康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

柴油机缸盖和气门组常见故障维修方法

 

摘要：配气机构在柴油发电机的所有零部件里面意义重大，配气机构设置的好坏会对发动机中能的一些功能有着直接的影响。比如说工作的可靠性以及气门性能对于发动机有着重要的影响。本文简要对于柴油发电机配气机构的故障情况和其检修方法进行了详细的阐述，帮助修理工了解其检修与维护的方案，对于柴油发电机维修有着重要的意义。

 

一、配气机构检测方法

 

1、气缸盖检查

（1）日常观察法

      平时主要检查水箱的水位及水质情况和油底壳中的机油油面及油质的情况。还可以从排气的烟色进行观察和分析，若气缸盖内部裂纹漏水，排烟会因漏进的水蒸气而呈乳白色。

（3）着色法检验裂纹

      把缸盖浸入煤油或煤油的着色溶液，或浸入乙醚50%、煤油50％混合液中，2h后取出，擦干表面油迹，涂以薄层浆状白粉，然后烘干，如有裂纹会显示黑色（或颜色）线条。

（4）水压试验检验裂纹

      先根据气缸盖底面形状，做一专用压板，压板与气缸盖底平面之间加一块厚度为2～3mm的橡胶垫。然后将气缸盖紧固在专用压板上，并在气缸盖出水口处接上水管或水压试验机进行水压试验。试验压力一般为0.3～0.5MPa。在此范围内停止加压后，观察5min，看压力表的读数是否下降和气缸盖有无渗水的地方。若压力表的读数下降和气缸盖有渗水的地方，则说明此处有裂纹存在。

图1  柴油发电机气缸盖示意图

图2  气缸盖裂纹检测着色法

 

2、气门弹簧检查

（1）气门弹簧垂直度的检测可用钢直尺实行测量，如图3所示。气门弹簧的偏移量应不大于1.5～2.0mm，若气门弹簧的垂直度不符合标准，应更换气门弹簧；

（2）用游标卡尺检查气门弹簧的长度和弹力，如图4所示。弹簧太软会造成气门跳动，使气门和气门座加剧磨损，也会破坏气门正时，气门和活塞发生碰撞。不合格的弹簧必须予以报废。

 

图3  用钢角尺测量气门弹簧的偏移量

图4  测量气门弹簧的自由长度

 

3、凸轮轴及从动件检查

      检查凸轮轴的凸轮型面积轴颈处有无裂纹、凹坑、腐蚀、擦伤，检查齿轮有无裂纹、齿断裂或齿面凹坑，不合格则予以报废，否则会引起冒黑烟、功率亏损、击破缸体的危险。

（1）检查从动轴外有无超标，不合格则予以报废。

（2）检查滚轮表面有无麻点，转动是否灵活，是否磨损过度，不合格则予以报废。检查滚轮销及销孔是否磨损过度，超标则予以报废。

（3）检查随动臂有无裂纹，如有则予以报废。

警告：凸轮从动件为最关键而且容易出问题的闻件，需予以特别检查，否则会出现冒黑烟，功率亏损，击破气缸体曲轴的危险。

 

图5  凸轮轴弯曲度检测

图6  柴油机凸轮轴齿轮的检视

 

4、气门挺杆检查

（1）杆身表面应光滑、平直，不得有锈蚀和裂纹。检查挺杆失圆度和平直度，如图7所示。当推杆弯曲度超过0.3毫米时，应在平板上冷校正。 

（2）气门挺杆与导孔之间的配合间隙通常在0.03-0.01mm之间，不能超过0.15mm。经验之谈是用拇指将挺杆推到导孔处时应稍有阻力，再用手摇一点，不要有晃动的感觉。若配合间隙大于0.10mm，可采用电镀加粗和铰孔来恢复其配合尺寸。

（3）挺杆底表面不平整或球面有磨痕的时候，可用细砂布研磨。研磨砂或油石，也可使用磨光机将平面不平顺消除，恢复原形。

5、摇臂组检查

（1）检查摇臂有无裂纹，与丁字压板的接触凸面有无磨损或损伤。

（2）长期使用后的摇臂轴与摇臂孔之间当然也会磨损，摇臂轴与摇臂孔的测量如图8所示。如果测量结果超出规范许可，应更换这些部件。

 

图7  柴油机挺杆平直度的检查

图8  柴油机摇臂轴和孔径的测量

 

6、气门检查

（1）气门磨损情况可通过千分尺测量气门头部厚度、气门头部直径、气门总长度和气门杆直径等的相关尺寸进行检查，如图9所示。若测得尺寸不符合规定，应更换气门。气门密封锥面有轻微斑痕、沟槽或烧蚀，可在专用气门光磨机上进行光磨修理。修理后的气门尺寸应符合规定要求，修理气门后还应铰修气门座，并进行气门研磨。气门密封锥面有斑痕、沟槽或烧蚀严重时，应更换气门。

（2）气门杆弯曲的检查可在两个V型架上进行。若检查气门杆弯曲变形超过允许极限，应校正或更换气门。气门杆弯曲校正应在压床上进行冷压校正，方法是使弯曲拱面向上，用压床使其产生反变形，校压量一般为实际弯曲变形量的10倍，保持2min。气门杆的弯曲变形量用直线度误差表示，一般应不大于0.03 mm。检查气门导管，如磨损严重应更换，以保证与气门杆的配合。

