新聞主題	柴油發電機氣門組主要零部件的檢測與維修

摘要：柴油發電機配氣機構的作用是在規定的時間內，把清潔的可燃混合氣吸進氣缸，將燃燒后的廢氣排出氣缸，使發動機處于正常而穩定的工作狀態。由于配氣機構結構復雜，各部分零件因其材料、加工尺寸和受力程度以及配合間隙不同等眾多因素，會產生各種異響及故障，造成機件損壞，影響發動機的正常工作。柴油機配氣機構的異常響聲與曲柄連桿機構的異常響聲規律大多數是相同的，其最大區別是配氣機構的異常響聲不隨柴油機負荷的變化而變化。為此，本文針對發動機配氣機構常見故障進行了探析研究，并總結出有效的診斷方排除方法。

 

一、配氣機構的概述與原理

 

1、概述

      柴油機的配氣機構就好比人體的呼吸系統，進排氣的機械動作就有如人體的呼吸氣。盡管配氣機構的作用相當于人體的呼吸器官，但是它的作動原理以及構造卻相對要復雜許多。

      人體呼吸作用是指讓氧氣通過呼吸道進入到體內，使細胞在氧氣的參與下經過體內酶的催化轉換，將糖類、脂肪類以及蛋白質等有機物徹底氧化分解產生出二氧化碳和水，同時釋放出大量能量供肌體活動的過程。通常我們所提到的呼吸都是指有氧呼吸，而有氧呼吸也是大多數生物體的主要呼吸形式。實際上，除了生物需要做有氧呼吸外，柴油發電機組也同樣如此。表面看來，柴油發電機組雖然是一臺冰冷的鋼鐵機器，但是通過將各種電子設備以及功能零部件進行疊加，柴油發電機組已儼然具有了生物所特有的靈性。

      柴油發電機組的構成部件中，柴油機的配氣機構是非常重要的一個組成部分，它的作用和人體的呼吸器官一樣掌控著氧氣的進入，對于能否做功擁有決定權，不過它的工作環境可比呼吸器官嚴酷多了——油污、高溫、高壓，毫不夸張的說簡直有如煉獄。配氣機構的主要功能是按照一定時限自動開啟和關閉各氣缸的進、排氣門。它的作用則是空氣及時通過進氣門向氣缸內供給新鮮空氣，并且及時將燃燒做功后形成的廢氣從排氣門排出，實現柴油機氣缸換氣補給的整個過程。

2、作用

      按照柴油機每一氣缸內所進行的工作循環和點火順序的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮充量得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出；在壓縮與做功行程中，保證燃燒室的密封。

3、結構組成

      柴油機配氣機構主要由氣門組、氣門傳動組及氣門驅動組三大部分組成；氣門組由氣門、氣門導管、氣門彈簧、氣門鎖片及氣門彈簧等組成；氣門傳動組由凸輪軸、搖臂等組成。氣門驅動組由正時鏈條、凸輪軸正時齒輪及曲軸正時齒輪等組成。

4、工作原理

      柴油機完成一個工作循環，凸輪凸起部分與挺柱接觸時，將挺柱頂起，挺柱通過推桿、調整螺釘使搖臂繞搖臂軸順時針擺動，搖臂的長臂端向下推動氣門，壓縮氣門彈簧，將氣門頭部推離氣門座而打開。當凸輪凸起部分的頂點轉過挺柱后，便逐漸較少了對挺柱的推力，氣門在其彈簧張力的作用下，開度逐漸減少，直至最后關閉，使氣缸密封。

 

圖1  柴油機配氣機構工作原理圖

圖2  柴油機配氣機構結構組成

 

二、氣門與氣門座圈的檢測與維修

1、氣門與氣門座圈的配合要求

      氣門座圈配合的狀況，對氣缸密封性影響很大，對氣門與氣門座圈配合的要求如下：

（1）氣門與座圈關閉后必須密封；氣門與座圈的工作錐面角度一致；

（2）氣門與座圈的密封帶寬度應符合原設計規定，一般排氣門寬度大于進氣門。

（3）氣門工作錐面與桿部的同軸度誤差和座圈與導管同軸度誤差應不大于0.05ｍｍ。

（4）氣門桿與導管的配合間隙應符合原廠規定。

2、氣門的檢修

（1）氣門的耗損與檢驗：

      氣門常見的耗損有：氣門桿部的磨損、氣門工作錐面磨損、氣門工作錐面燒蝕、氣門桿的彎曲變形。

（2）如氣門出現以下耗損之一，需更換∶

      氣門桿磨損量大于0.1mm或出現臺階形磨損。氣門頭圓柱面厚度小于0.8mm；氣門尾端的磨損大于0.5mm。

      氣門桿的直線度誤差大于0.05mm時，應以予更換或校直。

3、氣門座圈的修理

      氣門座圈的磨損主要是由磨料磨損和沖擊載荷造成的硬化層脫落，以及高溫燃氣的腐蝕和燒蝕造成的。氣門座的磨損，使得密封帶變寬，氣門與座圈關閉不嚴，氣缸密封性降低。

（1）氣門座的修理：氣門座的鑲換：

      當氣門座圈有裂紋、松動、燒蝕或磨損嚴重，應鑲換新的氣門座圈。

（2）氣門座圈的鉸削：

      使氣門與座圈密封帶寬度符合要求。

（3）氣門的研磨：

      使用手工或采用氣門研磨機進行。

二、氣門導管的檢修

      氣門導管在柴油機工作時，起到導向作用。氣門桿和導管在工作中磨損后，使配合間隙增大，引起散熱不良，氣門溫度升高，氣門在導管中易擺動沖擊，使氣門座不均勻磨損造成漏氣、漏油、氣門頭燒蝕，造成工作中氣門不密封和偏磨。

