配气传动件对气门导管的影响分析.pdf

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1、吴国胜付晓燕李树生：配气传动件对气门导管的影响分析配气传动件对气门导管的影响分析AnalysisofGasDistributionInstitutionToValveGuidePipe吴国胜付晓燕李树生(济南柴油机股份有限公司)(摘要]本文对190系列发动机气门导管使用中存在的偏磨问题，从设计方面分析了传动件的结构对气门导管的影响，找出因凸头的滑移量过大，摇臂横桥运动不平衡等问题影响气门导管偏磨的原因。并提出了改进措施。[关键词]发动机气门导管190系列发动机在多年的使用中，一直存在着气门导管的偏

2、磨问题。曾先后对摇臂横桥(以下简称横桥)的定位形式进行多次改计。从最初的导向柱结构到现在的拨叉结构．但对解决气导管的偏磨问题收效甚微。尤其是在气机上出现气门导管的上、下口磨损呈椭圆状的严重现象，直接影响到气门的正常工作。1介绍190系列柴油机的气缸盖采用的是单体式、四气门结构，每个气缸盖有两个进气门和两个排气门，两同名气门串联布置。进、排气门的启、闭由配气机构来实现。其结构如图l所示。为保持两同名气门同步工作，在两同名气门顶部装有横桥，气门摇臂通过横桥推动两同名气门同时工作。S圈11气门2拨叉3导

3、向柱4横桥5气门摇臂6摇臂座从气门传动机构运动学分析，工作时，气门摇臂绕臂轴产生摆动，由凸头处压动横桥生上、下直线运动。因此凸头处除向下运动外，还产生横向位移，该位移对气门受力产生较大影响。从结构布置上分析，190系列发动机存在以下问题。2原因分析2．1凸头滑移量过大190系列柴油机气门摇臂机构及开、闭位置如图2所示，其运动行程为16mm。气门关闭时。凸头中心位于摇臂轴线下方2．72mm，即气门的开启。点低于摇臂轴的中心。气门开启过程，凸头沿着以摇臂中心R93弧线运行推动横桥下移时．运行轨迹落在R

4、93的下行段上，即为滑移的逐渐增大区。当气门处于全开位置时．使凸头向摇臂轴侧滑称2．05mm，偏离横桥的中心较大距离，由此造成两同名气门受力不均。产生气门的侧推力。导致气门导管偏磨。圈2由此可见，该机由于凸头的开启位置太低，当气门完全打开后凸头产生滑移不在横桥中心，导致气门导管偏磨现象的重要因素。根据设计要求，通常气门关闭时，凸头中心应高出摇臂轴中心线0．35～0．5mm倍气门行程。因此。合理的调整凸头的开启位置，减小凸头的滑移，是解决该机气门导管偏磨的有效措施。如表1所示为气门开启始点凸头相对摇

5、臂轴中心不同高度时，产生滑移的对照表。以h表内燃机与配件2011年第3期表1气门开启始点凸头相对摇臂位置高度与滑移量对照表高度h-2．72-2一lOl2滑移量e2．051．761．591．391．221．06高度h345．6(0．35h)678(0．5h)滑移蹙eO．91O．78O．580．54O．440．34示凸头距摇臂的高度，e表示凸头滑移量。由此可见，凸头滑移量的大小，与气门开启始点凸头相对摇臂轴中心位置有着密切的关系．当凸头的开肩位置距摇臂线的距离越近越低时．滑移量会趋于增大。按规范要求，

6、若190系列发动机凸头滑移应在0．58～0．34之间，比现结构的2．05mm滑移量大大减少。2．2凸头在凹座内的灵活性差190系列发动机摇臂上的凸头和凹座采用了基本尺寸相同的SR6球面配合。当凸头滑移时会产生更大的侧推力，致使气门导管偏磨。2．3拨叉和横桥的偏磨变形为保持横桥工作中位置稳妥定．在缸盖上设置有可能纵向摆动的导向柱。导向柱义铰接在固定于缸盖的拨叉上，拨叉与横桥是间隙配合，其拨叉开121槽为2搿。084，横桥苋zz-o-0．．181160(图3所示)。由于受结构的限制，拨叉开1：3槽处的

7、设计强度较低，加上导向柱的不稳定，运行一段时间后．拨叉和横桥之间产生偏磨使横桥偏转．横桥偏转后产生气门的侧推力，致使气门导管偏磨。同时也由于横桥的偏转造成横桥两端的调节螺钉撞击和打压弹簧上座致使发生气门锁夹脱落，气门掉人缸的事故。3措施对策3．1改变凸头与摇臂间的相对位置如上所述．造成气门导管偏磨的原因主要是凸头滑移过大的问题，解决这一问题最有效地措施是调整摇臂轴线与凸头中心的相对位置。190系列发动机摇臂轴线过高，若将其下降10．7ram，使气门开启状态下凸头中心在摇臂轴中心上方8mm，在工作行

8、程16mm范围内．凸头的运行轨迹是摇臂轴中心R93半径垂直切线方向．使凸头在16ram行程中滑移量仅为0．34mm，大大低于现有2．05mm滑移量(见图4)。且使凸头中心在气门关闭和全开时均位于横桥的中心位置．使传动件运行中产生的力均衡地作用在两同名气门上．减小或消除了气门的侧推力，可有效地解决气门导管偏磨问题。幽4根据上述气门摇臂作相应的改进。如图5所示。图中虚线部分表示改进前的结构和气门在全闭时摇臂的位置，此时摇臂短臂凸头的运行轨迹力R72。若单纯将摇臂轴中心高度垂直下移10．