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故障检查与技术维护 |
柴油发电机气门的磨损型式与检验方法 |
摘要：柴油发电机长时间重载工作，超过设计极限，会造成气门早期磨损，同时还会造成气缸、气门座、气门导管变形，破坏气门密封，影响气门散热，使气门烧蚀。如果没有间隙或自动顶起，阀门将在高温高压气流的冲击下烧蚀。此外，发动机的高温容易引起机油和燃油的氧化聚合和分解，在气门头和气门杆处形成脱落的沉积物，腐蚀气门的密封面，造成气门漏气和烧蚀。为此，康明斯发电机厂家在本文就气门的磨损形式和检验方法做了详细说明和介绍。
一、气门的工作条件
1、受交变（应力）的冲击负荷作用（气门频繁地在高温下进行冲击性的打开和关闭，气门和气门座相互撞击）；
2、受高温高压燃气冲刷和燃烧产物的腐蚀，热应力高；
3、润滑条件差；
4、气门与气门导管摩擦频繁。
二、气门磨损常见形式
气门分为进气门和排气门两种。其结构基本相同，由头部和杆部组成，如图1所示。为了增加进气量，进气门头部直径一般比排气门大，气门头部与气门座接触的圆锥面为工作面，称为气门的密封锥面。
1、气门接触面的磨损
① 空气中的尘埃或燃烧杂质渗入或滞留在接触面间；
② 柴油发电机在工作过程中，气门将不停地开启和关闭，由于气门与气门座的撞击、敲打，引起工作面的起槽和变宽；
③ 进气门直径较大，在燃气爆发压力作用下产生变形；
④ 光磨后气门边缘厚度下降；
⑤ 排气门受高温气体的冲击，使工作面溶蚀，出现斑点和凹陷。
2、气门头部偏磨
气门杆在气门导管内不断摩擦，使配合间隙增大，而在管内晃动，引起气门头部的偏磨。
3、气门杆的磨损
与弯曲变形由汽缸内的气体压力以及凸轮通过挺柱对气门撞击而产生的。
所有这些柴油发电机气门故障，均可造成进排气门关闭不严而漏气。
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图1 柴油机气门结构图 |
图2 气门磨损示意图 |
三、气门的检验
1、外部检验
进排气门接触面的磨损及气门头部的偏磨等，均可通过一般检视即可发现。
2、气门顶边缘厚度的测量
各种柴油发电机气门顶的边缘厚度均不得小于0.5mm，如图3所示。正常的气门顶厚度要求是不小于1.5mm。在生产厂或大修时，绝不能使用不合要求的气门，若在中、小修时，气门顶厚度大于0.5mm可继续使用。
3、气门顶及气门杆弯曲的检验
气门杆的弯曲和因气门杆弯曲而造成气门顶部的歪曲偏摆，可用百分表来测定，将气门杆全部置于v形铁块上，用手转动气门杆，并以百分表测量杆部与头部（如图4所示）。若气门杆弯曲度超过0.03mm，或气门头部的摆差超过0.05mm时，均应进行校正或修整。
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图3 气门顶边缘厚度的测量示意图 |
图4 气门弯曲的测量图 |
4、气门杆失圆度和锥形度的检验
测量方法一般用外径千分尺测量。如图5所示，同一横截面两互相垂直直径之差即为失圆度；同一纵截面最大与最小直径之差即为锥形度。其失圆度和锥形度均不得大于0.03mm。
5、气门杆磨损量的测量
用外径千分尺测量，测量得出最小直径，标准直径与最小直径之差即为磨损量。其磨损量不得大于0.075mm。
6、测量气门长度
气门由于气门杆尾端长期承受气门驱动组零件的挤压，气门杆部弯曲导致气门头部对中不良而引起气门头部磨损等，导致气门长度有所磨损。气门长度出现偏差，直接影响气门间隙的大小、气门的开闭时刻及气门的开闭程度。用游标卡尺测量气门的全长，如图6所示。若气门杆尾端磨损不平，应用砂轮修复，磨削量不得超过规定范围。修复后的气门用游标卡尺检查气门的长度，测量数据与标准尺寸相比较，若超出规定范围，应予以更换。
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图5 气门失圆度和锥形度检测示意图 |
图6 气门的长度检查 |
四、气门磨损的修复方法
1、气门的光磨方法
气门锥面磨损起槽或有烧蚀麻点时，如果气门头厚度足够，气门杆与其导管的配合间隙符合要求，则应光磨气门锥面。光磨气门的原则是，在保证磨光的前提下，尽量减少磨削量。为了降低气门锥面的粗糙度，气门光磨结束时在无进给量的情况下往复移动气门，直至无火花进出为止。这样光磨出的气门，一般不需要与座圈进行配对研磨。
（1）磨光机上的砂轮面必须平正，不平正时，用金钢钻工具予以修正。
（2）选用适当的夹具，将气门坚固在架上，并按规定的角度，调整角架角度。
（3）开动砂轮与夹架的电动机，操作手柄进行光磨。如气门杆端面不平时，可将气门放在磨光机架的V型槽中，用手推动与砂轮接触，使之磨平。
2、气门的研磨
当气门圆锥工作面经过磨修（或换用新气门）、气门座经过修理后，为使它们的配合表面配合好，恢复其密封性，必须进行研磨。当气门与气门座磨损不严重时，气门头的厚度可直接进行研磨修理。研磨是气门与气门座间的相互研磨，可用手工操作，也可用气门研磨机进行。
常用的手工操作方法要点如下：将气门、气门座和气门导管用柴油清洗干净，在气门圆锥工作面上涂上一层薄薄的粗研磨膏，然后把气门杆插入气门导管中，用气门捻子吸住气门头部在气门座上进行互研。研磨时，一边用手搓动木柄，使捻子带动气门在气门座上往复转动，一边提起气门轻轻敲击气门座，使研磨膏有更好的切削作用并获得光洁表面，直到研磨表面无明显的加工痕迹及凹陷时，清除表面的粗研磨膏换用细研磨膏，用同样的方法进行研磨，直至表面出现一条整齐的暗灰色环带（接触环带）为止。最后将研磨膏清洗掉，再用机油研磨一段时间，使之得到密合表面。研磨好的接触环带宽度一般应为1.2～2.5 mm为宜。接触环带应位于气门圆锥工作面的中下部，接触环带过窄会加剧磨损，影响气门散热；过宽则易漏气，形成积碳。接触位置偏上，将影响气门强度，应更换气门或重新镶配气门座。
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