面问题：一是更换过程中必须注意气门的下陷深度。当将气门放入气门座以后，气门顶面距气缸盖底面的距离不能小于1.5mm，如果下陷深度不足应用气门铰刀进行铰削，否则气门可能与活塞相撞，造成损坏。当气门下陷深度达到要求后再进行气门研磨。二是在研磨气门的过程中一定要有耐心。研磨是否达到要求的检验方法是将气门、气门弹簧和气门锁瓣装配到位以后，从相应的孔口倒入一定数量的煤油，5～10min内不应有渗漏现象（倒入柴油则需要10min以上）。如果气门研磨未达到要求，气门与气门座又会很快被烧损。有些车辆现在使用的缸盖是一次成型，气门座圈是无法更换的则需更换缸盖总成[2]。

2.2 配气相位失准

配气相位失准主要是同步带安装位置不正确，或是由于同步带齿形磨损引起滑转，如遇到此类故障不是简单的重新校对正时带或链条就能解决问题的，因为正时不准会造成严重的后果，轻者顶弯气门，重者造成发动机报废。图3为上海大众途观1.8T因为正时链条跳齿造成8个进气门被顶坏。图4为被顶后拆下的8个气门。

图3 损坏的进气门

图4 被拆下的气门

2.3 气门异响

气门的异响包括气门脚响、气门挺柱响、气门座响、气门弹簧响、正时齿轮响、凸轮轴异响和液力挺柱响。因此在诊断与排除故障的过程中，要针对具体的故障部位，根据故障现象，分析故障原因，做出诊断与排除。

2.3.1 气门脚响 发动机怠速时，气缸盖罩内发出有节奏的“哒哒”声，这种响声随转速变化而变化，转速升高，响声增大；响声与温度无关，响声不随某缸断火消失。

造成此现象的原因主要是气门杆尾端与气门间隙调整螺钉磨损、气门间隙调整螺钉的锁紧螺母松动、凸轮磨损或摇臂圆弧工作面磨损或气门间隙调整不当。在诊断时，拆下气缸盖罩，检查气门间隙调整螺钉的锁紧螺母是否松动；用适当厚度的厚薄规插入可疑的气门脚与摇臂间，响声消失即为该气门间隙大，应进行相应的调整；检查气门杆尾部端面和调整螺钉的磨损情况，必要时更换气门或调整螺钉；检查凸轮轴凸轮与摇臂圆弧工作面的磨损情况，视情况更换凸轮轴或摇臂。

2.3.2 气门挺柱响 有节奏的轻脆“嗒、嗒、嗒”间响；怠速时响声明显，中速以上减弱或消失；温度变化或作断火试验与响声无关。

造成此现象的原因主要是挺柱与导孔配合松旷，当凸轮顶动挺柱时，横向力使挺柱摆动，撞击导孔而产生响声；挺柱端头磨损有沟槽；挺柱不能自由转动；凸轮有线性磨损，顶动挺柱有跳动现象。在判断某一挺柱响时，用铁丝径向钩住有异响的挺柱，若响声减弱或消失，即为该挺柱故障。发生这种响声，可以继续使用。

2.3.3 气门座响 与气门脚响声相似，有节奏，但比其响声大很多，发动机转速一定时，响声为忽大忽小的“嚓、嚓、嚓”声；中低速运转时响声清晰，高速时响声增大且变得杂乱；单缸断火，响声不变或有时更明显；发动机低温状态或初发动时响声易出现。

造成此现象的原因主要有：气门座选用材料不当，气门座圈粉末冶金质量不佳，受热后产生变形而松旷；镶配时，气门座圈和气缸盖气门座圈座孔选择过盈量不当造成松旷；气门座圈镶入气缸盖气门座圈座孔后，滚边时没有将座圈压牢，在工作中受冲击振动而松脱，导致与气门座孔碰撞。诊断时，首先拆下气门室盖，如经检查不是气门脚响和气门弹簧响，即可以断定为气门座松脱响声。分解配气机构后作进一步检查，必要时铰削气门座圈座孔，更换松动的气门座圈，并保证其压入后有足够的过盈量。

2.3.4 气门弹簧响 怠速时有明显的“嚓、嚓”的响声；各种转速均有清脆的响声，拆下气门室盖更为明显；数缸不工作，加速困难，多根气门弹簧不良，机体振抖严重。

造成此现象的原因主要是气门弹簧过软或折断。在诊断时，将气门室盖拆下来检视，找出某缸后，用旋具撬住气门弹簧，若弹簧折断很明显就可以看出，弹簧折断应予以更换；仍用旋具撬住气门弹簧，怠速运转发动机，若响声消失，即为该弹簧过软，必须更换[3]。

