技術(shù)維修與康明斯知識(shí)

柴油發(fā)電機(jī)氣門(mén)座的檢驗(yàn)與修理

 

摘要：檢驗(yàn)和維修柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的氣門(mén)座是門(mén)技術(shù)工程活，其中涉及到的密封性質(zhì)量的判斷、分析更是必須通過(guò)專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)手段。正確的氣門(mén)維修對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組性能至關(guān)重要。因此，必須遵守所有測(cè)量程序細(xì)節(jié)，以便識(shí)別出超過(guò)規(guī)格的部件。如測(cè)量后數(shù)據(jù)顯示氣門(mén)或氣門(mén)座必須修整，在修整后應(yīng)重新執(zhí)行測(cè)量程序進(jìn)行復(fù)檢。

 

一、氣門(mén)及座圈的技術(shù)要求

 

氣門(mén)座圈在高溫下會(huì)受到氣流的侵蝕以及閥的沖擊和磨損。一方面，這將導(dǎo)致過(guò)度的氣門(mén)座圈沉和氣密性差，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)功率。另一方面，它也可能導(dǎo)致瓣膜消融，以致造成拉動(dòng)氣缸的后果。因此，氣門(mén)的技術(shù)參數(shù)非常嚴(yán)格，其尺寸外形如圖1所示。

（1）進(jìn)氣門(mén)常規(guī)尺寸

氣門(mén)座直徑標(biāo)準(zhǔn)（新）：32.85～33.15mm

氣門(mén)桿長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)（新）：117.5～118.1mm

氣門(mén)桿直徑標(biāo)準(zhǔn)（新）：5.48～5.49mm

氣門(mén)桿直徑使用極限：5.45mm

（2）排氣門(mén)常規(guī)尺寸

氣門(mén)座直徑標(biāo)準(zhǔn)（新）：25.85～26.15mm

氣門(mén)桿長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)（新）：115.65～116.25mm

氣門(mén)桿直徑標(biāo)準(zhǔn)（新）：5.45～5.46 mm

氣門(mén)桿直徑使用極限：5.42mm

（3）注意事項(xiàng)

① 柴油發(fā)電機(jī)氣門(mén)座有裂紋或氣門(mén)座磨損較大，鉸削后錐形工作面太低（低于缸蓋平面2mm），均應(yīng)作報(bào)廢處理，更換新氣門(mén)座圈。

② 柴油發(fā)電機(jī)氣門(mén)座錐形工作面如圖3所示，如果磨損起槽、麻點(diǎn)或燒蝕輕微，可研磨修復(fù)，嚴(yán)重時(shí)采用鉸削、光磨等方法修復(fù)。

 

圖1  氣門(mén)尺寸圖

圖3  氣門(mén)座錐形工作面位置圖

 

 

 

 

二、氣門(mén)座的檢查與測(cè)量

 

1、檢查氣門(mén)座工作面

      檢查氣門(mén)座工作面有無(wú)燒蝕、斑點(diǎn)、裂紋和溝槽。氣門(mén)座錐形工作面經(jīng)磨損變寬，或錐形工作面燒蝕較嚴(yán)重，出現(xiàn)較深的凹陷溝槽和斑點(diǎn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行鉸削或磨削。

2、氣門(mén)座寬度的測(cè)量

      寬度過(guò)小，則氣門(mén)與氣門(mén)座接觸差、導(dǎo)熱差，甚至漏氣；寬度過(guò)大，則容易堆積炭渣和氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，使接觸面燒蝕而漏氣。

① 用適當(dāng)?shù)臉?biāo)尺測(cè)量汽缸蓋中的氣門(mén)座寬度，如圖3所示。

② 用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)裝置在氣門(mén)錐面上測(cè)量氣門(mén)座寬度，如圖4所示。

維修提示：

      氣門(mén)座接觸面至少要距離氣門(mén)外徑（余量）0.5mm。如果氣門(mén)座接觸面離氣門(mén)余量太近，必須修整氣門(mén)座，以使氣門(mén)座接觸面離開(kāi)余量。

 

圖3  氣門(mén)座寬度就機(jī)測(cè)量

圖4  氣門(mén)座圈錐面跳動(dòng)及寬度檢測(cè)

 

 

3、氣門(mén)座圓度的測(cè)量

① 將錐形導(dǎo)向桿安裝到導(dǎo)管上，并將千分表連接到導(dǎo)向桿上，用千分表測(cè)量氣門(mén)座圓度。導(dǎo)向桿安裝到導(dǎo)管上時(shí)，導(dǎo)向桿應(yīng)略微卡緊。

特別注意：

      必須使用正確尺寸的導(dǎo)向桿。切勿使用可調(diào)直徑的導(dǎo)向桿。可調(diào)式導(dǎo)向桿會(huì)損壞氣門(mén)導(dǎo)管。

