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故障檢查與技術(shù)維護(hù) |
柴油發(fā)電機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的檢查、拆卸和安裝步驟 |
摘要：配氣機(jī)構(gòu)的性能及其密封性直接影響柴油發(fā)電機(jī)的充氣效率、空燃比，乃至影響柴油發(fā)電機(jī)的性能。配氣機(jī)構(gòu)就像人類的呼吸系統(tǒng)， 可想而知，它對(duì)整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)來講重要性是不言而喻的，為了更好的去理解柴油發(fā)電機(jī)的工作過程和工作原理，就應(yīng)該對(duì)其配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)有更深一步的學(xué)習(xí)。論文主要從配機(jī)構(gòu)的組成、 工作原理及分類方面進(jìn)行層層闡述，后查閱資料及自己在實(shí)習(xí)過程中遇到的問題加以總結(jié)。最后對(duì)其估故障的部位進(jìn)行逐個(gè)分析判斷直到找到故障所在的部位并對(duì)其進(jìn)行維修。
一、配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理
柴油機(jī)在工作中，配氣機(jī)構(gòu)的零部件會(huì)發(fā)生磨損、燒蝕或變形等損傷，致使氣門漏氣或滲漏機(jī)油，影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，導(dǎo)致柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性變壞。配氣機(jī)構(gòu)的工作性能好壞，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有重要影響。因此，應(yīng)按要求檢查和調(diào)整配氣機(jī)構(gòu)，發(fā)生故障時(shí)要及時(shí)維修，確保柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。
1、配氣機(jī)構(gòu)的作用
配氣機(jī)構(gòu)的作用是:按照發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的做功次序和每一氣缸工作循環(huán)的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，配合發(fā)動(dòng)機(jī)各缸實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣的工作過程。
2、配氣機(jī)構(gòu)的組成及使用要求
配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成，零件分解圖如圖1所示。氣門組用來封閉氣缸的進(jìn)、排氣道口；氣門傳動(dòng)組使氣門打開和控制開啟與關(guān)閉的時(shí)刻及開啟與關(guān)閉的規(guī)律。配氣機(jī)構(gòu)的氣門要關(guān)閉嚴(yán)密，開閉及時(shí)，開度足夠。如果氣門關(guān)閉不嚴(yán)，在壓縮行程會(huì)漏氣，造成氣缸壓力不足和燃?xì)獾膿p失；在做功行程會(huì)泄壓，使燃?xì)鈮毫档?。如果氣門開閉不及時(shí)或開度不夠，則會(huì)使進(jìn)氣不充分，排氣不徹底。上述情況都會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，甚至使發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。
3、配氣機(jī)構(gòu)的工作過程
配氣機(jī)構(gòu)工作過程如圖2所示。凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)凸輪的圓柱面（基圓）部分與挺柱接觸時(shí)，挺柱不升高，挺柱以上的傳動(dòng)件不動(dòng)作，氣門是關(guān)閉的。當(dāng)凸輪的凸起部分與挺柱接觸時(shí)，便開始將挺柱頂起，于是氣門被打開。當(dāng)凸輪的最大凸起處與挺柱接觸時(shí)，氣門達(dá)到最大開度。隨后，凸輪與挺柱接觸表面的凸起開始逐漸變小，氣門在氣門彈簧的作用下開始上升關(guān)閉，并反向推動(dòng)搖臂等傳動(dòng)桿件，使挺柱下壓保持與凸輪的接觸。當(dāng)凸輪凸起部分離開挺柱時(shí)，氣門完全關(guān)閉。