 （3）气门和气门座经修理后，气门陷入缸盖底面的深度会增加。对气门陷入缸盖底面的量进行测量方法如图10所示。使用专业的活塞基准板将活塞置于上死点位置，然后用专业的深度游标测量气门座的高度，再将活塞降至下死点位置，使用同样的方式测量气门座的高度。两次测量的差值即是气门下沉量。

 

图9  用千分尺测量气门杆的直径

图10  气门在缸盖底面的陷入量检测

 

二、配气机构常见故障维修

 

      配气机构是柴油机的主要运动部件之一。配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜空气及时进入气缸，废气及时从气缸排出；在压缩与膨胀行程中，保证燃烧室的密封。

1、气门间隙变动

      有些气门间隙调整好后，工作时间很短，甚至不到几个小时，气门间隙就明显变化了，有的变大，有的变小。如果气门间隙过大且越来越大，则气门开启的延续时间不断缩短，气门开度不足，使得充入气缸的空气量不断减少，废气排不净，使气门摇臂、凸轮等产生强烈的撞击。如果气门间隙变小且越来越小，当气门在工作中受热伸长时，会造成气门关闭不严而漏气，使柴油机功率下降；同时，高温废气长时间冲击气门，会把气门烧坏。当气门间隙接近没有间隙时，气门杆会撞击活塞顶部，严重时撞坏活塞，造成严重事故。

（1）故障原因

      造成气门间隙迅速变大的原因可能是：

① 摇臂轴与摇臂套的间隙过大。

② 摇臂轴紧固螺钉及气门间隙高速螺钉有松动或滑丝。

③ 也可能是气门导管未下到规定位置，将挺杆顶弯了或将摇臂顶开裂了。气门间隙迅速变小，表明气门磨合面在高速磨损，可能是存在磨料研磨气门后未洗净或空气未滤清，也可能是气缸盖材质太松软（指不镶气门座的）造成的。

（2）故障排除

① 修复凸轮轴、挺柱、挺杆、气门小头、摇臂端头等相关零件和部位，必要时更换。

② 更换质量和材料合格的气门座圈。

③ 气门摇臂座螺母、摇臂调整螺钉锁紧螺母一定要锁紧，丝扣损伤的螺栓、螺母要换掉。

④ 衬套磨损过度应更换衬套，凸轮轴与衬套接触面如磨损出现沟痕时应更换凸轮轴。

⑤ 气门挺杆拆装时要防止弯曲，弯曲时要进行冷矫。

⑥ 每次调整气门间隙之前都要检查摇臂固定螺母是否拧紧；调好气门间隙后，一定要锁紧螺母，并复查其间隙是否正确。

2、气门关闭不严

（1）故障现象

      不减压摇转曲轴可听到漏气声。气门关闭不严可导致发动机压缩不良，柴油机冒黑烟，功率下降，从而使动力性、经济性下降，启动困难并有可能烧损气门。

（2）故障原因

① 气门与气门座配合部位磨损、烧坏或粗糙，致使气门与气门座密封不严而漏气。

② 气门间隙过小，一般车用发动机气门间隙为0.25~0.45mm,如气门间隙过小，则气门受热膨胀，间隙消失，关闭不严。

③ 气门座积碳过多，使气门关闭不严。

④ 气门杆部弯曲变形或气门头翘曲。

⑤ 气门在导管内上下往复运动时有发滞现象。

⑥ 气门弹簧折断或弹力不足。

⑦ 气门座发生变形而导致其门密封不严。

（3）故障排除

① 轻者可清除积碳，进行研磨，重者应先磨气门和铰削气门座，之后再进行研磨。

② 应检查气门导管的配合间隙，必要时更换气门或导管。如果更换气门还应重新研磨接触环带。

③ 应重新调整气门间隙。

3、气门脱落

（1）故障现象

      这是一种突发故障，发生时发动机突然熄火并伴有强烈的机械撞击声。

（2）故障原因。

① 气门折断

      因活塞与气门碰撞所致。活塞与气门碰撞的原因主要有气门间隙过小、气门导管折断、气门杆卡住、正时齿轮安装不当、轮轴与轴套间隙过大等。

② 气门锁夹脱落

      主要是由于气门锁夹质地过软、发动机飞车或气门弹簧折断等原因造成的。

（3）故障预防

      为了预防气门掉入气缸，应做到以下几点：

① 在对配气机构进行检修时，要对配气机构的所有零部件，按技术要求进行认真检测。达不到技术要求的零部件要进行修复或更换。安装配气机构各零部件时，要特别注意正时齿轮的安装、气门间隙的调整等。

② 当维修发动机，检修曲柄连杆机构时，应注意检查活塞顶部，如检查发现活塞顶部有撞击印痕，应仔细查找原因。在没有排除故障时，不能在装配使用。

③ 气门杆尾端有卡簧的，在气门装入气门导管后，应及时将卡簧装入槽内，以确保气门弹簧折断或锁夹脱落时，气门不会掉入气缸。

 

总结：

      为加强康明斯用户的电力设备管理，促进柴油发电机管理现代化，使柴油发电机得到及时维修、改造和更新、正确使用、精心维护、科学检修、使柴油发电机经常处于良好的技术状态，不断改善和提高企业的技术装备素质，充分发挥柴油发电机效能，更好地为提高生产技术水平，降低消耗、保证安全生产、增加经济效益，结合使用单位实际情况制定柴油机配气机构维修规程。

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