1、氣門桿與導管配合間隙的檢查

      氣門桿預導管配合間隙的檢查，通常是在拆卸清洗后進行，使用百分表檢測，如圖3所示。

2、氣門導管的鑲入與鉸配

（1）氣門導管的選擇與鑲入

      選用新氣門導管時，要注意其內徑應與氣門桿的尺寸相適應，外徑與承孔的配合應有一定的過盈。鑲換氣門時，先用沖頭沖出舊的氣門導管，在選用的新氣門導管的外部涂一層潤滑油，再用沖頭將其沖入或壓入導管承孔中，如圖4所示。

（2）氣門桿與導管的鉸配∶

      氣門導管鑲入后，與氣門桿的配合間隙需符合要求，若間隙過小，可用氣門導管鉸刀進行鉸削，鉸削時要求邊鉸邊試配。

圖3  氣門桿與導管配合間隙檢查

圖4  氣門導管安裝示意圖

 

三、氣門彈簧的檢修

      氣門彈簧常見故障是由于長期受壓縮，由于變形造成彈力不足和氣門落座不準，影響配氣相位和氣門的密封性，嚴重時造成彈簧斷裂。

圖5  氣門彈簧直角度檢查

圖6  氣門彈簧檢測儀

 

四、配氣機構常見異響的檢修

1、氣門腳異常響聲

      氣門腳響是指推桿頂端與搖臂調整螺釘在工作中互相敲擊出的響聲。

（1）現象

      當柴油機運轉時，有明顯的連續不斷的“嗒嗒嗒”的金屬敲擊聲；低速運轉時，響聲清晰均勻，響聲隨著轉速的增加而增大響聲與柴油機的溫度變化無關，停止某缸供油或調整供油時間，響聲不能消除；當多缸氣門腳響時，響聲嘈雜。

（2）原因

      氣門間隙過大，工作中使推桿頂端與搖臂調整螺釘撞擊而發出響聲；有的氣門接觸端頭平面磨損成凹形時，用厚薄規檢查間隙是合適的，但實際間隙卻大于厚薄規測試厚度；搖臂調整螺釘的固定螺母松動也會造成間隙過大。

（3）特點與診斷

      氣門腳響的輕微響聲是允許存在的。響聲嚴重（即間隙過大）時，會縮短氣門的升程和氣門的開啟時間，應及時調整。如氣門腳間隙過大或其鎖緊螺母松動，應重新調整氣門間隙至規定值，然后緊固鎖緊螺母，如圖7所示。如氣門間隙調整適當后，氣門腳仍有不正常的響聲，則可能是氣門機構磨損過甚，找出磨損部位，更換新件。

2、凸輪軸異常響聲

（1）現象

      在柴油機上部發出有節奏較鈍重的“嗒嗒”聲。加載時響聲雜亂或消失。

（2）原因

○ 凸輪軸軸向間隙過大，產生軸向竄動。

○ 凸輪軸有彎、扭變形。

○ 凸輪工作表面磨損。

○ 凸輪軸軸頸磨損，徑向間隙過大。

（3）診斷與排除

      檢查凸輪軸軸向間隙，方法如圖8所示。如其軸向間隙過大，則應更換止推板；嚴重時，應更換凸輪軸。如凸輪軸軸向間隙正常，則表明有凸輪軸彎扭變形、此輪磨損或凸輪軸軸頸磨損等不良現象。此時，應分解配氣機構，查明具體原因，視情更換凸輪軸。

3、氣門彈簧異常響聲

（1）現象

      柴油機怠速時有明顯的“嚓嚓”的響聲。各轉速下均有清脆的響聲，多根氣門彈簧不良，機體有震抖現象。

（2）原因：

      氣門彈簧過軟或折斷。

（3）診斷與排除

      拆下氣缸蓋罩，用旋具撬住氣門彈簧，若彈簧折斷可明顯地看出。彈簧折斷應予以更換。仍用旋具撬住氣門彈簧，怠速運轉柴油機，若響聲消失，即為該彈簧過軟。彈簧如過軟，必須更換。

4、氣門座圈響

（1）現象

      有節奏的類似氣門腳響，但比氣門腳響的聲音大很多。柴油機轉速額定時，響聲時大時小，并伴有破碎聲。

（2）原因

○ 氣門座圈和氣缸蓋氣門座圈座孔配合過盈量不足。

○ 氣門座圈鑲入氣缸蓋氣門座圈座孔后，滾邊時沒有將座圈壓牢。

○ 氣門座圈粉末冶金質量不佳，受熱變形以致松動。

（3）診斷與排除：

      拆下氣缸蓋罩，經檢查不是氣門腳響和氣門彈簧響，即可斷定為氣門座圈響。分解配氣機構后進一步檢查，必要時，鉸削氣門座圈座孔，更換松動的氣門座圈，并保證其壓入后有足夠的過盈量。

 

圖7  氣門間隙調整圖

圖8  凸輪軸軸向間隙檢測

 

總結：

      綜上所述，配氣機構是控制柴油機進氣和排氣的裝置，其性能及工作狀態直接影響柴油機的混合氣濃度、充氣效率等重要參數及柴油機工作狀況等。由于不同原因引發的柴油發電機不同故障，應針對具體現象，對可能存在的原因進行分析，并進行相應的診斷，再根據相應的結果進行排除柴油發電機故障。

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