柴油機(jī)氣門(mén)組件的損傷分析與檢修要點(diǎn)

杜鵑

摘 要：氣門(mén)組件的損傷會(huì)造成柴油機(jī)功率下降，油耗上升，排氣冒煙，啟動(dòng)困難，甚至不能啟動(dòng)。對(duì)氣門(mén)組件損傷情況做了簡(jiǎn)要的分析，指出氣門(mén)組件維護(hù)時(shí)要注意的四個(gè)問(wèn)題，以保證修理質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；氣門(mén)組件；損傷分析；檢修

中圖分類(lèi)號(hào)：S219.07文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.03.056

柴油機(jī)氣門(mén)組件包括氣門(mén)、氣門(mén)座、氣門(mén)導(dǎo)管等零件。氣門(mén)由頭部、桿身和尾部組成。氣門(mén)組件是發(fā)動(dòng)機(jī)的一種重要部件。氣門(mén)的作用是專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)向發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)輸入空氣并排出燃燒后的廢氣。柴油機(jī)工作時(shí)，氣門(mén)與氣門(mén)座的工作條件相當(dāng)惡劣，不僅承受氣門(mén)彈簧彈力構(gòu)成的沖擊載荷，而且承受高溫、高壓氣體的吹拂和化學(xué)腐蝕，又處于潤(rùn)滑循環(huán)的末端，再加上氣門(mén)工作時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作頻繁，兩工作斜面很容易形成積碳，產(chǎn)生磨損、燒蝕，出現(xiàn)凹陷、麻點(diǎn)，導(dǎo)致氣門(mén)下陷，氣門(mén)與氣門(mén)座密封不嚴(yán)，引起漏氣，使汽缸壓力降低，功率下降，油耗上升，排氣冒煙，空氣濾清器竄氣，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，甚至不能啟動(dòng)。因此，要注意對(duì)氣門(mén)組件的檢修，以保證其處于正常的工作狀態(tài)。

1 氣門(mén)組件損傷情況分析

在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上，磨損一般都是進(jìn)氣門(mén)及座明顯大于排氣門(mén)及座。表現(xiàn)為氣門(mén)頭下陷量增大，氣門(mén)與座接觸環(huán)帶明顯變寬，甚至氣門(mén)頭工作斜面上形成環(huán)溝。其主要原因是，被吸入汽缸的空氣中，盡管有空氣濾清器濾清，仍?shī)A雜塵土顆粒，形成磨料磨損，因此進(jìn)氣門(mén)和座就受到硬質(zhì)顆粒頻繁的沖刷不斷的磨損，尤其當(dāng)濾芯壞的情況下更為明顯；磨粒在汽缸內(nèi)經(jīng)高溫膨脹后基本被軟化，所以排氣時(shí)對(duì)排氣門(mén)和座相對(duì)磨損就小了很多。燒蝕一般都是排氣門(mén)及座明顯大于進(jìn)氣門(mén)及座，而且氣門(mén)比座嚴(yán)重。其主要原因是，排氣門(mén)溫度比進(jìn)氣門(mén)高，氣門(mén)散熱比座困難。嚴(yán)重時(shí)，當(dāng)氣門(mén)的邊緣厚度小于1 mm時(shí)，除容易燒蝕外，還容易引起翹曲變形。鑲?cè)胧綒忾T(mén)座圈會(huì)因沖擊和熱應(yīng)力作用而松動(dòng)以致斷裂。座圈是否松動(dòng)，可用鏟子撬座圈，觀察是否松動(dòng)，也可用小錘輕輕敲擊座圈，憑聲音判斷是否松動(dòng)。

2 維修要點(diǎn)

（1）氣門(mén)組件拆卸要點(diǎn)。氣門(mén)組在組裝完畢后，彈簧處于預(yù)緊狀態(tài)，如拆卸不當(dāng)，彈簧彈出會(huì)擊傷人體，因此在拆卸氣門(mén)組時(shí)必須使用專(zhuān)門(mén)的氣門(mén)彈簧拆卸器進(jìn)行規(guī)范操作，方能保證安全拆卸氣門(mén)組。拆卸時(shí)，使用彈簧拆卸器將彈簧座連同已被預(yù)緊的彈簧一起壓下，使鎖銷(xiāo)處于自由狀態(tài)可方便取下，然后再將彈簧座連同彈簧一起慢慢放松，直至彈簧處于完全放松的自由狀態(tài)，即可輕松取出彈簧座、彈簧和氣門(mén)。