大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)每缸各有一個(gè)進(jìn)氣門和排氣門。每個(gè)氣門都有一套氣門驅(qū)動(dòng)裝置。所以，凸輪軸上的凸輪數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門數(shù)相同，各凸輪之間有一定的夾角，以滿足各缸工作次序和每一缸工作循環(huán)的要求。
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圖1 配氣機(jī)構(gòu)零件分解圖 |
圖2 柴油發(fā)電機(jī)配氣機(jī)構(gòu)工作過程 |
二、配氣機(jī)構(gòu)的檢修方法
1、挺柱的檢查與更換
（1）挺柱的檢查
① 挺柱表面不應(yīng)有裂紋、皺紋、黑點(diǎn)、刻痕、凹坑及其他缺陷。在非磨光部分允許有黑點(diǎn)和加工痕跡。
② 挺柱上端螺紋(側(cè)置式氣門)應(yīng)完整光潔，不得有凹坑、毛刺及黑皮等現(xiàn)象。
③ 挺柱的主要缺陷是挺柱球面〔或平面)的磨損、挺柱直徑的磨損、氣孔及麻點(diǎn)。
④ 挺柱直徑磨損可用外徑千分尺測(cè)定，圓度、圓柱度及彎曲度誤差均不應(yīng)超過0. 01mm，徑向跳動(dòng)量不應(yīng)超過0. 05mm。如圖3所示。
⑤ 氣門挺柱與承孔的配合間隙如超過0. 10mm時(shí)，應(yīng)采用電鍍加大挺柱直徑及鉸大承孔的方法予以修復(fù)。配合間隙一般為0.020~0.035 mm。
⑥ 拆卸氣缸蓋罩、用曲軸正時(shí)帶輪的中心緊固螺栓順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，直至待查挺柱的凸輪朝上，測(cè)定凸輪與挺柱的間隙。如圖4所示，用一楔形木棒或塑料棒壓下挺柱，若凸輪與挺柱間可插入0.20mm的厚薄規(guī)，則須更換挺柱。
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圖3 氣門挺柱的檢測(cè)示意圖 |
圖4 檢查凸輪與挺柱間的間隙 |
（2）挺柱的拆卸步驟
①拆下多楔帶及張緊裝置、再拆下正時(shí)帶上護(hù)罩。
②沿曲軸旋轉(zhuǎn)方向通過曲軸帶輪中心螺栓將曲軸盤至1缸上止點(diǎn)標(biāo)記處。拆卸氣缸蓋罩，松開張緊裝置，從凸輪軸帶輪上拆下正時(shí)帶。
③用專用工具3036松開凸輪軸鏈輪，拉出凸輪軸鏈輪。拆卸霍爾傳感器殼體，從霍爾傳感器上拆下轉(zhuǎn)子。用傳動(dòng)鏈張緊器3366的定位器固定住傳動(dòng)鏈張緊裝置。注意定位器不要擰得過緊，否則可能損壞傳動(dòng)鏈張緊裝置。
④清洗面對(duì)軸承蓋鏈條及凸輪軸鏈輪，并用彩色標(biāo)出安裝位置。注意不可用中心沖頭在鏈條上打標(biāo)記或切口。兩箭頭的距離（即彩色標(biāo)記間的距離）為16個(gè)鏈輥（從豁口旁的進(jìn)氣凸輪軸鏈輪的鏈輥開始計(jì)）。
⑤首先拆卸進(jìn)、排氣凸輪軸的第3和第5道軸承蓋，再拆卸雙列軸承蓋。然后拆卸相鄰進(jìn)、排氣凸輪軸鏈輪的兩個(gè)軸承蓋，擰下傳動(dòng)鏈張緊裝置緊固螺栓。分幾步按對(duì)角線方向拆下進(jìn)排氣凸輪軸的第2和4道軸承蓋緊固螺栓，然后拆下軸承蓋。
⑥拆下進(jìn)、排氣凸輪軸及傳動(dòng)鏈張緊裝置，取出挺柱。
（3）挺柱的安裝步驟
① 將鏈條裝到兩凸輪軸上，兩箭頭間的距離為16個(gè)鏈輥，如圖5所示。
② 更換傳動(dòng)鏈張緊裝置的橡膠和金屬襯墊，并在陰影區(qū)域涂上一層薄薄的D454 30002密封劑。
③ 將傳動(dòng)鏈張緊裝置插入鏈條，用機(jī)油潤(rùn)滑兩凸輪軸的工作面，將凸輪軸連帶鏈條及張緊裝置一起裝到缸蓋上，擰緊張緊裝置的連接件（注意定位套筒的位置）。分幾步按對(duì)角線方向擰緊進(jìn)、排氣凸輪軸的第2和4道軸承蓋。安裝相鄰進(jìn)、排氣凸輪軸鏈輪的兩個(gè)軸承蓋。
④ 檢查凸輪軸位置是否正確，然后擰緊軸承蓋。拆卸鏈條張緊器3366的定位器。在雙列軸承蓋陰影區(qū)域涂上一層薄薄的D454 300 02密封劑，然后裝上軸承蓋。安裝剩余軸承蓋，安裝新的進(jìn)排氣凸輪軸油封，安裝凸輪軸正時(shí)帶輪。檢查安裝位置，凸輪軸正時(shí)帶輪的窄幅板朝外（如圖6箭頭所示），須可見1缸上止點(diǎn)標(biāo)記。安裝凸輪軸正時(shí)帶輪緊固螺栓（用定位器3036固定）。
⑤ 將霍爾傳感器轉(zhuǎn)子的凸起卡入進(jìn)氣凸輪軸的豁口，裝上墊圈（錐面朝外），安裝霍爾傳感器殼體。安裝氣缸蓋罩，將凸輪軸皮帶輪上的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)氣缸蓋上的標(biāo)記，將扭轉(zhuǎn)減振器上的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)正時(shí)帶護(hù)罩的標(biāo)記。轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸時(shí)曲軸不得處于上止點(diǎn)，否則氣門可能碰撞活塞，導(dǎo)致?lián)p壞。
