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微型汽車發動機真空度的改善

2011-01-07 05:37:16歐陽卡羅建亮
裝備制造技術 2011年5期
關鍵詞:發動機測量

歐陽卡,羅建亮

(柳州五菱柳機動力有限公司,廣西柳州545005)

處于真空狀態下的氣體稀簿程度,通常用真空度表示。從真空表所讀得的數值,稱真空度。真空度數值是表示出系統壓強實際數值低于大氣壓強的數值,即真空度。

真空屬于低氣壓,剎車的真空產生于進氣歧管上,進氣歧管上有個管子通向發動機室內剎車助力泵,真空的低氣壓與大氣壓力差產生的力量,作為輔助助力幫助車輛更輕松地制動。如發動機真空度過低,壓力差減小,輔助助力就會變小,車輛腳制動力變大,腳踏板變硬,影響車輛剎車性能。

1 問題的描述

(1)背景:根據市場信息反饋,市場上大量出現M1型轎車腳制動踏板偏硬現象,據分析為LJ465Q-2ANE6發動機真空度過低引起。M1型轎車腳制動踏板偏硬,腳制動力需求增大,致使該型轎車出現安全風險。

(2)真空度技術要求。真空度正常在60 kPa左右,不能低于53 kPa。低于53 kPa的真空壓力會使輔助助力過小,剎車力需求變大,腳踏板變硬,影響車輛剎車性能。

2 測量方法及真空度過低的常見原因

開啟發動機直至冷卻液溫度升至83~93℃之間,把真空表裝在PCV閥通氣管的外端上(如圖1所示),再裝上發動機轉速表或故障診斷儀。發動機保持(850±50)r/min速度轉動,在這種轉速條件下,真空度不能低于0.053 MPa。

圖1 測量真空度

常見導致真空度過低的原因有:

(1)氣缸墊的泄漏;

(2)進氣歧管密封墊的泄漏;

(3)氣門密封面的泄漏;

(4)氣門彈簧彈力減弱;

(5)氣門間隙沒調整;

(6)氣門定時沒調整好;

(7)點火正時不正確。

3 數據采集分析

3.1 數據對比分析

基于試驗車的進氣和排氣系統對真空度影響的數據對比分析如表1所列。

表1 數據對比分析表

從以上數據分析可知:

(1)帶空濾器的真空度比不帶空濾器大2 kPa左右;

(2)不帶三元催化及消聲器的真空度比帶三元催化及消聲器的大2 kPa左右;

3.2 整車廠測量數據

測試M1型車輛共16輛,其中1輛為試驗車,另外15輛為剎車力偏大,不能達到整車測試要求的下線新車。數據分析如下:

(1)在15輛不合格測試車中,有5輛的發動機氣門間隙不合規范;有1輛在測試過程中出現防凍液泄漏而中斷測量;另外9輛的發動機運行數據正常。

(2)在5輛氣門間隙不合規范的M1車中,有1輛氣門間隙過大產生氣門異響,并且真空度波動異常(45~53 kPa);4輛真空度偏低,真空度偏低是氣門間隙偏小造成,通過將氣門間隙調節至規范值范圍,真空度達到未磨合新機的水平。

(3)根據現場測量數據,空調的開關狀態、發動機運行的水溫狀態,都對發動機的真空度產生很大的影響。從空調開到空調關,真空度的提升值在8~17 kPa左右;水溫從常溫到正常工作水溫(88~96℃),真空度的提升值在9~18 kPa左右。

(4)未磨合的新發動機的真空度,比磨合后的發動機的真空度要低10~13 kPa左右。

(5)在15輛測試剎車力偏大的M1車中,有4輛真空度偏低,所占的比例為26.67%;在4臺真空度偏小的發動機中,氣門間隙沒有達到技術規范的有4臺,所占比例為100%。有9輛的真空度正常,所占比例為60%。在9臺真空度正常的發動機中,整車測試剎車力為開空調、低水溫工作狀態。

