第4期（总第237期） 2018年8月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 4 (Serial No 237 )
Aug2018
车用柴油机气门间隙调整片的可靠性增长研究
胡丰泽，王小慧”，王增全
(1海军驻大同地区军事代表室，山西大同037036;2.中国北方发动机研究所（天津），天津300400）
摘要；针对某型车用柴油机气门间隙调整片存在的可靠性问题，开晨气门间隙调整片的故障树分析，研究气门
片的既有可靠性进行评价。在此基础上，从结构、材料和工艺等方面研究气门间隙调整片的可靠性增长措施，运用可靠性模型对可靠性增长效果进行评价，并进行试验验证。研究表明，气门间隙调整片的故障模式为接触疲劳破坏，通过采取优化结构和工艺参数、更换材料等可靠性增长措施，气门间隙调整片的可靠性能够得到显著提高。
关键词：柴油机；气门间隙调整片；可靠性分析；可靠性模型；失效机理 DOI:10 3969/j issn 1001-2222 2018 04 007
中图分类号：U4641712
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)04-0033-07
气门间隙调整片是柴油机配气机构的核心零部件之一。根据某型车用柴油机在试验和使用过程中故障信息的统计分析，气门间隙调整片表面剥落与异常磨损是该型柴油机的一种典型失效模式。在所有气门间隙调整片中，排气气门间隙调整片的表面刻落现象无为明显同时，该失效模式的发生时间具有一定的随机性。气门间隙调整片的表面剥落与异常磨损，会引起与其接触的凸轮型面异常磨损，而凸轮型面的损环文会影响气间原以及气广门运动规律，进而导致气门运动不连续并产生较大的冲击与噪声，有时还会引发其他故障
从气门间隙调整片的载荷特点与故障现象可以初步判断其失效模式为接触疲劳。针对接触疲劳与寿命预测问题，国内外学者从不同角度对其进行了研究1-12]。朴钟宇等使用球盘式试验机对铁基耐磨涂层进行了接触疲劳试验，根据试验数据得到了涂层的失效概率，能够预测在同一应力水平和摩擦工况条件下任意循环次数时途层的接触疲劳失效概率。郭耀斌等运用蒙特卡罗法模拟确定了齿轮接触疲劳应力与强度分布，对齿轮的接触疲劳可靠度进行了敏感性分析3]。GiorgioBarone等研究了基于年度可靠性指标、风险以及寿命分布的结构系统全寿命周期维修概率方法了。张兴权等利用强激光冲击处理渗碳率火齿轮表面，研究了激光冲击强化对齿轮金相组织成分与接触疲劳性能的影响5。孙
收稿日期：2017-12-28；修回日期：2018-05-21
凤文等建立了履带式装甲底盘侧减速器的可靠度计算模型，利用接触强度寿命系数与应力循环次数计算了以行驶里程表达的主、被动齿轮接触疲劳可靠寿命["]。SoYoungKim等研究了航天器电力系统的性能退化与失效行为，给出了电力系统的可靠性评价与多状态失效分析结果。
本研究针对气门间隙调整片的表面剥落与异常磨损故障，对其开展故障树分析，研究气门间隙调整片的失效模式及其失效机理。在此基础上，建立气门间隙调整片的可靠性评价模型。研究气门间隙调整片的可靠性增长措施，对可靠性增长效果进行评价，并进行试验验证
1气门间隙调整片的故障树分析与失效机
理研究
气门间隙调整片在柴油机上的安装结构见图1。气门间隙调整片表现出的故障现象主要为表面剥落与异常磨损，尤其是表面剥落。图2示出了气门间隙调整片故障前后的对比。从图2可以看出，发生故障的气门间隙调整片表面存在由剥落所形成的凹坑。
图3示出了气门间隙调整片损坏后的表面微观形貌。结合气门间隙调整片损坏后表面的宏观与微观特征，可以初步确定气门间隙调整片的失效模式为接触疲劳破坏。
作者简介：胡丰泽（1971一），男，高级工程师，主要从事内燃机方面的研究，