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圖5 凸輪軸結(jié)構(gòu)位置圖 |
圖6 檢查凸輪軸正時(shí)帶輪 |
2、氣門桿油封的更換
（1）氣門桿油封的拆卸
① 安裝氣門彈簧壓縮器，使其與氣門和彈簧座底部在同一直線上，如圖7所示。
② 上緊氣門彈簧壓縮器，壓縮彈簧并取下兩塊氣門鎖片。
③ 松開門彈簧壓縮器，拆卸彈簧座和彈簧，然后將氣門朝燃燒室的方向往外拉，拆卸氣門。
④ 依次拆下其它進(jìn)排氣門，并按各缸順序整齊放在工作臺(tái)上。
⑤ 用尖嘴鉗鉗住氣門油封底部的金屬部分，拆下氣門桿油封（也可用氣門油封鉗），如圖8（a）所示。
⑥ 用一字螺絲刀撬起氣門彈簧座，用磁性手柄吸出氣門彈簧座，如圖8（b）所示。
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圖7 柴油機(jī)氣門彈簧壓縮器安裝圖 |
圖8 柴油機(jī)氣門油封拆卸步驟圖 |
（2）氣門桿油封的安裝
安裝前，大概了解一下氣門導(dǎo)管和油封結(jié)構(gòu)，如圖9所示。
① 先將氣門油封用機(jī)油浸泡10分鐘左右。將氣門底座的墊片安裝上。將氣門油封從機(jī)油里面撈出來。
② 將塑料套裝到氣門桿上，以防損壞新的氣門桿油封。在油封唇口輕涂一層機(jī)油。
③ 將油封裝到工具3365上，然后慢慢推到氣門導(dǎo)管上，如圖10所示。
特別提醒：如果沒有專業(yè)安裝工具，可以把氣門油封先用手按上去，再用比他略大的套筒套上，用錘子輕輕敲擊到位即可，這樣不會(huì)損傷到氣門油封的工作唇口，也很省心。
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圖9 氣門導(dǎo)管和油封結(jié)構(gòu)圖 |
圖10 氣門桿油封安裝示意圖 |
3、氣門導(dǎo)管的檢查與更換
（1）氣門導(dǎo)管的檢查
將氣門插入導(dǎo)管內(nèi)，直至氣門桿端部與導(dǎo)管端面平齊。因氣門桿直徑略有不同，進(jìn)、排氣門應(yīng)裝入各自的導(dǎo)管內(nèi)，如圖11所示，晃動(dòng)氣門頭部，測(cè)量進(jìn)、排氣門與導(dǎo)管的間隙，其磨損極限均為0.80mm。如果所測(cè)值超過磨損極限，應(yīng)換上新氣門再次測(cè)量。如果還超差，則須更換氣門導(dǎo)管。
（2）氣門導(dǎo)管的拆卸
首先檢查氣門座鑲?cè)皻飧咨w密封面是否可修整，若不能修整，則不應(yīng)更換氣門導(dǎo)管。
① 將缸蓋螺栓定位銷A插入支承板孔2和孔3內(nèi)，按氣門角度（外側(cè)進(jìn)氣門：21．5°；中間進(jìn)氣門：15°；排氣門：20°）將銷子B插入孔內(nèi)。
② 用沖頭3360壓出磨損的氣門導(dǎo)管，如圖12所示：帶臺(tái)肩氣門導(dǎo)管從凸輪軸側(cè)壓出；不帶臺(tái)肩氣門導(dǎo)管從燃燒室側(cè)壓出。
（3）氣門導(dǎo)管的安裝
在新導(dǎo)管上涂一層機(jī)油，用沖頭3360將其從凸輪軸側(cè)壓入冷態(tài)缸蓋內(nèi)直至臺(tái)肩接觸。導(dǎo)管臺(tái)肩接觸時(shí)的壓力不得超過10kN（約1.0t），否則臺(tái)肩將會(huì)破裂。
氣門導(dǎo)管可用手動(dòng)鉸刀3363擴(kuò)孔，鉸孔時(shí)用切削冷卻液冷卻。
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圖11 檢查氣門與導(dǎo)管間的間隙 |
圖12 氣門導(dǎo)管的拆卸方法 |
4、氣門座的檢查與修整
修理氣門漏氣的柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，僅研磨氣門座及更換氣門不足以解決問題，同時(shí)還須檢查導(dǎo)管是否磨損，這對(duì)使用時(shí)間長(zhǎng)的柴油發(fā)電機(jī)尤為重要。氣門座僅應(yīng)修整到貼合狀態(tài)良好即可，修整前須計(jì)算出最大允許修整尺寸。若超過修整尺寸，則不能保證挺柱正常工作，應(yīng)更換氣缸蓋。
（1）計(jì)算最大允許修整尺寸
插入氣門，緊壓在氣門座上。若氣門本身需要換，則用新氣門進(jìn)行計(jì)算。
測(cè)量氣門桿端部至凸輪軸中心軸線的距離（凸輪軸中心軸線與氣缸蓋頂面平行）。所測(cè)得的距離減去最小尺寸（外側(cè)進(jìn)氣門：34.0mm；中間進(jìn)氣門：337mm；排氣門：34.0mm）就等于最大允許修整尺寸。
表1 氣門座的修理尺寸
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氣門座
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進(jìn)氣門座
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排氣門座