3.3 發動機廠測量數據

以下為發動機廠抽檢5臺發動機真空度數據,真空度數值都不符合技術要求。

表2 發動機真空度抽檢數據表

4 原因分析

針對部分M1型新車LJ465Q-2ANE6發動機真空度偏小的問題,通過現場檢測相關數據分析,導致發動機真空度偏小的根本原因為:

(1)測量條件規范不明。空調的開關狀態、發動機運行的水溫狀態,對發動機的真空度產生很大的影響;未磨合的新發動機的真空度,比磨合后的發動機的真空度要低。

(2)氣門間隙(冷態 (0.11± 0.02)mm;熱態(0.23±0.02)mm)調配太小。氣門間隙調節過小,會使進氣門提前開啟,排氣門提前關閉,進氣阻力減小,進氣壓力增大,真空腔內的真空度也就變小。

5 臺架試驗

對磨合后的LJ465Q-2ANE6汽油機進行臺架試驗。綜合考慮性能、缸壓、排放噪音等因素,測定發動機冷熱態氣門間隙與真空度的關系,確定最佳真空度下氣門間隙值。試驗現場見圖2。

圖2 發動機試驗臺架

5.1 實驗方法

(1)第一步——使冷卻液溫度冷卻至環境溫度下(冷機狀態),將氣門間隙調至0.09 mm,記錄此時的氣門間隙及對應冷卻液溫度值、缸壓值,然后起動發動機,記錄剛起動時的轉速、真空度值、大氣壓值、診斷儀所測進氣壓力和溫度值;

(2)第二步——在冷卻液溫度達到40℃、50℃、60℃、70℃時記錄轉速、真空度值、大氣壓值、診斷儀所測進氣壓力和溫度值;待冷卻液溫度達到83~93℃,轉速達到正常怠速值850 r/min時,記錄此時的轉速、真空度值、大氣壓值、診斷儀所測進氣壓力及溫度值,然后停機,以最快速度測量此時的氣門間隙值;待冷卻液溫度溫冷卻至環境溫度值后,再測量此時的氣門間隙值,記錄相應的冷卻液溫度及間隙值。

(3)第三步——使冷卻液溫度冷卻至環境溫度(冷機狀態),將氣門間隙(mm)分別調至0.11,0.13,0.15,0.18,重復第二步試驗,并記錄下相應數據。

5.2 試驗數據分析

(1)真空度。發動機冷態氣門間隙(mm)為:0.09,0.11,0.13,0.15,0.18,最大真空度(k Pa)分別為:49,52,58,60,63。

(2)缸壓。發動機氣門間隙(mm)為0.09、0.11,缸壓在1.2~1.3 MPa之間;氣門間隙(mm)為0.13、0.15,缸壓在 1.3~1.4 MPa之間;氣門間隙(mm)為0.18,缸壓大于1.5 MPa(注:缸壓規范要求為標準1.324 MPa,最低 1.177 MPa)。

(3)發動機在不同氣門間隙的發動機外特性試驗,發動機調氣門間隙在(0.11~0.18 mm)之間,發動機功率為(44~46 kW),扭矩為(81~85 N·m),滿足性能要求。

(4)排放。測量發動機怠速點排放,不同發動機氣門間隙對排放的影響微小。

6 整改措施

(1)調配氣門間隙值由(0.11± 0.02)mm(冷態)改為0.13~0.18 mm(冷態),以使發動機的真空度達到設計要求。

(2)明確真空度技術要求。發動機在整車狀態下,磨合前、熱機、空調關閉狀態下真空度正常在60 kPa左右,低于53 kPa需要維修。

7 措施驗證

表3為修改氣門間隙后,抽檢12臺發動機的真空度數據,符合發動機真空度設計要求。

8 結束語

針對微型汽車發動機真空度不足的問題,在明確發動機真空度的技術條件下,通過一系列數據分析和臺架試驗,找出最佳的氣門間隙調配值,使真空度達到發動機的技術要求,同時可以滿足車輛的剎車性能,提高整車的安全性。

表3 試驗數據表

[1]周龍保.內燃機學(第二版)[M].北京:機械工業出版社,2006.

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