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关于摩托车气门间隙变化的研究(铝合金缸盖)

关于摩托车气门间隙变化的研究(铝合金缸盖)

一.关于缸盖的前后温度
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' a) j  ?" ?1 w! X$ W/ D如果把缸盖依照进气门和排气门的分布而分成两部份:
, w5 W+ `4 m& a4 r
  J+ X: [. C. o7 P2 \那么,在车子不在行驶时,应该是进气门部份缸盖的温度低,因为受到进气空气的冷却,排气门部份的温度高,因为受到排气高温灼烧的缘故。: `% d' y) Y! ~6 t5 ^, I
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但是,如果车子在正常的行驶当中,因为排气门部份的缸盖在前部,受到迎风空气冷却的缘故,而进气门部份在后部,相对冷却效果差,那么,进气门和排气门的缸盖温度应该是 差不多的。. L' L' j$ ^4 n4 k  V( F' k) Z9 A
% J1 k- F; X. z) D+ F2 A6 p: z
同时,由于铝合金是热的良导体,热的排气门部份的高温会很快的向相对较冷的进气门部份传导,% `8 V9 M0 G, i3 B

2 p& \! u$ O+ y- m7 n因此,我们得出结论,车子行驶当中,缸盖温度是基本均匀的,也就是进气门部份和排气门部份的缸盖的热膨胀量应该是差不多的。1 I6 v& t4 h/ B- s, i) v, D
5 V7 V; G! I4 ]4 C5 y: f
但是,排气门(600℃~800℃)的工作温度比进气门(300℃~500℃)大的多,所以排气门伸长也就比进气门大,这就也许是我们在调整气门间隙时,一般把排气门间隙调节的比进 气门大的原因吧。(纯属个人猜测)
8 k  v: @, `2 M/ Z8 Q- ~$ F7 V) A7 H, N% v
二.关于气门的温度高低
4 L4 H" c, G9 O
+ G; Z) z, }/ i( w实际上,为了更好的解释气门间隙,我认为气门温度应该分为3个阶段:# X5 h- `7 B4 E2 w

9 V3 g( y5 n. P7 R% Xa.冷态温度,即发动机未发动前,气门的温度,这等于当时的气温  U. X. d: x2 V% c! c
b.工作温度,即发动机正常工作一段时间后,温度不在升高时的温度,也就是气门的最高温度
3 F3 p, B9 M6 Z5 @' ?" Q% AC.热态温度,即发动机停机后,若干分钟后的温度,时间长度一般是指:我们在做热态间隙调整时,打开缸盖后到刚刚调节好气门间隙时的那一段时间的温度,显然,此时的气门 温度和缸盖温度是一样的(这个从发动机停机到打开缸盖调节好气门间隙的时间,足以让气门温度和缸盖温度保持一致!!)- W" B) z% v# c0 s

# e0 J; v8 x* Y相应的,气门间隙也就有了4个阶段:4 c' m! j# G' g$ T8 i  X
a.冷态间隙5 _% _: E+ |% f
b.工作间隙$ t7 Z8 d& Q9 b! f  i9 C2 _% Z
c.热态间隙- O2 B  G; o- \* g; O  W
d.(实际上还有一个阶段:“启动间隙”,这一阶段存在的缘故,是由于启动时气门温度升高快,缸盖温度升高慢引起的,这一阶段时间很短,大概是几分钟,后文将会详细讲到 )& {: ?8 s# F1 s% T, v2 H: r

$ Z, U3 {. e% \" Q, v( `/ h那么这4者的大小又是如何呢?
+ i& d0 p7 C' [9 J+ L" P$ l4 t! R% _! R3 f3 h3 w8 N, X8 j
三.关于气门的间隙大小
8 Y8 s$ b& N7 e4 d1 w2 d, j% N2 q* T* D/ L9 ^% F# l
我们先来看“冷态间隙和热态间隙”,我的另一篇文章已经指出:
) _& d! |% F& [5 h. u, P《◆小叶出品◆关于摩托车发动机的气门冷热间隙》:
/ J5 K% C" K5 e; T4 K) m工作间隙〉冷态间隙1 I( g/ c6 K! j* u
(注意:该篇文章中的“热态间隙”写的是发动机工作时的间隙,所以该文章中说的“热态间隙”,实际上就是本文章中的“工作间隙”,不可混淆!!!!切记)$ q, n; V1 |( O# l: l
, R+ F' f: h' x$ `' O
再来看“工作间隙和热态间隙”+ D! t- f& b2 ~9 ^2 [+ o
在气门从工作温度过渡到热态温度时,由于气门温度变低很多(和缸盖温度相同),所以气门长度变短,但是由于时间较短,整个的发动机温度也就没有发生很大的变化,所以缸 盖的温度也就相对变化不大,也就是缸盖的伸长基本没有改变,所以在热态时气门间隙变大:
/ b$ o; x- m" [5 h* e+ M热态间隙〉工作间隙9 V- q  g. J  C6 r3 {) j* R
4 w& E4 O9 J8 q) ?: Z$ [3 C
所以,我们得出结论:
! e$ P' r% j/ o热态间隙〉工作间隙〉冷态间隙. l0 Z. U8 {4 e& @- w2 ]