② 如果氣門(mén)座圓度超過(guò)規(guī)格，必須研磨氣門(mén)和氣門(mén)座。

③ 如使用的是新氣門(mén)，氣門(mén)座圓度必須在0.05mm以?xún)?nèi)。

4、氣門(mén)余量的測(cè)量

① 用適當(dāng)?shù)臉?biāo)尺測(cè)量氣門(mén)余量，測(cè)量部位如圖5所示。

② 如果氣門(mén)余量超過(guò)規(guī)格，則更換氣門(mén)。

5、氣門(mén)座同心度的測(cè)量

      檢查氣門(mén)對(duì)氣門(mén)座同心度，確定氣門(mén)和氣門(mén)座是否正常密封。

① 將藍(lán)染色劑輕輕涂于氣門(mén)錐面上，如圖6所示。

② 將氣門(mén)安裝到汽缸蓋內(nèi)。

③ 用足夠的壓力抵著氣門(mén)座轉(zhuǎn)動(dòng)氣門(mén)，以磨去染料。

④ 將氣門(mén)從汽缸蓋上拆下。

⑤ 檢查氣門(mén)錐面。

      如果氣門(mén)錐面和氣門(mén)桿是同心的，則會(huì)提供正確的密封，圍繞整個(gè)錐面的印痕應(yīng)該是連續(xù)的。如果氣門(mén)錐面和氣門(mén)桿不同心，氣門(mén)錐面上的染料磨去印痕將是不連續(xù)的。氣門(mén)應(yīng)進(jìn)行表面修整或更換。

 

圖5  氣門(mén)余量測(cè)量部位示意圖

圖6  氣門(mén)座同心度測(cè)量部位示意圖

 

 

三、氣門(mén)座圈的維修方法

 

1、氣門(mén)座圈的修復(fù)

      擦干凈氣門(mén)座圈上的油污積碳及雜質(zhì)，觀察氣門(mén)座圈工作面上有無(wú)燒蝕，是否出現(xiàn)的斑點(diǎn)、凹陷，若有，應(yīng)進(jìn)行鉸削或修磨。在進(jìn)行修磨前，應(yīng)確定其最大允許修磨尺寸，若超過(guò)該尺寸，就不能保證液壓挺桿正常工作，也就沒(méi)有修理必要。將氣門(mén)安裝在汽缸蓋上，并緊壓在氣門(mén)座上，如圖7所示，測(cè)量氣門(mén)桿尾部與缸蓋上邊緣間的距離a，由所測(cè)得的距離a減去進(jìn)、排氣門(mén)長(zhǎng)度的最小尺寸，即為最大允許修整尺寸。若更換新氣門(mén)后測(cè)量的最大允許修整尺寸超出范圍，則不能保證氣門(mén)的正常工作，應(yīng)更換汽缸蓋。

      為了保證氣門(mén)座各斜面與氣門(mén)導(dǎo)管的同軸度，鉸削（或磨削）氣門(mén)斜面時(shí)，是用氣門(mén)導(dǎo)管作定位基準(zhǔn)。因此，必須先修理或更換氣門(mén)導(dǎo)管。通常使用氣門(mén)座鉸刀進(jìn)行氣門(mén)座鉸削。先初鉸，將燒蝕、斑點(diǎn)等缺陷鉸去。然后用新氣門(mén)或光磨過(guò)的氣門(mén)進(jìn)行試配，要求接觸面應(yīng)在氣門(mén)斜面的中下部，寬度為1.20～1.60mm。如果接觸面偏上，應(yīng)用30°鉸刀鉸削，使接觸面下移；如果接觸面偏下，可用60°鉸刀鉸削，使接觸面上移。最后用的細(xì)刃鉸刀精鉸或在鉸刀上墊細(xì)砂布鉸磨，以降低接觸面的粗糙度。桑塔納、捷達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)座接觸面角度為45°，其寬度進(jìn)氣門(mén)為2.00mm，排氣門(mén)為2.40mm。因?yàn)榕艢忾T(mén)工作溫度高，要增加導(dǎo)熱性。

      氣門(mén)座除使用手工具鉸削外，還可用光磨機(jī)進(jìn)行修磨。光磨機(jī)修磨氣門(mén)速度快、質(zhì)量好，特別是修磨硬度高的氣門(mén)座效果更好，但砂輪消耗較大，需經(jīng)常修整。磨削前應(yīng)先將氣門(mén)導(dǎo)管孔及氣門(mén)座圈擦凈，以導(dǎo)管為基準(zhǔn)，選擇適合于導(dǎo)管孔徑的定心桿插入導(dǎo)管孔，不能有搖擺或偏斜現(xiàn)象，然后按上述角度和要求進(jìn)行修磨。

