江蘇 錢曉琳 徐有軍

1 調整氣門間隙的問題提出

配氣機構是柴油機的重要組成部分，其工作性能直接關系到柴油機的動力性能、排放性能及可靠性。柳工ZL50裝載機的大功率六缸高速柴油機采用氣門頂置式配氣機構。該配氣機構包括氣門組和氣門傳動組兩部分：氣門組由氣門座、氣門、氣門導管、氣門彈簧、彈簧座、鎖片等組成；氣門傳動組由搖臂、搖臂軸、推桿、挺柱、凸輪軸和齒輪等組成，如圖1所示。該配氣機構的工作原理為：柴油機的進氣和排氣行程中，曲軸通過齒輪傳動機構驅動凸輪軸旋轉，使凸輪的凸起部分通過挺柱、推桿推動搖臂的一端繞搖臂軸轉動，搖臂的另一端便向下推開氣門進行換氣，同時也使得彈簧進一步壓縮；當凸輪的凸起部分頂點轉過挺柱后，其對挺柱的推力便逐漸減小，氣門在彈簧彈力作用下向上升起，氣門開度逐漸減小，直至最后關閉。柴油機的壓縮和做功行程中，氣門在彈簧彈力作用下緊閉，保證燃燒室的密封。

氣門頂置式配氣機構的進氣門和排氣門都倒掛在氣缸蓋上，處于燃燒室溫度最高的頂端。采用不同材料制成的氣門和氣門座受熱膨脹程度的差異會導致氣門關閉不嚴，因而必須在搖臂與氣門彈簧座接觸處留有間隙——氣門間隙。氣門間隙過小或無間隙時，雖然柴油機的功率和扭矩較小，怠速CO、HC排放量較大，噪音較?。坏诓裼蜋C工作一段時間后，零件受熱膨脹，從而將氣門推開，造成氣門關閉不嚴而漏氣，柴油機功率下降，氣門的密封表面在長時間工作后會嚴重積碳或燒壞，甚至產(chǎn)生氣門撞擊活塞的故障。氣門間隙過大時，柴油機的功率和扭矩較大，怠速CO、HC排放量較小，噪音明顯增加，零部件的磨損也增加了，而且過大的氣門間隙降低了氣門的開啟高度，改變了正常的配氣相位，縮短了進排氣時間，使柴油機因進氣不足，排氣不凈而功率下降，油耗變大。根據(jù)性能試驗及噪聲評定，柳工ZL50裝載機所配置的柴油機氣門間隙設定值為：0.35±0.02mm（冷態(tài)/進氣）；0.50±0.02mm（熱態(tài)/排氣）。生產(chǎn)實踐中，由于氣門長期慣性運動和自然磨損，氣門間隙逐漸增大，因此，在柴油機保養(yǎng)和維修時應用塞尺檢查氣門間隙是否處于正常值范圍內，如有超差應及時調整。

2 調整氣門間隙的方法

調整氣門間隙時，首先擰松搖臂上的固定螺釘，按標準間隙選厚薄規(guī)，將厚薄規(guī)在氣門間隙之間來回拉動，一手拉動塞規(guī)，一手轉動調整螺釘，當拉動塞規(guī)感到有輕微阻力為宜。然后，將塞規(guī)放在氣門間隙中央，調整螺釘不動，擰緊固定螺母鎖緊調整螺釘，最后取出塞規(guī)。如果在擰緊固定螺母時無意轉動了調整螺釘，應松開固定螺釘重新調整。

對于多缸柴油機，常用的氣門間隙調整法有三種：

一是逐缸調整法，即根據(jù)汽缸點火次序，確定某缸活塞在壓縮上止點位置后，對此缸進、排氣門間隙進行調整；此缸氣門間隙調整好后，搖轉曲軸，按此步驟逐步調整其它各缸氣門間隙。逐缸調整法需要多次搖轉曲軸，檢查和調整所花費的時間長。但是，對于磨損較嚴重的柴油機，用逐缸調整法比較精確。

二是雙排不進法，又稱兩次調整法，即搖轉曲軸使第一缸活塞處于壓縮上止點，飛輪記號與檢查孔刻線對正，先調整1、2、4、5、8、9氣門的間隙；然后搖轉曲軸一周，使六缸活塞處于壓縮行程上止點，再調整3、6、7、10、11、12氣門的間隙。采用雙排不進法時，對于不同型號的柴油機需要維修技術人員記憶不同的可調氣門順序號。以柳工ZL50裝載機的六缸柴油機為例，其點火順序為1-5-3-6-2-4，調整氣門間隙之前要觀察各缸處于壓縮上止點的位置，具體步驟為：調1缸時，觀察6缸，當排氣門下行又上行，接著進氣門開始下行時才可以調1缸；然后，調6缸，觀察1缸；調3缸，觀察4缸；調4缸，觀察3缸；調2缸，觀察5缸；調5缸，觀察2缸?？梢?，雙排不進法對維修技術人員記憶要求較高，有一定難度。

