故障檢修與技術(shù)維護(hù)

柴油機(jī)氣門室異常響聲造成的原因和修理方法

 

摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)是康明斯發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用于燃油發(fā)電的一種動(dòng)力類型，其優(yōu)良的動(dòng)力性能和高效的燃燒特性受到了眾多用戶的青睞。然而，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)一些故障，其中最為常見的就是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門異響的現(xiàn)象產(chǎn)生。康明斯公司本文將詳細(xì)講解柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室內(nèi)異響的原因及其解決方法，希望通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)響聲及危害性的深入分析，相信能提高讀者對(duì)其有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。總而言之，導(dǎo)致其產(chǎn)生響聲的原因也是相當(dāng)復(fù)雜，而且響聲對(duì)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的影響程度變化，因此必須要進(jìn)行科學(xué)的判斷，才能夠避免造成不必要的浪費(fèi)。

 

一、配氣機(jī)構(gòu)異響的危害

 

      發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中至關(guān)重要的部分，發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)作是發(fā)動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的先決條件，其結(jié)構(gòu)組成如圖1、圖2所示。然而就目前發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的實(shí)際情況而言，通常由于發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)中其他構(gòu)件之間的相互摩擦，從而產(chǎn)生一些響聲甚至噪音，這些響聲和噪音有些無(wú)傷大雅，但是有些卻能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，并且會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，還可能損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的幾種響聲及其危害性進(jìn)行研究不僅迫在眉睫，而且意義重大。本文通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的幾種響聲的深入研究，并對(duì)其危害性進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)具有危害性的響聲判斷進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以供同行參考。

      隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在當(dāng)前社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中，其生產(chǎn)方式早已從傳統(tǒng)的手工作業(yè)過(guò)渡到現(xiàn)代的機(jī)械作業(yè)。隨著各個(gè)領(lǐng)域逐步實(shí)行了機(jī)械化生產(chǎn)，是各個(gè)領(lǐng)域中的生產(chǎn)效率和質(zhì)量大幅度提升，進(jìn)而極大的促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而發(fā)動(dòng)機(jī)是各種機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力源泉，其正常運(yùn)行是現(xiàn)代社會(huì)機(jī)械生產(chǎn)的先決條件。然而在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，卻通常會(huì)因?yàn)楦鞣N原因的影響，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障，甚至被損壞。

      在影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的眾多因素中，發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的響聲是一種隱伏的危害。發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)部分，而發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行更是直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常穩(wěn)定的運(yùn)行。然而就目前發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的實(shí)際情況而言，通常由于發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)中其他構(gòu)件之間的相互摩擦，從而產(chǎn)生一些響聲甚至噪音，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)出現(xiàn)響聲時(shí)，一部分不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)造成影響，但是有些卻能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，并且會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，還可能損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

      因此，必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的幾種響聲及其危害性進(jìn)行研究，從而有效的保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。本文從氣門腳間隙大產(chǎn)生的響聲出發(fā)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室響聲和危害性進(jìn)行了深入分析，并且對(duì)具有危害性的響聲判斷進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討共同提高，進(jìn)而為今后具有危害性的響聲判斷起到一定的參考作用。

 

圖1  康明斯柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)零件圖

圖2  配氣機(jī)構(gòu)組成展開圖 1一調(diào)整螺釘；2一搖臂；3一氣門座；4一凸輪；5一挺柱；6一推桿；7一氣門桿；8一氣門頭；9-墊塊；10一挺柱

 

二、故障原因

 

      柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后，聽到在氣門室內(nèi)有不正常的響聲，轉(zhuǎn)速提高，響聲加大，且在汽缸內(nèi)發(fā)出有節(jié)奏的沉重敲擊聲。其故障主要表征為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出連續(xù)不斷的、有節(jié)奏的“嗒、嗒、嗒”（在氣門腳處）或"啪、啪、啪”（在氣門座處）的金屬敲擊聲；轉(zhuǎn)速增高時(shí)響聲亦隨之增高，溫度變化和單缸斷火時(shí)響聲不減弱；若有數(shù)只氣門響，則聲音顯得雜亂。氣門腳響和氣門落座響統(tǒng)稱為氣門響。

1、汽缸內(nèi)氣門腳響

2、氣門間隙過(guò)大

① 一般是由于氣門調(diào)整不當(dāng)或者部件（氣門和搖臂）磨損，會(huì)引起氣門間隙過(guò)大；

② 還有一種可能，就是積碳過(guò)多，造成的氣門間隙過(guò)大。

3、氣門被卡死

① 氣門]桿與導(dǎo)管之間的間隙過(guò)小。

② 氣門桿與導(dǎo)管處潤(rùn)滑不良，造成干摩擦。

③ 門桿與導(dǎo)管處有水進(jìn)入，且又停用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使氣門桿與導(dǎo)管之間生銹而被卡死。

④ 長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷作業(yè)，柴油機(jī)冒煙嚴(yán)重，在氣門導(dǎo)管和氣門桿處形成積碳。

⑤ 柴油機(jī)維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)，使過(guò)多的塵砂通過(guò)氣門進(jìn)入氣缸，部分塵砂竄入氣門導(dǎo)管內(nèi)，將氣門桿卡死。