（2）氣門(mén)的維修要點(diǎn)。①檢查頭部和桿的彎度，氣門(mén)桿端部變形或磨損時(shí)進(jìn)行修正，研磨氣門(mén)面。②氣門(mén)厚度小于極限值時(shí)更換氣門(mén)。③檢查每個(gè)氣門(mén)的工作面和桿有無(wú)磨損、燒蝕或變形，如有應(yīng)進(jìn)行更換。④使用千分表和V形架，測(cè)量氣門(mén)桿彎曲度。檢查時(shí)，氣門(mén)桿支承在兩個(gè)距離100 mm的V形架上，然后用千分表檢查氣門(mén)長(zhǎng)度的1/2處即為彎曲度。超過(guò)允許限度，應(yīng)用手壓機(jī)校正。

（3）一般情況下，氣門(mén)座通過(guò)鉸削可以達(dá)到修復(fù)的目的。如果氣門(mén)座圈凹陷深度超限、氣門(mén)座圈松動(dòng)和裂紋破損等非換不可，應(yīng)做一專(zhuān)用工具將氣門(mén)座鉤出。為了保證柴油機(jī)工作中氣門(mén)座圈不脫落，與汽缸蓋結(jié)合良好便于散熱，氣門(mén)座圈與汽缸套采用過(guò)盈配合。在裝配前應(yīng)測(cè)量氣門(mén)座孔和氣門(mén)座外徑尺寸，保證其過(guò)盈量。當(dāng)采用冷鑲時(shí)，其配合過(guò)盈量為0.04～0.12 mm；采用熱鑲時(shí)，其配合過(guò)盈量為0.20～0.25 mm。其座圈外圓的圓度和圓柱度不應(yīng)大于0.02 mm。裝配時(shí)，應(yīng)做一階梯形沖頭，小端直徑略小于氣門(mén)座內(nèi)徑；大端直徑略小于氣門(mén)座外徑，將沖頭小端放入氣門(mén)座內(nèi)孔中，用壓力機(jī)慢慢將氣門(mén)座壓入，或用手錘慢慢打入。

（4）注意氣門(mén)干涉角。有的柴油機(jī)氣門(mén)具有干涉角，如6120Q 型柴油機(jī)。該柴油機(jī)氣門(mén)頭斜面錐頂角為91°±0.5°，氣門(mén)座斜面錐頂角為90°。氣門(mén)與氣門(mén)座斜面錐頂角之差為0.5°～1.5°，這個(gè)差就是干涉角。這種干涉角能使氣門(mén)與氣門(mén)座在氣門(mén)線的高壓側(cè)，汽缸一側(cè)首先形成狹窄的接觸環(huán)帶，增加接觸比壓。其作用有：①有助于新出廠的或新維修的氣門(mén)與座的初期加速磨合。②有助于各種工況，尤其是啟動(dòng)和怠速工況（低轉(zhuǎn)速時(shí)）氣門(mén)的徹底落座，密封性更好。③有助于擠掉積聚在氣門(mén)線上的積碳，起到自潔作用。④有助于補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱膨脹不均和缸蓋裝配在缸體上后變形的不良影響。這些作用都有助于防止因漏氣而引起的氣門(mén)與氣門(mén)座的燒蝕。維修中，對(duì)于有干涉角的氣門(mén)，磨削氣門(mén)頭斜面時(shí)必須按規(guī)定留有干涉角，并且只允許氣門(mén)錐頂角比氣門(mén)座錐頂角大。

（5）注意氣門(mén)座與氣門(mén)導(dǎo)管的同軸度誤差不能過(guò)大。修復(fù)后的缸蓋，氣門(mén)座口與氣門(mén)導(dǎo)管同軸度公差值應(yīng)不大于0. 05 mm。只有這樣，才能保證氣門(mén)與氣門(mén)座的工作性能，否則，將有以下危害：①凡是修復(fù)后氣門(mén)座與導(dǎo)管同軸度公差值過(guò)大的，氣門(mén)座上密封環(huán)帶寬度一定不均，會(huì)使散熱不一致，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力變形。②氣門(mén)與氣門(mén)座密封不良，不但汽缸壓力降低，導(dǎo)致柴油機(jī)功率不足、排氣冒黑煙、曲軸箱竄氣、機(jī)油變質(zhì)等不良后果，還易造成氣門(mén)與氣門(mén)座燒蝕。③氣門(mén)座對(duì)氣門(mén)桿有側(cè)向應(yīng)力，氣門(mén)桿容易出現(xiàn)疲勞裂紋以至損壞。④氣門(mén)桿與導(dǎo)管容易加速磨損。