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A
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φ26.2mm
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φ29.0mm
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B
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最大允許修整尺寸
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最大允許修整尺寸
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C
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1.5～1.8mm
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約1.8mm
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Z
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缸蓋底面
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缸蓋底面
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α（氣門座錐角）
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45°
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45°
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β（上修正角）
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30°°
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30°
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γ（下修正角）
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60
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60°
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如果最大允許修整尺寸等于0mm或小于0mm，則換一新氣門并再次測(cè)量。若測(cè)量結(jié)果仍為零或小于0mm，則應(yīng)更換缸蓋。
（2）修整氣門座
① 手工研磨氣門的步驟
② 研磨氣門時(shí)應(yīng)注意：
在研磨中要使氣門在氣門座內(nèi)朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)不時(shí)提起和轉(zhuǎn)動(dòng)氣門，變換氣門與座的相對(duì)位置，以保證研磨均勻；研磨時(shí)不應(yīng)過分用力，也不要提起氣門用力在氣門座上撞擊敲打，否則會(huì)將氣門工作面磨寬或磨成凹形槽痕。
③ 要注意檢查氣門的接觸情況：
若接觸面太靠上，砂要點(diǎn)在接觸面的上面，將接觸面往中間趕；如果接觸面太靠下，砂要點(diǎn)在下面，將接觸面往中間趕；如果接觸面在中間并基本適合要求時(shí)，可在接觸面的上下兩處點(diǎn)砂，以便能迅速磨出接觸面來，增大接觸面。
總結(jié)：
配氣機(jī)構(gòu)的作用是及時(shí)的將可燃混合氣吸入氣缸和及時(shí)的將氣缸中的廢氣排出，以保證柴油發(fā)電機(jī)的正常工作。配機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)過程和I排氣過程控制機(jī)構(gòu)，它的作用是按照柴油發(fā)電機(jī)的正常工作次月按時(shí)打開和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使新鮮空氣或可燃混合氣進(jìn)入氣缸把燃燒后的廢氣從氣新缸工內(nèi)排出。配氣機(jī)構(gòu)要有足夠的氣體流通面積，要保證適時(shí)的開啟與關(guān)閉進(jìn)排氣孔，使廢氣充分地排出干凈，盡可能地吸進(jìn)新鮮可燃混合氣，配氣機(jī)構(gòu)要求簡(jiǎn)單，工作可靠，調(diào)整維修方便。
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