新聞主題	柴油發電機配氣相位和進氣管真空度的檢測內容

 

摘要：配氣機構早期損壞是由于在柴油發電機維修作業中氣門與氣門座工作面加工質量達不到要求，造成工作面燒蝕、凹陷而早期損壞；凸輪軸軸承在刮削中其配合間隙、接觸面積、各軸承同心度達不到要求，加速磨損，出現異響造成早期損壞；氣門導管在更換新件時，鉸削質量達不到規定要求，直接影響氣門及氣門應使用壽命。因此，在維修工作進行之前應對柴油發電機的配氣機構進行專業的檢測和試驗，本文簡要講解配氣機構常見的檢測內容和方法。

一、配氣相位的故障影響

 

1、配氣相位的概念

      發動機進、排氣門開啟和關閉時相應的曲軸轉角，稱為配氣相位（如圖1、圖2所示）。發動機的配氣相位失準，將影響發動機的動力性能和經濟性。

2、造成配氣相位失準的主要因素

① 維修質量的影響：

      由于制造和裝配產生累計誤差，制造和裝配產生累計誤差，配氣相位偏離設計值；

② 動態變形的影響：

      部件在工作中產生彈性變形，造成配氣機構的部件在工作中產生彈性變形相位產生偏差；

③ 使用中的影響：

      由于配氣機構的磨損，造成配氣相位產生偏差。

 

圖1  柴油機配氣相位圖

圖2  柴油機配氣相位早開晚關示意圖.

 

二、配氣相位的檢測方法

 

      配氣相位應在發動機動力明顯下降，而氣缸壓力、燃料系統、點火系統及氣門間隙均正常的情況下進行檢測。

1、就機測量方法

      以第一缸進氣門為例，操作步驟如下：

① 按規定把氣門間隙調到標準值。

② 在曲軸前端裝上有360°刻線的分度盤，在發動機前蓋板上安裝一根可調節的指針，如圖3所示。

③ 在第一缸火花塞孔內擰入上止點檢測儀（見圖4），旋轉曲軸，利用上止點檢測儀找出第一缸壓縮上止點（百分表指針由順轉到不動的瞬間）。裝上止點檢測儀時可將飛輪上的上止點記號對準飛輪殼上的固定記號。

④ 調整發動機前蓋板上的指針，使其對準分度盤上的“0”度線并將它固定。

⑤ 在氣缸蓋上安裝一只百分表，使百分表的觸頭與第一缸進氣門的彈簧上座垂直接觸，并使百分表有一定的頂壓縮量（如小指針指向4mm，大指針對0）。

⑥ 按曲軸的旋轉方向搖轉曲軸，當百分表指針開始擺動的瞬間，即表示進氣門開始開啟，這時分度盤上被指針所指的刻線到“0”度線的夾角即為進氣提前角。

      如果百分表的量程足夠大，可繼續搖轉曲軸，當百分表指針擺動到某一最大值（即氣門升程）后再回到原位時，表示氣門關閉，這時分度盤上被指針所指的角度與180°的差值即為進氣遲閉角。從氣門開始開啟到氣門關閉，曲軸所轉過的角度即為進氣持續角。

 

圖3  柴油機配氣相位的測量示意圖

圖4  柴油機配氣相位檢查儀器

 

2、氣門疊開法

      以第一缸進、排氣門為例，操作步驟如下：

① 將第一缸進、排氣門間隙調整為0。

② 順時針轉動曲軸，使第一缸活塞處于排氣行程上止點附近、進氣門未開啟位置。

③ 把上止點檢測儀擰入第一缸火花塞孔，在氣缸蓋上安裝一只百分表，使百分表的觸頭與第一缸進氣門的彈簧上座垂直接觸，調整表盤，使表針指向“0”。

④ 按順時針方向慢慢搖轉曲軸，根據上止點檢測儀，確定活塞到達排氣行程上止點時百分表的讀數：在活塞到達上止點前0.01mm及超過0.01mm時，分別讀出進氣門座上百分表指示值h_?和h₂，然后取平均值h_j=（h_?+h₂）/2，把h作為排氣上止點時進氣門升程高度。

⑤ 根據進氣門的平均升程高度h_j，反過來找準活塞上止點。

⑥ 在找出的上止點位置，再將百分表移到排氣門彈簧上座，使觸頭與彈簧座垂直接觸，并預壓縮2mm。

⑦ 按順時針方向慢慢搖轉曲軸，當排氣門完全關閉時，從百分表上讀出上止點時排氣門關閉前的升程高度（即排氣門升程高度h_p）。

⑧ 根據進、排氣門在排氣行程上止點時的升程高度及其相對升程高度差值，對照相應機型的配氣相位數據表來確定被測發動機配氣相位快慢度q。

      用氣門疊開法（氣門升程法）測量配氣相位，誤差較小，測量計算方便，不必使用分度盤，因此操作比較簡單，但需要知道相應機型的配氣相位數據表，而一般發動機的使用說明書不提供配氣相位數據表，因此使用有一定的局限性。

3、 凸輪頂點法

      以某型發動機進氣門配氣相位的檢查為例。由圖5可知，發動機的進氣持續角為20°+180°+56°=256°。根據凸輪輪廓的對稱性，在整個進氣過程的中間位置，凸輪凸起的最高點正好與挺柱底面接觸（進氣門開度最大），即凸輪轉到頂點位置。在這里，我們把進氣過程的中間位置稱為凸輪頂點位置。顯然，凸輪頂點位置距離排氣上止點應為256°/2-20°=108°曲軸轉角。用凸輪頂點法測量配氣相位的實質就是驗證這一角度是否正確。

