直列四缸四冲程八气门汽车发动机的气门间隙调整
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摘要： 介绍了发动机之所以要留气门间隙的原因及影响，确定了直列四缸四冲程八气门发动机间隙调整的顺序，与具体调整方法，并对其调整顺序做了一个简单、易记的总结。
Abstract： The paper introduces the causes and influence of valve clearance in engine， determines the order of clearance adjustment of engine with in-line four-cylinder， four-stroke and eight-valve， and specific adjustment method， and makes a summarization.
关键词： 气门间隙；四缸；四冲程；发动机；双排不进
Key words： valve clearance；four-cylinder；four-stroke；engine；double exhaust and no suction
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）14-0065-02
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作者简介：刘奇（1980-），男，湖北武汉人，教师，助教，研究方向为汽车发动机检测与维修。
发动机工作时，气门因温度升高而膨胀，如果气门与其传动件之间在冷态时无间隙或者间隙太小，则在热态时气门及其传动件受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩行程和做功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易启动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门与其传动件之间留有一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这一间隙通常称为气门间隙。有的发动机采用液力挺柱，液力挺柱的长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。气门间隙过大，一方面使传动零件之间及气门和气门座之间产生撞击声响，并加速磨损，另一方面是气门开启时间减少，气缸充气、排气效果变差；而间隙过小，会使气门关闭不严而发生漏气，导致功率下降，甚至烧坏气门。
2 气门间隙顺序的确定
本文只讨论直列四缸四冲程八气门汽车发动机的气门间隙调整，以下所有观点只对于该发动机而言。
对于直列四缸四冲程八气门汽车发动机而言，其八个气门什么时候可调，由留有气门间隙的原因可知，调整气门间隙必须是气门在完全关闭的状态下才可以进行的。
2.1 直列四缸四冲程发动机的气门开启、关闭状态 气门开启关闭状态和发动机工作的四个冲程相关，理论上四缸机工作循环见表1。在发动机工作循环中相对应的进气行程中进气门开，排气门关；压缩行程中进、排气门均关闭；做功行程时进、排气门均关闭；排气行程中进气门关，排气门开。这是理论状态下各气门开启和关闭状态，但在发动机实际工作过程中，因为发动机转速很高，活塞每一个行程历时都很短，上海桑塔纳轿车发动机在最大功率时转速为5600r/min，一个行程历时仅为60/（5600×2）s=0.0054s。这样短时间的进气或排气行程，往往会使发动机充气不足或排气不净，从而使发动机功率下降。因此，现动机都采用延长进、排气时间的方法，既气门开启和关闭时刻并不正好是曲拐处在上、下止点的时刻，而是分别提前和延迟一定的曲轴转角，以改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性。通常把进、排气门实际开闭时刻称为配气定时，用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示。进、排气门具体开启和关闭时刻可以参考配气定时图（图1）。
2.2 直列四缸四冲程发动机的气门调整原则 根据留有气门间隙的原因可知，气门间隙的检查与调整调整必须在气门完全关闭状态下时方可进行。而根据发动机配气定时工作原理，气门调整时刻可以与相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角相对应，具体原则为：
①处于压缩上止点的气缸进气门和排气门均可调；
②处于排气行程的上止点的气缸，进气门、排气门均不可调；
③处于进气行程和压缩行程的排气门均可调；
④处于做功行程和排气行程的气缸，进气门可调；
⑤气门间隙必须在规定的冷机或者热机状态下调整到标准值。
2.3 直列四缸四冲程发动机的气门调整顺序的确定 在确定调整气缸气门时，可以先选用一个缸作为参照。因为多数发动机都有点火正时标记，该标记即对其时一缸正处于压缩上止点。下面以一缸处于压缩上止点时刻为例分析哪些气门可调。参考配气定时图和工作循环图，一缸处于压缩上止点时，压缩行程结束，做功行程的开始，此时进、排气门均处于关闭状态，进、排气门均可调；二缸的做功行程已经结束，开始进行排气，进气门关闭而排气门开启，进气门可调；三缸的进气行程结束，压缩行程开始，因进气门延迟关闭，此时进气门开启，排气门关闭，排气门可调；四缸的排气行程结束，进气行程开始，因排气门的延迟关闭和进气门的提前开启，此时进、排气门均处于开启状态，进、排气门均不可调。总结为一缸的进、排气门可调，二缸的进气门可调，三缸的排气门可调，四缸的两气门均不可调。结合该发动机的发货顺序1-3-4-2，处于压缩上止点时，可调的气门可以简单的概括为四个字——“双排不进”。其含义为： “双”指此时一缸的两个气门可调；“排”指此时三缸的排气门可调；“不”指此时四缸的两个气门均不可调；“进”指此时二缸的进气门可调。从上可以看出，找到压缩上止点后可以一次调整四个气门，当我们把曲轴旋转一周，既凸轮轴旋转半周后，一、四缸的工作循环互换，二、三缸的工作循环互换，此时一缸的两气门均不可调，二缸的排气门可调，三缸的进气门可调，四缸的两气门均可调，也就意味着此时我们可以把剩余的四个气门也一次性调整完。推广一下，对于发火顺序为1-2-4-3的发动机同样可以概括为这四个字，只不过其对应的缸号要稍作改动，“排”指二缸的排气门而“进”指三缸的进气门。
3 气门间隙调整步骤
3.1 确定1缸压缩上止点位置 多数发动机都有点火正时标记，只要转动发动机曲轴对正标记，既说明1缸处于上止点。是否处于压缩上止点，还需有一些辅助判断方法：如观察分电器分火头位置、气门状态、顶置凸轮轴发动机的凸轮位置等。
3.2 进排气门的判断 对于直列四缸四冲程八缸发动机而言，为了进一步改善其换气效果，其进气门一般要比排气门大，但这个判断方法必须要拆下气缸盖后才能判断出该气门种类。另一种方法是沿曲轴的旋转方向旋转该发动机的曲轴，在一缸处于压缩上止点时，处于二缸上方的凸轮轴上的凸轮所压缩的那个气门即为排气门，那么该发动机所有气缸处于同一排的四个气门都为排气门，另一排则为进气门。
3.3 调整气门间隙 按照上文所述找到一缸压缩上止点并确定了进、排气门后，按“双排不进”方法先调整其中四个气门，旋转曲轴一周后调整剩余四个气门即可。一般汽车发动机气门间隙为0.25～0.35mm，具体间隙值参照该发动机说明。间隙的测试一般使用塞尺，调整后的间隙一般以能塞入该发动机标准间隙厚度的塞尺，能拖动但略有卡滞为宜，这就说明该间隙是合适的。当然有些有多年经验的师傅可以直接凭拨动传动件的手感结合传动件与气门敲击的声音上来判断气门间隙是否合适，这种方法一般不推荐使用。
4 总结
气门间隙的调整是汽车维护与维修时经常遇到的项目之一，熟知发动机配气机构工作原理有助于确定气门间隙的调整方法和次序，一些简单易记的口诀有利于快速调定发动机的气门间隙。其他各种发动机如直列六缸、V形排列的气缸等，根据同样的原理与方法，都可以使用“双排不进”的口诀进行快速调定。
参考文献：
[1]汽车构造（上册）/陈家瑞主编.3版.北京：机械工业出版社2009.2.
[2]汽车构造与拆装/白晶主编.北京：机械工业出版社，2010.
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[3]刘绍娜，李书伟.汽车构造课程教学的思考[J].科教文汇（下旬刊），2011（03）.