發(fā)動機活塞打頂故障分析

1、發(fā)動機活塞打頂故障分析摘要：活塞與氣門打頂故障原因主要有三個方面：活塞壓縮余隙超差、氣門升程超差及配氣相位超差。本文從這三個方面入手，通過計算值與實測值進行對比分析，以判斷故障原因。對比表明：實際配氣相位滯后于理論相位，從而導(dǎo)致活塞與排氣門打頂。關(guān)鍵詞：發(fā)動機；活塞；打頂；故障分析；配氣機構(gòu)；前言為該機型活塞凸高的計算值及檢測值。圖中前言為該機型活塞凸高的計算值及檢測值。圖中紅、綠色框范圍為活塞凸高的理論計算值范導(dǎo)致柴油機活塞打頂氣門的原因很多，圍，黃色色框部分為實際工藝控制范圍：紅、歸結(jié)下來主要有以下幾點原因：原因一是活黃兩條線為故障機實際檢測的活塞凸高值。塞壓縮余隙小于規(guī)定值；原因二是氣門

2、升程由圖可知，故障機的活塞凸高實測值不僅在超過了原設(shè)計值，即配氣機構(gòu)發(fā)生了飛脫或工藝控制范圍內(nèi)，更是在概率法計算范圍者反跳；原因三是柴油機配氣相位偏差太內(nèi)。說明故障機活塞凸高是沒有問題的。另大，使配氣機構(gòu)和曲柄連桿機構(gòu)工作不協(xié)檢測缸墊壓緊厚度及氣門下沉量也是符合調(diào)。要求的。說明故障機活塞壓縮余隙是滿足要某款6缸柴油機在試驗過程中發(fā)生活塞求的。打頂故障，故障現(xiàn)象為所有缸的排氣門與活塞相碰。故障圖片如圖1 所示。作者針對這個故障從前述三個原因方面進行故障分析。圖 2 活塞凸高計算值及檢測值圖 1 活塞與氣門相碰打頂故障2 原因二：配氣機構(gòu)氣門升程超差分1 原因一：活塞壓縮余隙超差分析引起配氣機構(gòu)升

3、程超差主要有兩個原活塞壓縮余隙主要與活塞凸出機體高因，a)：凸輪與挺住有飛脫現(xiàn)象產(chǎn)生；b)：度、缸墊壓緊厚度及氣門下沉量有關(guān)。圖2氣門發(fā)生反跳。本文運用AVL EXCITE TD作者簡介：鄭直(1982-)，男，重慶市九龍坡區(qū)人，工學(xué)學(xué)士；研究方向為發(fā)動機設(shè)計、開發(fā)。E-mail: HYPERLINK mailto: 對整個配氣機構(gòu)進行動力學(xué)分析，通過分析 觀察配氣機構(gòu)排氣系統(tǒng)是否存在上述兩個 問題。圖 1 為排氣門升程，由圖可知，排氣 門是不存在反跳的。圖 2為排氣門凸輪與挺 柱的接觸應(yīng)力，由圖可知，排氣門開啟過程 中不存在凸輪與挺柱接觸應(yīng)力為 0 的時候， 即排氣門凸輪與挺柱沒有發(fā)生飛脫。

4、 比。圖5 為氣門升程測試裝置。圖 6 為氣門 升程計算值與實測值的比較。由圖 6 可知， 無論是進氣門還是排氣門、實測的氣門升程 比計算值都要整體滯后17度曲軸轉(zhuǎn)角左右 經(jīng)查圖紙，凸輪軸正時齒輪齒數(shù)為 42 齒， 一個齒所占的角度為 360/42=8.57/齒，轉(zhuǎn) 換為曲軸角度則是 17.14度。這個數(shù)值與氣EEmn井氣門升程EEmn井氣門升程最咼轉(zhuǎn)速下門升程計算值和實測值相位相差的角度剛 好一樣，且進排滯后角度都是 17 度曲軸轉(zhuǎn) 角，基于這兩點基本上可以判斷是曲軸正時 齒輪標記或者裝配錯誤導(dǎo)致活塞與氣門打 頂。經(jīng)過拆檢故障柴油機，發(fā)現(xiàn)曲軸、凸輪800圖 3 排氣門升程軸與正時齒輪的裝配位

5、置完好，沒有招到破壞，凸輪軸也沒有發(fā)生彎曲。排除原因b和Pressure at Cam(MPa)c A.11l| J | |H A -VV u A AA樣氣凸輪挺柱接觸應(yīng)力最咼轉(zhuǎn)速下180360540equiv. crank angle(deg)0 0 0 0 0 0 0 706050鈿3JO2010 (CDCL乏)LUBO-Sa)nssa)dIc。另對比凸輪軸正時齒輪實物與圖紙，發(fā) 現(xiàn)齒輪的記號打印錯誤。圖7為凸輪軸正時圖 4 排氣凸輪挺柱接觸應(yīng)力齒輪圖紙與實物的一個對比關(guān)系。因此本故 障動機活塞與氣門打頂故障確切原因是凸輪軸正時齒輪記號打印錯誤。3 原因三：配氣相位超差分析Valve li

6、ft transducerof mounting dFixing nutAdjustment plateExtension rod with magnetic coreBolt with fixing nutTorsion lock壞; C）：凸輪軸發(fā)生彎曲。壞; C）：凸輪軸發(fā)生彎曲。圖5 氣門升程測量裝置引起配氣相位超差的原因有三個：a）： 驅(qū)動凸輪軸正時齒輪的齒輪系中某個齒輪 的記號打印錯誤或者沒按記號裝配；b）:曲 軸、凸輪軸與正時齒輪的裝配位置遭到破本文運用AVL EXCITE TD對發(fā)動機配氣機構(gòu)進行動力學(xué)分析，并將氣門升程計算結(jié)果從 TD 中導(dǎo)出，然后與實測結(jié)果進行對2 AVL.EXCITE_TimingDrive_UsersGuide.AVL583玉柴試驗規(guī)范.發(fā)動機配氣機構(gòu)試驗.侶業(yè)心發(fā)動機試驗方法，2011,.圖 6 氣門升程計算值與實測值比較圖 7 凸輪軸正時齒輪圖紙與實物比較連輪1-個 孔齒” 2 、 釘與號筌 過浚記相齒4 結(jié)語（1）本文通過計算值與實測值的對比， 對三個原因進行逐一排查。最后鎖定發(fā)動機 活塞與排氣門打頂故障根本原因是因為凸 輪軸正時齒輪記號打印錯誤，實物與圖紙相 差了一個齒，從而導(dǎo)致配氣相位滯后，引起 活塞與排氣門相碰。（