$ }: t2 |* U, s1 Y2 T气门间隙的变化过程:6 N: [) X- n4 ^/ ?
然后,我们顺便研究一下,发动机从刚刚发动到正常工作温度后,气门间隙的变化:4 W" K/ O, g* w8 ]- l: G8 t; W
1.刚刚发动时,气门间隙等于冷态间隙,由于冷态间隙的存在,所以发动机可以听到摇臂敲击气门的很响的“答答答”声。, T6 e2 u7 y3 u3 I; g- W

- m# c" |" g4 P- p* T" ]2.在启动大概2-3分钟后,由于时间很短,所以发动机的整体温度基本不变,缸盖的温度也就升高很低,所以可以认为缸盖基本没有热膨胀而伸长(或伸长不大),但是由于气门是 直接紧贴气缸的,质量小,温升快,所以实际上,气门本身的温度是已经接近工作温度的,所以气门差不多已经接近了正常工作时的热膨胀的伸长量,所以气门间隙变小,如果把 这一间隙叫做“启动间隙”的话,那么这一个间隙是比所有间隙都小的最小间隙。所以此时发动机的声音忽然变小很多,有时甚至听不到摇臂敲击气门的声音。这时发动机的声音 最动听!!
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同时得出:热态间隙〉工作间隙〉冷态间隙〉启动间隙
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7 A& h5 @7 b+ I, H- y3.随着发动机的运行,缸盖温度也逐渐升高,所以缸盖逐渐伸长,但是,由于气门在“启动间隙”阶段,就已经达到了工作温度,所以长度基本不变,所以,气门间隙逐渐变大, 当发动机达到正常的工作温度后,气门间隙也就达大了“工作间隙”,此间隙大于“冷态间隙”,所以发动机发出了比冷态时更大的摇臂敲击气门的声音。5 x5 s3 b. r& D8 N. k
) Q# s' j1 u) P
所以,我们发动机启动后,就发生声音从大到小,再到更大的声音的有趣变化。这同时也间接证明了我以上结论的正确性。/ X8 ?. }6 @. s9 F/ x

! E2 }0 \  ~( ~
0 m) D7 o2 [+ E1 I, G# H- V. d$ s四.关于气门的调整建议
/ H& I0 C" \+ y; s7 Q) U. v6 X3 F! M6 n+ S  z
我在另一篇文章中曾经指出过:" K4 L$ w% R4 q, _6 _* e: H8 u( R' T
《◆小叶出品◆了解发动机之配气相位与气门间隙详解》:
$ T: u+ N6 W0 E1 @7 c
, \& d. Y' B1 f8 j# X& _气门间隙的作用:给热膨胀和回弹留余地。留气门间隙是由于材料的不完美,加工精度的缘故而存在的。如果从配门相位的角度出发的话,那气门间隙的存在是有害的,是不应该 存在的,因为它改变了气门相位的精准和降低了进气和排气的效率。+ @. A! i- ^: Z- G2 r0 s0 J

( M0 w" x' {$ S上面我们得出铝缸盖的气门间隙结论:热态间隙〉工作间隙〉冷态间隙〉启动间隙: R2 `2 E7 n8 [/ ]1 y

/ g7 }8 w' C2 V# w所以,我们调节气门就分为2个方向:
2 D; O. U0 s7 A% O) i% |
7 ?0 x/ h" m$ La.仅考虑正常工作时的间隙% h$ H* x3 V5 |6 r7 k5 s
(注:“0间隙”指已经考虑气门回弹和加工精度误差)6 w  J, U) @; }+ r  S; k$ _