      凸輪頂點法適用于下置或中置凸輪軸式發動機大修裝配過程中未裝氣缸蓋前對配氣相位的檢查，其操作步驟如下：

（1）搖轉曲軸，使要測量氣缸的活塞接近排氣上止點位置，然后在氣缸體上安裝一只百分表，觸頭與活塞頂面接觸。繼續搖轉曲軸，根據表針擺動（由被壓縮順轉到停止擺動瞬間）找出排氣上止點。

（2）在曲軸帶輪位置裝上分度盤，使指針對“0”。

（3）順轉曲軸90°，使進氣凸輪接近頂點位置。

（4）將套有彈簧的測量桿插入要檢查氣缸的進氣挺柱孔中（圖6），并在氣缸體的上平面上用固定板進行導向定位。在測量桿頂面安裝百分表，使表指向“0”。

（5）緩慢順轉曲軸，當百分表指針轉到某一最大值（凸輪到達頂點位置）后再回到“0”位時，停止轉動曲軸，并記下分度盤讀數。這一步驟實際上是測量進氣凸輪接近和超過凸輪頂點位置同一角度時分度盤轉過的度數（等于分度盤讀數減去90°），目的是取其平均值以準確計算凸輪頂點位置。

 

圖5  柴油機配氣相位數據案例

圖6  柴油機配氣相位專用檢測儀

 

三、配氣相位的調整

 

      調整配氣相位時，應根據不同的情況采取不同的措施。

1、調整凸輪軸

      調整凸輪軸是最常用的調整配氣相位的方法。具體步驟如下：

（1）拆下凸輪軸蓋，找到凸輪軸。

（2）根據需要調整的氣門，找到對應的凸輪。

（3）將凸輪軸轉動至需要調整的氣門的最高點。

（4）拆下凸輪軸上對應氣門的卡子，將氣門拆下。

（5）將凸輪軸上對應凸輪的位置調整至需要的位置。

（6）重新安裝氣門和卡子，擰緊螺栓。

（7）重復以上步驟，直至所有氣門的配氣相位調整完成。

2、調整氣門

      如個別氣缸配氣相位偏早或遲誤差不大時，可通過調整該氣門間隙的方法予以解決。具體步驟如下：

（1）拆下氣門蓋，找到需要調整的氣門。

（2）用游標卡尺測量該氣門的開啟和關閉時間點。

（3）根據需要調整的時間點，調整氣門的間隙。

（4）重新安裝氣門蓋，擰緊螺栓。

（5）重復以上步驟，直至所有氣門的配氣相位調整完成。

 

二、配氣機構密封性的檢測

 

      進氣管真空度的大小，表明發動機配氣機構的密封性的好壞。發動機進氣管的真空度隨活塞氣缸的磨損而變化，并且與配氣機構的技術狀況和燃油供給系統的調整有關。因此，在確認進氣管自身密封性良好的情況下，利用真空表檢測進氣管的真空度，或利用示波器觀測真空度波形的變化，可用來分析、判斷氣缸密封性，并能診斷故障。

1、檢測方法

      采用發動機檢測專用真空表。用橡膠管將真空表連接在進氣管或歧管上，在發動機怠速或高速下測量。

① 發動機應預熱到正常工作溫度。

② 把真空表軟管連接在節氣門后方的進氣管專用接頭上。

③ 發動機怠速運轉。

④ 讀取真空表上的讀數，如圖7所示。

      考慮到進氣管真空度有隨海拔高度增加而降低的現象（一般海拔每增加1000ｍ，真空度將減少10KPa左右），因此真空度檢測中應根據所在地海拔高度修正真空度診斷參數標準。

2、故障判斷

① 發動機工作溫度正常時，怠速運轉，真空度應穩定在57～70KPa，如圖8所示；

② 當迅速開啟并關閉節氣門時，表針能隨之擺動在7～84KPa之間，表明良好；

③ 氣門座密封性變差時，真空度比正常值跌落3～23KPa；

④  氣門桿與氣門導管發生卡滯后，其真空度有規律地快速跌落10～16KPa；

⑤ 氣門導管及其氣門桿磨損松曠時，其真空度較正常值低6～10KPa之間波動；

⑥ 氣門彈簧折斷或彈力不足時，真空表指針迅速在33～74KPa之間波動；

⑦ 氣門機構失調，氣門開啟過遲時，其真空度穩定在27～47KPa之間；

⑧ 活塞環磨損，發動機轉速在1500r/min時，突然關閉節氣門，真空表讀數迅速降至6～16KPa；

⑨ 進、排器歧管墊漏氣，轉速在1500r/min時，突然關閉節氣門，真空表讀數從8KPa跌落至6KPa以下，并迅速恢復正常；

注意∶進氣管真空度隨海拔高度而變化，海拔每升高500m，真空度將減少4～5KPa，因此測定真空度時，應根據所在地海拔高度進行折算。

 

圖7  進氣管真空表指針示意圖

圖8  進氣管真空度與故障對應關系

 

 

總結：

      測量和調整配氣相位是發動機調試和維護中的重要環節。通過合理的配氣相位調整，可以提高發動機的性能和燃油經濟性，延長發動機的使用壽命。若是進氣門的微開量與排氣門的微開量相比有大有小，且不符合規定值，通常是由于凸輪軸磨損造成的，應修磨或更換凸輪軸；若各缸進氣門的微開量比排氣門都大，表明進、排氣門的配氣相位均有所提前，常用的校正方法有∶偏移凸輪軸鍵法；凸輪軸正時齒輪軸向移動法。

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