      在使用中一且發(fā)生氣門桿卡死的情況，很容易造成氣門桿彎曲或折斷，引發(fā)搖臂或搖臂架折斷等故障。

4、凸輪軸磨損嚴(yán)重

① 磨損的主要原因是機(jī)油壓力不足或機(jī)油粘度不足，不定期更換機(jī)油引起的；

② 配氣相位的影響，如正時(shí)皮帶、正時(shí)鏈條磨損嚴(yán)重。

5、氣門彈簧折斷

6、供油提前角過(guò)小

① 高壓泵凸輪軸兩端的軸承間隙調(diào)得過(guò)小或燒蝕，造成運(yùn)轉(zhuǎn)阻力增大，從而使供油提前角減小。

② 凸輪軸彎曲造成凸輪軸兩端軸承發(fā)卡或調(diào)速齒輪與離心塊上的齒輪產(chǎn)生卡滯。

 

三、故障排除方法

 

1、氣門間隙檢查

      按照順序拆下氣門室罩殼（如圖3所示），對(duì)氣門間隙進(jìn)行檢查，轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪在“0”刻度為止，這時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)第一汽缸正好是在壓縮沖程的上止點(diǎn)，用塞尺分別檢查第一、二、三汽缸的氣門間隙（如圖4所示），未發(fā)現(xiàn)異常。繼續(xù)按柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)到第四汽缸壓縮沖程上止點(diǎn)，開始檢查第二汽缸排氣門、第三汽缸進(jìn)氣門、第四汽缸進(jìn)、排氣門間隙，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有第三汽缸進(jìn)氣門不正確，間隙為0.6mm左右，經(jīng)調(diào)整后，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)至700r/min時(shí)，氣門室罩殼內(nèi)的節(jié)奏恢復(fù)正常。

 

圖3  柴油機(jī)搖臂室殼體固定螺釘拆卸順序

圖4   柴油機(jī)氣門間隙檢查示意圖

 

2、更換機(jī)油

      對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門響的情況，首先需要考慮更換機(jī)油。更換合適的機(jī)油，可以有效減少機(jī)油對(duì)氣門的影響，從而減少氣門響聲。

3、更換氣門零部件

      如果更換機(jī)油不能減少氣門響聲，就需要更換柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門零部件。如更換氣門、更換氣門彈簧、更換氣門導(dǎo)桿等，可以有效解決柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門響的問(wèn)題。

3、清洗氣門

      清洗氣門可以有效去除氣門上的積碳、油垢和灰塵等雜質(zhì)，恢復(fù)其原有的光滑狀態(tài)，從而降低氣門響聲。

4、噴油提前角調(diào)整

      按柴油發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)要求，對(duì)供油提前角進(jìn)行檢查和調(diào)整（結(jié)構(gòu)如圖5所示），常見的方法分為兩種：

（1）拆下第1缸的高壓油管，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使第1缸活塞處于膨脹沖程始點(diǎn)，此時(shí)飛輪殼上的指針對(duì)準(zhǔn)飛輪上的“O”刻度線。然后反轉(zhuǎn)柴油機(jī)曲軸，使檢視窗上的指針對(duì)準(zhǔn)飛輪上相當(dāng)于噴油提前角規(guī)定的角度，然后松開噴油泵傳動(dòng)軸節(jié)和盤上的兩個(gè)緊固螺釘，按噴油泵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，緩慢而均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)噴油泵凸輪軸至第1缸出油口油面剛剛發(fā)生波動(dòng)的瞬時(shí)為止（參照?qǐng)D6所示），并擰緊結(jié)合盤上的兩個(gè)螺釘。

（2）拆下第1缸高壓油管，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使第1缸活塞處于壓縮終點(diǎn)位置前40度左右，然后按柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)方向緩慢而均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，同時(shí)密切注意噴油泵第1缸出油口的油面情況。當(dāng)油面剛剛發(fā)生波動(dòng)的瞬時(shí)，即表示第1缸噴油開始，此時(shí)檢視窗上指針?biāo)鶎?duì)準(zhǔn)的飛輪上刻度值就是噴油提前角度數(shù)。如這角度與規(guī)定范圍不符，可松開接合盤上的兩個(gè)螺釘，將噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)過(guò)所需調(diào)整的角度（傳動(dòng)軸接盤上的刻度，每個(gè)相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角3度），提前角過(guò)小，凸輪軸按運(yùn)轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；提前角太大，則按運(yùn)轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后擰緊接合盤上的兩個(gè)螺釘，再重復(fù)核對(duì)一次，直至符合規(guī)定范圍為止。

 

圖5  柴油機(jī)噴油泵聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖.

圖6  柴油機(jī)噴油提前角的調(diào)整

 

總結(jié)：

      隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，在當(dāng)前社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中生產(chǎn)方式都已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)，從而大幅度提高了生產(chǎn)效率，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)部分，而發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行更是直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常穩(wěn)定的運(yùn)行。但是由于發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)中其他構(gòu)件之間的相互摩擦，從而產(chǎn)生一些響聲甚至噪音，這些響聲和噪音有些無(wú)傷大雅，但是有些卻能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，并且會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，還可能損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，必須要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的氣門室響聲及其危害性進(jìn)行深入的研究。

      綜上所述，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門響聲的原因可能很多，但解決方法也有很多。康明斯公司告誡維修人員，只需要根據(jù)具體情況選擇正確的方法和維修方式，就可以快速解決氣門響聲問(wèn)題，并保持柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。最后，建議用戶定期對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，以保障其正常運(yùn)作。

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