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故障检查与技术维护

康明斯柴油发动机气门间隙的调整与测量

 

摘要：气门是柴油机运行中非常重要的一个部件，其间隙包括柴油机气门的前端、上端、下端和后端，即从柴油机进气管引出的气门盖和柴油机气缸内部的连杆之间的距离。由于柴油发电机组的性能会直接受到气门间隙的影响，因此，柴油发电机的定期检查和年度保养机制中，气门间隙的调整是必不可少的一步。一般情况下，康明斯发动机气门间隙通常建议为进气门约0.25-0.36mm，排气门约0.50-0.69mm，当间隙超出此范围时，应及时调整。

 

一、气门间隙调整原因和影响

 

      柴油发电机工作时，气门将因温度的升高而膨胀。如果气门及其传动件之间（其结构如图1所示）在冷态下无间隙或间隙过小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成柴油发电机在压缩行程和做功行程中漏气，从而使功率下降，严重时甚至不易启动。为了消除这种现象，通常在柴油发电机冷态装配时，在气门及其传动机构中留有一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙称为气门间隙，该位置可在图2示例中看到。

1、调气门间隙的原因

      因为气门是跟缸体接触的， 缸体在运动的时候发出了大量的热 ，而气门跟缸体接触了以后热量就会传到气门上 ，从而使气门的伸长量增加。如果不预先留出气门间隙的话 ，当汽车在冷状态下气门正好与缸体紧密触，等到缸体变热气门因受热膨胀而使伸长量增加，气门就会顶坏缸体或者气门本身。 所以要留出合适的气门间隙。合理的气门间隙，是保证柴油发电机正常、稳定工作的重要前提。

（1）间隙过大调节的原因：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降，此外，还使发动机抖动无力。

（2）间隙过小调节的原因：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。

2、气门间隙调整不当的影响

      气门间隙调整不当，不仅影响柴油发电机功率、油耗、磨损，且有噪声。

（1）气门间隙过大的危害

① 气门开度减小，进、排气阻力增大，进气量不足，动力性降低，排气不畅。

② 增大气门传动组对气门组的冲击力，出现较大异响声。

③ 会产生“反跳”现象，即气门落座后再次跳起。

④ 会产生“飞跳”，即气门的上升、下降规律和气门开启、关闭不符合原设计要求，使配气相位变化，影响动力性、经济性。

（2）气门间隙过小的危害

（1）发动机的气门间隙过小，会造成气门关闭不严，造成气缸漏气、压缩不足，出现动力下降、加速无力、回火或排气管放炮、易熄火、油耗增加等故障

（2）可能会磨坏气门摇臂和凸轮轴等部件 。

（3）易使气门与气门座的工作面烧蚀，同时也影响柴油发电机的动力性和经济性。

 

图1  柴油机气门传动件结构图

图2  气门间隙位置示例图

 

二、气门间隙的测量和调整方法

 

      柴油发电机气门间隙的检查以及调整的时候必须在进气门、排气门都在关闭的时候进行。而活塞位于压缩行程的上止点时，恰好进气门、排气门都完全关闭，所以在调整气门间隙的时候，必须使火花塞处于上止点。气门间隙调整的时候要在发动机冷却的时候进行，不要在发动机运转的时候调整。对双缸发动机应逐缸进行检查和调整。

1、调整前的关键准备

      在动手之前，有几个关键点需要特别注意：

（1）确认发动机状态：必须在冷机状态下进行调整。强烈建议停机后等待至少30分钟，让发动机温度降至60°C以下。如果发动机是热的，预留的“冷间隙”会因热胀冷缩而消失，导致调整不准。

（2）核对标准间隙值：不同型号的康明斯发动机，其气门间隙标准值也完全不同。请务必以你手中那台发动机的官方维修手册为准。作为参考，常见机型的数据大致为进气门约0.25-0.36mm，排气门约0.50-0.69mm，但切记不能直接套用。例如，NTA855系列为进0.30/排0.50mm，而M11系列则是进0.36/排0.69mm。

（3）备好专业工具：除了扳手和螺丝刀，一把合适的厚薄规（塞尺）是必不可少的。另外，康明斯官方也建议使用专用工具来盘动曲轴和锁定正时，这能有效提高操作的准确性和安全性。

2、测量气门间隙的方法

   气门间隙有冷车值和热车值之分，您在测量时应在符合柴油发电机组规定的状态下进行（如图3所示）。选出符合规格的塞规插入气门杆与气门摇臂（或凸轮）之间。稍微拉动塞规，如有轻微的阻力，表示间隙正确。

   为了确定间隙是否在规定范围内，一般用范围极限值来测量（例如图4所示，间隙范围值为0.22mm到0.30mm之间），先用0.22mm的塞尺插入气门间隙，此时，塞规应如果可以通过，则是正常；再用0.30mm的塞尺插入气门间隙，,塞规应无法插入，这样才可以说明间隙在给定间隙范围内。如果0.22mm塞规不能插入间隙，则说明间隙过小；如果0.30mm塞规可以通过插入间隙，则说明间隙过大。

 

图3  间隙检查示例图

图4  柴油发电机气门间隙测量值

 