三是快速調整法，首先搖轉曲軸使第一缸活塞處于壓縮上止點位置，對正此位置標志。接著，將曲軸順時針或逆時針轉動90o，注意觀察第一缸的進、排氣門是否發(fā)生變化。再持續(xù)轉動曲軸270o，確認壓縮上止點標志對正。如無開啟現(xiàn)象，回轉曲軸至原標志處。開始調整氣門間隙，首先選擇前五缸的十個氣門（即1-2-3-4-5-6-7-8-9-10）調整為標準間隙。調整完畢后，將曲軸轉動360o，調整11-12這兩個氣門的間隙，同時在已經(jīng)調整好的前五缸十個氣門中找出氣門間隙明顯增大的兩個氣門。為什么這兩個氣門間隙會增大？原因是在凸輪的升程作用下，這兩個氣門原本處于打開狀態(tài)，不應該調整這兩個氣門間隙時而又調整到了標準間隙，當凸輪軸轉動180o后，凸輪的升程自然消失了，這兩個氣門間隙就變得特別大了。找出這兩個氣門，將它們的氣門間隙調整至標準后，整個柴油機的氣門間隙全部調整完畢。

以上三種氣門間隙調整法的初步比較見表1。

三種氣門間隙調整法的初步比較表1

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3 三種氣門間隙調整方法的模糊評價

以柳工ZL50裝載機的柴油機氣門間隙調整方法為優(yōu)化對象，對甲、乙、丙三種調整方法進行模糊評價。根據(jù)維修技術人員的培訓學習情況及柴油機工作特點，建立速度、記憶、質量、效果等評價目標，如圖2所示。

圖2 氣門間隙調整方法的評價目標樹

3.1 確定自動避障系統(tǒng)評價目標集

U=（速度,記憶,質量,效果）

3.2 給出評價集

V={優(yōu)秀,良好,一般}

3.3 確定權重集

A=（0.3,0.3,0.2,0.2）

3.4 專家評價

請行業(yè)專家對評價目標集中每一個目標bi（i=1，2……n）按照評價集中的評價打鉤（“√”）。這項工作針對每一個方案進行，對于某一評價目標bi，有z個評價結果

其中某一元素Υmz表示在第z方案中，對評價目標bi，持Pm評價的專家占總數(shù)的百分比。評價目標數(shù)n=4，評價數(shù)m=3，方案數(shù)z=3。

3.5 建立評價矩陣

3.6 綜合評價

同理，計算出Z乙=[0.3,0.3,0.2]，B丙=[0.3,0.2,0.2]。

3.7 歸一化處理

同理，計算出Z乙=(0.375,0.375,0.25)，Z丙=(0.43,0.285,0.285)。

結果表明，對于三種氣門間隙的調整方法，評價為“優(yōu)秀”的隸屬度分別為28.5%，37.5%，43%，故快速調整法為三種氣門間隙調整法中的最佳方法。

4 結論

運用現(xiàn)代機械設計的理念和方法，采用模糊評價方法對常用的氣門間隙調整方法——“逐缸調整法”、“雙排不進法”和“快速調整法”進行評價，與長期的柴油機使用、維護和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗一致，“快速調整法”具有如下優(yōu)點：無須記憶柴油機的做功順序；無須觀察進、排氣門的排列位置；廣泛適用于不同型號的發(fā)動機，尤為適合多缸發(fā)動機；簡單方便、快速準確，對于初學柴油機氣門間隙調整的維修技術人員可優(yōu)先采用此法。

[1]劉新平.四沖程內燃機氣門間隙調整方法的探討[J].河北農(nóng)機,2006(02):23-24.

[2]徐有軍.內燃機氣門間隙快速調整法的探究[J].機械研究與應用,2011(06):144-145.

[3]田光輝.多缸發(fā)動機氣門間隙調整方法[J].四川農(nóng)機,2001(06):22.

[4]粟士敏.調整四沖程多缸內燃機氣門間隙的圖解方法[J].內燃機車,1986(02):6-9+14.

[5]蘆改正,周書和,李富和.內燃機可調氣門判斷分析[J].裝備制造技術,2008(06):4-6.