2.3.5 正时齿轮响 该类响声差异性较大，有的有节奏，有的无节奏，有的间歇响，有的连续响。怠速或转速变化时，在正时齿轮盖处发出杂乱而轻微的噪声，当转速提高后噪音消失，急减速时，此噪声尾随出现；且此响声不受发动机温度和单缸断火试验的影响。

造成此现象的原因主要是正时齿轮啮合间隙不当；曲轴和凸轮轴中心线不平行，造成齿轮啮合失常；更换曲轴和凸轮轴轴承后，改变了齿轮啮合位置；凸轮轴正时齿轮固定螺母松动；凸轮轴正时齿轮齿折损。在诊断正时齿轮响时，应具体问题具体分析。发动机在怠速时，发出有节奏的轻微的“嘎拉、嘎拉”的响声，中速时显得突出，高速时声音变得杂乱，严重时正时齿轮盖有振动，此种情况为齿轮啮合间隙过大；新车大修或更换正时齿轮后，如果发动机发出一种连续不断的“嗷、嗷”声，发动机转速越高响声越大，此种情况应判断为齿轮啮合间隙过小；齿轮啮合不良引起的响声，是类似“呼啸”声，响声的大小随发动机转速变化而变化；发动机怠速运转时，发出有节奏的“哽、哽”响声，发动机转速提高，响声加大，此种响声为齿轮啮合不均的响声；随发动机运转而产生有节奏的清晰的撞击声，为正时齿轮个别齿损坏。

2.3.6 凸轮轴异响 在缸体侧可听到有节奏而较钝的“嗒、嗒”声；中速明显，高速时响声杂乱或消失；单缸断火，声响依旧。

造成此现象的原因主要是凸轮轴轴颈磨损，径向间隙过大，与轴承间配合松旷；凸轮轴弯曲、扭曲变形；凸轮轴轴向间隙过大，产生轴向窜动。在诊断过程中，应检查凸轮轴轴向间隙，如其轴向间隙过大，则应更换止推板；严重时，应更换凸轮轴。如凸轮轴轴向间隙正常，则表明有凸轮轴弯扭变形、此轮磨损或凸轮轴轴颈磨损等不良现象。此时，应分解配气机构，查明具体原因，视情况更换凸轮轴。

2.3.7 液力挺柱响 发动机运转时，出现有节奏的“嗒、嗒”声；怠速时明显，中速以上减弱或消失。

造成此现象的原因主要有：发动机机油油面过高或过低，致使有气泡的机油进到液力挺柱中，形成弹性体而产生噪声；机油压力过低；由于机油泵、收集器损坏或破裂，使空气吸到机油中去；液力挺柱失效[4]。针对液力挺柱响故障的诊断与排除过程是：检查机油油面，视情况添加或排放，使油量正常；检查机油压力是否正常；检查液力挺柱是否失效，具体方法是：启动发动机，并使之运转直到散热器风扇运转；将发动机转速提高到约2500r/min，并运转2min，若液力挺柱还有噪声，则拆检；拆下气缸罩盖；旋转曲轴，直到待查的挺柱凸轮向上；用楔形木棒或塑料棒向下压下挺柱，气门打开前，如果自由行程超过0.1mm，则应更换挺柱，换上新挺柱后，30min内不得起动。

3 结语

综上所述，发动机配气机构的组成部件结构比较简单、维修方便，但由于各种原因引发的常见故障种类较多、现象各异，因此在发动机配气机构故障诊断与排除的过程中，应针对具体现象对可能存在的原因进行分析，并通过相应的检测操作进行诊断，再根据诊断结果对故障部位视情况进行检修。

[1]崔树平.汽车发动机构造与维修[M].武汉：武汉理工大学出版社,2008.

[2]汤定国.汽车发动机构造与维修[M].北京：人民交通出版社,2005.

[3]陈文华.汽车发动机构造与维修[M].北京：人民交通出版社,2001.

[4]王福忠.发动机配气机构的故障与排除[M].北京：中国劳动社会保障出版社,2004.

（责任编辑 刘红）

Common Failure Diagnosis and Elimination for Valve-train Gasoline Engine

WANG Jian-guo
(Taizhou CCP Organization Department, Taizhou Jiangsu 225300, China)

Valve mechanism is a device to control the intake and exhaust system. Its performance and working status directly affect some important parameters, such as the mixture concentration, volumetric efficiency, and engine working conditions, etc. This paper summarizes the function of valve- train gasoline engine and common fault phenomena, analyzes the reasons, and proposes fault diagnoses and elimination methods.

valve mechanism;fault diagnosis;eliminate

U472

B

1671-0142（2014）04-0060-03

王建国（1972-），男，河南遂平人.