3、气门间隙调整的方法

      柴油发电机气间间隙过大会引起充气不足和排气不足，气门间隙过小会引起气门关闭不严，让高温气体从缝隙中漏出而烧坏气门。因此，气门过大或过小都会引起柴油发电机功率下降，经济性能降低。在柴油发电机的使用过程中，必须定期检查和调整气门间隙。其方法如下：

（1）首先拆下气门罩盖，然后摇动曲轴，使活塞在压缩行程上止点位置（飞轮的“上止点”刻线与水箱上的刻线对齐），关闭减压装置。将厚薄规插入摇臂头与气门杆端之间，测量其间隙的大小。

（2）值得注意的是，需要测量热车和冷车时的气门间隙，将测得的值与技术规定值进行比较。一般是冷车时进气门间隙为0.35毫米、排气门间隙为0.4毫米；

（3）热车时进气门间隙为0.25毫米、排气门间隙为0.3毫米，如不符合规定值，则进行调整。

（4）调整气门间隙时，先松开锁紧螺母，用螺丝刀拧动调整螺栓至间隙适合为止。再用螺丝刀顶位调整螺栓，将锁紧螺母拧紧。然后再复查一遍间隙是否适合。

（5）但在气门摇臂头有凹窝的情况下，调整气门间隙时，最好是按规定顺序调到气门无间隙为止，根据气门调整螺丝的螺距和要求的气门间隙退回调整螺丝相应的大约间隙圈数。此方法要比用厚薄规定准确些。对多缸柴油发电机要根据工作顺序和气门排列，依次进行调整。

（6）可根据以下程序调整气门间隙（实物操作过程如图5、图6所示）。

● 用安装的调整螺钉拧松锁紧螺母。

● 在摇臂和十字结联轴节之间的间隙中插入塞尺B并用调整螺钉调整气门间隙。转动调整螺钉，直到可以轻轻移动插入的塞尺B为止。

● 固定好调整螺钉后，拧紧锁紧螺母。锁紧螺母：24±4 Nm {2.45±0.41 kgm}，拧紧锁紧螺母，再次检查气门间隙。

 

图5  气门间隙调节实物操作图

图6  气门间隙调节步骤

 

三、调完后的复查与试机

 

      调整完气门间隙后，复查和试运行是检验工作质量、确保发动机长期稳定运行的关键一步。这一步如果没做到位，轻则前功尽弃，重则可能损坏发动机。

1、静态复查

      在安装气门室盖之前，必须完成以下复查，这是最容易被忽视但最重要的一环：

（1）再次测量气门间隙：紧固锁紧螺母后，调整螺钉可能被带偏，导致间隙改变。因此，必须用塞尺对所有调整过的气门重新测量一遍，确认间隙仍为标准值。

（2）检查摇臂与相关部件：用扳手确认摇臂轴螺丝已按规定扭矩拧紧，没有松动。同时检查气门推杆是否平直、有无异常磨损。

（3）清洁并安装气门室盖：安装前彻底清洁气门室盖和缸盖结合面。安装新密封垫并按对角线顺序、规定扭矩拧紧螺栓，以防止漏油。

2、启动与动态听诊

      完成静态复查后，启动发动机进行动态检验。

（1）启动前检查：加注冷却液和机油，连接好所有管路。

（2）听诊气门异响

      发动机怠速运转时，仔细听气门室盖处的声音：

① 正常状态：发动机运行平稳，只有均匀的机械运转声。

② 间隙过大（"哒哒"敲击声）：如果听到连续、有节奏的"哒哒"金属敲击声，且随转速升高而变密集，说明该气门间隙仍然偏大。需要停机后重新打开检查调整。

③ 间隙过小（无声音但有其他异常）：间隙过小通常不会有明显的敲击声，但会出现动力不足、加速无力、甚至进气管回火等现象。

3、性能与密封性检查

      听诊正常后，进行带负载运行检查：

（1）动力性能检查：在空载和带负载情况下运行发动机，感受加速是否顺畅、动力是否充足。如果感觉动力明显不足，可能是气门间隙过小，导致气门关闭不严漏气。

（2）检查漏油与过热：查看气门室盖垫、油底壳等部位有无机油渗漏。观察水温表和油压表，确保无过热或油压异常。

（3）进/排气管异响鉴别

① 进气管"回火"（"嘭嘭"声）：通常表明进气门间隙过小或排气门关闭不严。

② 排气管"放炮"或气流紊乱声：可能表明排气门间隙过小或开启不足。

4、特殊情况：气门间隙的二次调整

      对于大修后的发动机，或严格按标准流程调整后仍出现异响的情况，可以采用更稳妥的方案：

      在发动机冷态下调整完毕后，先运转2-3小时至完全热机，待发动机完全冷却后，重新打开气门室盖，再次检查并调整气门间隙。

 

总结：

简单来说，柴油机气门间隙是柴油发电机内部气门和连杆之间的空隙，又叫气门止程、气门前止程或气门后止程，它可以影响柴油机的发动机性能，因此它也被称为“性能调节器”。气门间隙的大小决定了发动机的工作状态，如果间隙太大或太小，将会对柴油机的整体性能产生影响，甚至会降低柴油发电机组的燃油经济性。正常运行时，柴油机气门间隙应该在指定的范围内，否则重新调整。除此之外，调整柴油发电机组气门间隙还可以改善发动机排放，有效降低柴油机尾气排放，从而节省燃油消耗，达到减少柴油机尾气排放，保护环境的目的。

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