2、氣門(mén)座圈的鑲配

      若氣門(mén)座圈表面有裂紋、燒損或錐面低于汽缸蓋結(jié)合平面的尺寸超出使用極限，則應(yīng)更換新的氣門(mén)座圈。首先拆下舊氣門(mén)座，可用鉸刀削薄氣門(mén)座或在氣門(mén)座內(nèi)側(cè)點(diǎn)焊幾個(gè)焊點(diǎn)，敲擊焊點(diǎn)，拆下氣門(mén)座圈；也可用氣門(mén)座拉具拉出，然后測(cè)量座圈孔直徑，按直徑孔大小選擇新座圈。為了防止松落，新座圈與座孔應(yīng)有一定過(guò)盈量；氣門(mén)座圈材料應(yīng)采用在工作溫度下塑性變形較小而硬度較高的合金材料，一般采用合金鑄鐵、球墨鑄鐵，也有采用合金鋼的。通常，座圈的硬度比氣門(mén)工作面硬度稍低一些，采用冷縮法或加熱法將氣門(mén)座圈鑲?cè)胱變?nèi)。冷縮法是將氣門(mén)座圈在液氨中冷凍至-195℃后，壓入氣門(mén)座承孔。熱脹法是將座圈承孔加溫到1000℃左右，然后將座圈涂油，墊以軟金屬迅速將座圈壓入承孔。氣門(mén)座圈鑲?cè)牒?，?yīng)將高出汽缸體（汽缸蓋）平面的部分修平。

3、氣門(mén)座的鉸削

       為保證氣門(mén)與氣門(mén)座可靠密封，氣門(mén)座上加工有與氣門(mén)相適應(yīng)的錐角。45°（或30°）的錐面是與氣門(mén)密封錐面配合的工作面，寬度b為1～3mm，15°和75°（各機(jī)型要求不同）錐角是用來(lái)修正工作面位置和寬度的。

（1）砂磨

      為了保證氣門(mén)導(dǎo)管與氣門(mén)座的同軸度，應(yīng)根據(jù)氣門(mén)導(dǎo)管的內(nèi)徑選擇鉸刀導(dǎo)桿，導(dǎo)桿以能輕輕推入導(dǎo)管孔內(nèi)、無(wú)松動(dòng)為宜。 若為舊氣門(mén)座，由于使用后的氣門(mén)座表面存在硬化層，在鉸削時(shí)往往會(huì)使鉸刀打滑，因此在鉸削前先砂磨硬化層，可用粗砂布?jí)|在鉸刀面先進(jìn)行砂磨，然后再進(jìn)行鉸削。

（2）鉸刀選擇

      鉸削適用于軟質(zhì)氣門(mén)座，通常用氣門(mén)座鉸刀進(jìn)行。一副氣門(mén)座鉸刀角度一般為15°、30°、45°、75°（或60°）四種。30°和45°鉸刀又分為粗刃和細(xì)刃兩種。一般粗刀刃上帶有齒形，用它作初步鉸削，當(dāng)鉸削一定程度時(shí)，再用細(xì)刃鉸刀精加工。在鉸削之前還應(yīng)注意鉸氣門(mén)座時(shí)，是以氣門(mén)導(dǎo)管為基準(zhǔn)的，所以氣門(mén)導(dǎo)管如需要更換或鉸配時(shí)，應(yīng)在氣門(mén)座的鉸削之前進(jìn)行。否則，若先鉸削氣門(mén)座再更換或鉸配導(dǎo)管，就可能使座和管的中心偏移，而造成氣門(mén)無(wú)法和座進(jìn)行配合的后果。

（3）粗鉸：

       若是修復(fù)舊氣門(mén)座，氣門(mén)角度為45°，可先將45°（氣門(mén)角度為30°時(shí)用60°粗鉸刀）粗鉸刀套在導(dǎo)桿上，使鉸刀的鍵槽對(duì)準(zhǔn)鉸刀把下端面的凸緣，即可進(jìn)行鉸削，如圖8（a）所示。鉸削時(shí)，鉸刀應(yīng)豎直向下，兩手用力要均勻，順時(shí)針平穩(wěn)鉸削，直到將燒蝕、斑點(diǎn)等缺陷鉸去為止。若是鑲新氣門(mén)座圈，則選用45°（氣門(mén)角度為30°時(shí)用60°粗鉸刀）粗鉸刀鉸主錐帶（即工作斜面），直至出現(xiàn)寬度達(dá)1～1.5mm的完整錐帶位置。

（4）試配與修整

      初鉸后，用光磨過(guò)的相匹配的氣門(mén)進(jìn)行試配。要求接觸面在氣門(mén)工作面的中下部，氣門(mén)工作寬度符合要求。試配時(shí)，如果接觸面偏上，應(yīng)用15°鉸刀鉸削，如圖8（b）所示，使接觸面下移；如果接觸面偏下，則用75°鉸刀鉸削，如圖8（c）所示使接觸面上移。

（5）精鉸：

      最后用45°（工作面為30°時(shí)用60°鉸刀）的細(xì)刃鉸刀重鉸一次，如圖8（d）所示一次提高錐面精度。然后，在鉸刀下墊細(xì)砂紙?jiān)俅巫骶?xì)的修鉸，以提高接觸面的質(zhì)量和表面粗糙度。

 

圖7  氣門(mén)桿尾部與缸蓋上邊緣的距離測(cè)量

圖8  鉸削氣門(mén)座步驟圖

 

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