新聞主題	柴油發(fā)電機氣門組主要零部件的檢測與維修

摘要：柴油發(fā)電機配氣機構(gòu)的作用是在規(guī)定的時間內(nèi)，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(fā)動機處于正常而穩(wěn)定的工作狀態(tài)。由于配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)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(chǎn)生各種異響及故障，造成機件損壞，影響發(fā)動機的正常工作。柴油機配氣機構(gòu)的異常響聲與曲柄連桿機構(gòu)的異常響聲規(guī)律大多數(shù)是相同的，其最大區(qū)別是配氣機構(gòu)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(fā)動機配氣機構(gòu)常見故障進行了探析研究，并總結(jié)出有效的診斷方排除方法。

 

一、配氣機構(gòu)的概述與原理

 

1、概述

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

      人體呼吸作用是指讓氧氣通過呼吸道進入到體內(nèi)，使細胞在氧氣的參與下經(jīng)過體內(nèi)酶的催化轉(zhuǎn)換，將糖類、脂肪類以及蛋白質(zhì)等有機物徹底氧化分解產(chǎn)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(shù)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(fā)電機組也同樣如此。表面看來，柴油發(fā)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(shè)備以及功能零部件進行疊加，柴油發(fā)電機組已儼然具有了生物所特有的靈性。

      柴油發(fā)電機組的構(gòu)成部件中，柴油機的配氣機構(gòu)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(quán)，不過它的工作環(huán)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(gòu)的主要功能是按照一定時限自動開啟和關(guān)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(nèi)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(xiàn)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(nèi)所進行的工作循環(huán)和點火順序的要求，定時開啟和關(guān)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(jié)構(gòu)組成

      柴油機配氣機構(gòu)主要由氣門組、氣門傳動組及氣門驅(qū)動組三大部分組成；氣門組由氣門、氣門導(dǎo)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(qū)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(huán)，凸輪凸起部分與挺柱接觸時，將挺柱頂起，挺柱通過推桿、調(diào)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(dāng)凸輪凸起部分的頂點轉(zhuǎn)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(guān)閉，使氣缸密封。

 

圖1  柴油機配氣機構(gòu)工作原理圖

圖2  柴油機配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)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(guān)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(yīng)符合原設(shè)計規(guī)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(dǎo)管同軸度誤差應(yīng)不大于0.05ｍｍ。

（4）氣門桿與導(dǎo)管的配合間隙應(yīng)符合原廠規(guī)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(xiàn)以下耗損之一，需更換∶

      氣門桿磨損量大于0.1mm或出現(xiàn)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(yīng)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(guān)閉不嚴，氣缸密封性降低。

（1）氣門座的修理：氣門座的鑲換：

      當(dāng)氣門座圈有裂紋、松動、燒蝕或磨損嚴重，應(yīng)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(dǎo)管的檢修

      氣門導(dǎo)管在柴油機工作時，起到導(dǎo)向作用。氣門桿和導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)管配合間隙的檢查

      氣門桿預(yù)導(dǎo)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(dǎo)管的鑲?cè)肱c鉸配

（1）氣門導(dǎo)管的選擇與鑲?cè)?/span>

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

（2）氣門桿與導(dǎo)管的鉸配∶

      氣門導(dǎo)管鑲?cè)牒螅c氣門桿的配合間隙需符合要求，若間隙過小，可用氣門導(dǎo)管鉸刀進行鉸削，鉸削時要求邊鉸邊試配。

圖3  氣門桿與導(dǎo)管配合間隙檢查

圖4  氣門導(dǎo)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(zhǔn)，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(gòu)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(diào)整螺釘在工作中互相敲擊出的響聲。

（1）現(xiàn)象

      當(dāng)柴油機運轉(zhuǎn)時，有明顯的連續(xù)不斷的“嗒嗒嗒”的金屬敲擊聲；低速運轉(zhuǎn)時，響聲清晰均勻，響聲隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大響聲與柴油機的溫度變化無關(guān)，停止某缸供油或調(diào)整供油時間，響聲不能消除；當(dāng)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(diào)整螺釘撞擊而發(fā)出響聲；有的氣門接觸端頭平面磨損成凹形時，用厚薄規(guī)檢查間隙是合適的，但實際間隙卻大于厚薄規(guī)測試厚度；搖臂調(diào)整螺釘?shù)墓潭菽杆蓜右矔斐砷g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(yīng)及時調(diào)整。如氣門腳間隙過大或其鎖緊螺母松動，應(yīng)重新調(diào)整氣門間隙至規(guī)定值，然后緊固鎖緊螺母，如圖7所示。如氣門間隙調(diào)整適當(dāng)后，氣門腳仍有不正常的響聲，則可能是氣門機構(gòu)磨損過甚，找出磨損部位，更換新件。

2、凸輪軸異常響聲

（1）現(xiàn)象

      在柴油機上部發(fā)出有節(jié)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(chǎn)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(yīng)更換止推板；嚴重時，應(yīng)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(xiàn)象。此時，應(yīng)分解配氣機構(gòu)，查明具體原因，視情更換凸輪軸。

3、氣門彈簧異常響聲

（1）現(xiàn)象

      柴油機怠速時有明顯的“嚓嚓”的響聲。各轉(zhuǎn)速下均有清脆的響聲，多根氣門彈簧不良，機體有震抖現(xiàn)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(yīng)予以更換。仍用旋具撬住氣門彈簧，怠速運轉(zhuǎn)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(xiàn)象

      有節(jié)奏的類似氣門腳響，但比氣門腳響的聲音大很多。柴油機轉(zhuǎn)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?cè)霘飧咨w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(zhì)量不佳，受熱變形以致松動。

（3）診斷與排除：

      拆下氣缸蓋罩，經(jīng)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(gòu)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(diào)整圖

圖8  凸輪軸軸向間隙檢測

 

總結(jié)：

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

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