, w" F! K0 C  K7 z如果只考虑发动机的正常工作时的气门间隙的话,那么最好是“工作间隙”调节为0,此时保证了气门相位的精准,同时保证了气门的开度最大化,有最大的进气和排气的效率。但 是,这样一来,发动机在启动时气门间隙就就会为负间隙,导致启动时气门关闭不严,影响到发动机的正常启动。
, u0 X, a: K6 S" p& t( E3 g  I' K5 g$ z% I- j
b.保证从启动到正常工作温度时的全程状态的间隙
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显然,此时调节气门是最好是把“启动间隙”调节到最小,那么启动间隙又怎么调节呢?显然是不可能在发动机启动时调节的。  ^7 `& j- F) t  L3 o' I( f: g; Z
这里有一个巧取的方法,如果我们知道冷态间隙比启动间隙大多少的话,那么只要把冷态气门调节为这一差值就可以了。显然,这一差值就是气门工作温度和冷态温度差的热膨胀 量(因为在启动阶段后期,气门温度已经达到工作温度,而缸盖的温度基本变化不大,这已经在上面提到过),如果气门的长度是100mm,温度500度的话,这一差值是0.5mm。(《 ◆小叶出品◆了解发动机之配气相位与气门间隙详解》里面已经有精确的计算)。
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+ }. e: k9 a+ V3 V我想,这就是很多教科书和工厂要在冷态留气门间隙的缘故吧,同时间隙调节的越大,相对启动也越容易。(因为冷态间隙〉启动间隙,而启动间隙为0,所以冷态留间隙); o% }( v0 u1 d
2 H/ x6 Y$ r& C- |3 ~5 v0 M
可是这里又出现了另一个问题,我们厂家给出的数据,气门间隙一般是0.04~0.15mm,这可是远远小于上面提到的0.5mm,也就是说我们无论如何调节冷态气门间隙,气门在启动阶 段都是工作不正常的,都会关闭不全。( y( b' N. m# a/ D3 R
既然如此,我们又何必管冷态间隙呢,那么索性只要把工作间隙调节好就可以了吧。或者干脆把冷态间隙调节为0,不是更简单吗?
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3 O; ^8 F$ n2 Z# c/ E7 ~但是我的建议是在热态调,即调节“热态间隙”,因为“冷态间隙”的“0”这个间隙是无法调节的,往往不是“过大”就是“过小”,如果用塞尺的话,这种塞尺根本就找不到, 也不可能找到,如果用手感觉的话,也毫不准确,一不小心就过头,或者过大,有点摸彩票的味道。6 I3 ~% }( W$ i! T+ O8 ?
由于:热态间隙〉工作间隙〉冷态间隙〉启动间隙,热态间隙是最大的间隙,所以我们只要在车子热态温度时,调节“热态间隙”一定的值,也就保证了“冷态间隙”的“0”间隙 ,当然,这个具体的数值看车而定,需要试验后才知道,我的车子gn250目前是调节为“热态进气间隙0.04”,“热态排气间隙0.08”,目前来说感觉良好,我估计其它的车子也应该差别 不大,具体的大家最好自己试验一下。, q5 A' o& a' n' ]. C, g$ M* J
7 x% [; ^, z# P" O$ m+ i( Z2 O& G8 l
另外,我建议:9 q1 S  h$ V( j' x. p
a.经常跑长途,对发动机声音比较在乎的,气门间隙调节相对小点(仅考虑工作间隙)
9 D/ P  J! E% y% k- \5 Z6 |b.只在市内骑,长途不多,特别是只上下班的,气门间隙调节相对大点(考虑冷态和启动间隙)! |. ?4 [6 q! s5 P. b

; i* R  X2 X7 ]5 ~, e五.顺便说一下为什么冷车启动难(下面是原因之一,不是全部)
" }+ ~  ]- }/ x" e为什么冷车启动难呢?因为从冷车启动,要经过一个“启动间隙”的过程,而“启动间隙”是所有间隙当中最小的一个间隙,这一过程中,气门间隙甚至有负间隙的可能?而从热 车启动,跳过了“启动间隙”,启动时是直接从“热态间隙”开始的,“热态间隙”是所有间隙当中最大的一个间隙,也就是从热态启动时,气门间隙是从大到小的一个过程。! m# ~9 B* U4 p. l, M/ i( U) j
冬天时,以上情况的影响会更大,当然,冬天温度低,导致汽油雾化不好,机油粘度大,也是主要原因之一。

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请教高手师傅

调气门会影响油耗吗,或是加大游耗,我的车给售后的师傅调了,好象没力了,) W' x/ m. D& D# {
是不是调气门的问题。

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