發動機氣門燒蝕原因分析及預防措施

宮清磊

[摘 要] 發動機氣門是發動機的重要部件之一，氣門質量對于發動機的正常運行有著重要的影響作用。氣門燒蝕是發動機氣門的常見故障，通過對發動機氣門燒蝕的主要原因進行分析，結合工作經驗，總結了預防發動機氣門燒蝕的措施，對保證發動機的平穩運行，延長發動機使用壽命有一定的借鑒作用。

[關 鍵 詞] 發動機；氣門燒蝕；高溫環境；預防措施

[中圖分類號] U464 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）11-0050-01

氣門用于控制發動機的進排氣過程，在正常運行時，氣門可以起到良好的密封作用，保障發動機進、排氣過程的正常進行。由于氣門所處工作環境為高溫環境，高熱混合氣會使氣門出現燒蝕現象，其中排氣門更易發生燒蝕，使得發動機出現漏氣，甚至出現失火現象，降低發動機的使用性能。因此需要結合燒蝕原因，提出相應的預防措施。

一、發動機氣門燒蝕原因分析

（一）噴油提前角過大或過小

噴油提前角過大會使著火前，形成大量可燃混合氣，當這些可燃混合氣著火時，會使缸內溫度迅速上升，且最高燃燒溫度較高，超出氣門最高溫度承受上限，使氣門出現燒蝕。噴油提前角過大造成的氣門燒蝕在進、排氣門上均有出現；噴油提前角過小會導致可燃混合氣不能充分燃燒，在排氣門打開后，部分繼續燃燒的可燃混合氣會流經排氣門進入排氣管，造成排氣門的燒蝕。噴油提前角過小造成的氣門燒蝕主要出現在排氣門上。

（二）氣門與座密封性能下降

氣門與氣門座相互配合，起到密封的作用，氣門座的與氣門的密封性能降低會使缸內燃燒狀態的高溫可燃混合氣竄出，燒蝕氣門。密封性能下降的原因主要有以下幾點：1.氣門座熱變形。這種現象主要發生在排氣門處，氣門座受熱變形后會導致氣門與氣門座無法有效貼合，使密封性下降。2.氣門彈簧老化。氣門彈簧在使用一段時間后會出現疲勞損壞，常見現象為彈簧彈性下降，使氣門無法完全復位，氣門處的密封性下降。3.氣門座積碳。這種情況主要發生在排氣門處，積碳會影響氣門的行程，使氣門無法復位。

（三）長期高、超負荷運行

發動機長期高、超負荷運行導致氣門燒蝕的原因有以下兩點：1.高、超負荷運行需要增加噴油量，以保證動力性的需要，這就使得缸內形成了較高濃度的混合氣，當空燃比較低時，部分較濃混合氣燃燒速度過慢，無法在做功沖程中完全燃燒，在排氣門打開后，這部分混合氣在流經排氣門時繼續燃燒，使氣門發生燒蝕。2.長期高、超負荷會使氣缸溫度上升，且上一循環的殘余溫度無法得到有效散失，出現積溫現象，使得缸內溫度進一步上升，長期高溫熱浴下，會使氣門座發生變形導致氣門燒蝕或直接出現氣門燒蝕現象。

二、發動機氣門燒蝕預防措施

為了保證發動機使用的可靠性，同時延長發動機的使用壽命，需要對發動機氣門燒蝕現象進行預防，筆者結合常見的氣門燒蝕原因和相關工作經驗，提出了以下幾點預防發動機氣門燒蝕的措施，以供借鑒。

（一）合理設置噴油正時

噴油正時的合理設置可以有效控制在著火前可燃混合氣的濃度與分布，同時可以在很大程度上限定可燃混合氣的燃燒時間，避免了缸內溫度過高或燃燒持續期過長等問題的發生。目前電控發動機的噴油正時一般可以得到合理的設置，因噴油正時問題導致的氣門燒蝕現象也可以在很大程度上得到避免，但傳統機械控制噴油時刻的發動機依舊需要注意噴油正時問題。

（二）提升氣門與氣門座的密封性能

提升氣門與氣門座的密封性能應當從制造和維護兩個角度出發，氣門座制造時采用耐高溫、強度高的材料，并經過嚴格的熱處理工序，保證其受熱變形量在規定的范圍之內。在發動機使用一段時間后，需要對氣門部件，尤其是氣門彈簧進行檢修與更換，換用彈力符合要求的新彈簧，同時注意清潔排氣門氣門座上的積碳，以保證氣門復位的可靠性。

（三）養成良好的發動機使用習慣

預防氣門燒蝕的重要措施是養成良好的日常發動機使用習慣，避免長期在發動機高、超負荷工況下運行，使發動機熱力循環維持在正常的范圍之內，以保護氣門不受燒蝕。對于城市道路用汽車，一般較少會出現高、超負荷運行情況，但依舊需要注意盡量避免高速上坡；對于貨運汽車，應當嚴格禁止超載、超限行為，盡量避免急加速高速行駛。

氣門是發動機的重要部件，氣門燒蝕會嚴重影響發動機的實用性能和使用壽命。本文從噴油正時、氣門密封性、發動機使用習慣三個角度對發動機燒蝕原因進行了分析，并提出了具有針對性和可行性的預防措施。在日后的工作中，還需要進一步優化發動機的控制策略和制造水平，進一步降低發動機氣門燒蝕的可能性，提升整機的可靠性。

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