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新闻主题	气门弹簧锁片和弹簧座的检验与修理

 

摘要：柴油发电机工作时，节气门通过凸轮轴带动的摇臂打开，而关闭时，则靠气门弹簧的弹力，锁片的功能就是将气门挺杆和弹簧固定在一起，从而弹簧恢复时带动气门关闭，在装配过程中，如果出现锁片漏压装，会导致节气门无法正常关闭，造成对活塞的冲击损坏；如果出现锁片反装、压装不到位，锁片会对气门挺杆造成磨损，从而磨损油封，产生烧机油等问题，为了实现对锁片位置的自动化检测，部分厂家研发了锁片检测头，锁片检测头是用于发动机中气门锁片压装后检查气门锁片是否压装合格的装置。

 

一、气门弹簧锁片手动拆卸与安装

 

1、拆卸

      确认气门组位置确认所需拆卸气门组，认识气门拆装专用工具，选择合适大小的气门拆装接头和接杆。

（1）使用合适尺寸的套筒和塑料棒，轻轻地敲击弹簧挡圈，以松开气门锁片。如图1所示。

（2）使用气门弹簧压缩器（零件号 ST-448 或零件号 3163639，如图2所示）或等效工具。气门弹簧支架（零件号 ST-1022）和压缩器板（零件号 3375043）可用于同时压缩 4 个弹簧。

注意：气门弹簧处于压缩状态。使用气门弹簧压缩器时要小心。会导致人身伤害。

（3）在拆卸前标记气门位置。进气门和排气门不同。该操作有助于将来的安装识别。

      压缩气门弹簧并拆卸以下零件：

① 气门锁片；

② 气门弹簧座；

③ 气门弹簧；

④ 气门转子；

⑤ 气门；

⑥ 气门杆油封。

（4）吸出气门中的铁片用吸棒吸出气门锁片，使用压缩空气和磁棒，拆下弹簧座平垫圈，拆下半圆键。

 

图1  柴油机气门弹簧拆卸步骤

图2  气门弹簧压缩器安装示意图

 

2、修理

① 若两锁片分开面间隙过小或消失，以及两片高低不一致，可用锉刀锉，但内、外表面要完好，外锥面与座要配合好。

② 若接触面不严密或有毛刺，应打掉磨光。

③ 其他情况，一般应更换新件。

3、手动安装

（1）使用 10W-40 机油润滑所有气门导管孔和气门杆。未能润滑气门导管和气门杆可导致气门导管过早磨损。

（2）将气门弹簧导管安装到气门导管上。 将油封推到油封拆装器和气门导管上。将油封向下推到导管上，直到下部弹簧座入气门导管的凹槽中。

（3）拆下油封拆装器。

（4）安装气门。

（5）气门和气门弹簧零件分布如图3所示，然后使用气门弹簧压缩器安装：

① 新气门锁片或打磨好的旧锁片；

② 气门弹簧座；

③ 气门弹簧（内和外）；

④ 气门弹簧导管（已安装）；

⑤ 气门（进气和排气）；

⑥ 气门杆密封件（已安装）。

（6）如图4所示， 用塑料锤轻轻敲击每个气门杆端部2次或3次，以确保气门和气门锁片正确就位。仅允许沿着气门杆的轴线敲击气门杆，这样不会弄弯气门杆。

      也可以采用发动机气门弹簧锁片压装工装，其结构为底座的顶部前排设有六个弹簧座，底座的顶部后排固定有六个定位装置，左侧第一个定位装置上固定有压杆。采用定位装置和压杆的结构，使气门弹簧锁片的安装由手工改为工装安装，从而降低了操作工的劳动强度，也提高了安装气门弹簧锁片的工作效率（具体细节请参照第二项）。

 

图3  气门及气门弹簧零件示意图

图4  柴油机气门弹簧安装图

 

二、气门弹簧锁片自动装配技术

 

      气门弹簧锁片的装配，是发动机配气机构生产制造的重要环节，在传统生产模式中，一般采用手工装配的方式，这种装配方式不仅效率低下，而且具有很大难度，对工作人员专业性要求较高。在柴油机数量逐年增多趋势下，手工装配方式已经无法满足人们对发动机性能的要求，只有同时装配技术，才能够降低人为因素对发动机性能的影响，最终达到提升柴油机整体性能的日标。自动化生产是柴油机行业的主要发展方向，国内很多企业也致力于自动化技术研发，这为发动机装配行业发展奠定了良好基础。

      发动机气门弹簧锁片装配涉及气动、机械、信息和电气等多个学科，因此对技术性和专业性要求较高。发动机气门弹簧锁片装备主要由三大部分构成，分别是装配装备、检测装备和传输装备。装配装备环节的压紧技术和自动上下料技术决定了发动机气门弹簧锁片装配质量和精度；装配环节的何服控制技术也同样重要，可以实现装配装备准确控制。成品质量检测技术和防错技术，能够对装配过程中的错误进行识别，防止残次品进入发动机制造当中。弹簧锁片传输与识别跟踪，需要依靠传输部分来完成。以上三者相互配合，是提升自动化装配效率的关键。

1、压紧技术

      在发动机气门弹簧锁片装配工作中，需要用到压紧技术。自动上下料装置将气门弹簧盖送至相应位置后。弹簧盖会被顶杆顶起，在输送道、分割料气缸和棘爪共同作用下，锁片进入到弹簧盖中。气门弹簧盖和锁片会在顶杆放下后进入到转盘当中，从而对压紧工位中的锁片进行压紧处理。

2、伺服驱动技术

      在机械控制领域，何服驱动技术应用非常广泛，比如工业机器人和数控机床都是常见驱动技术。将伺服驱动技术应用于发动机气门弹簧锁片自动装配中，是提高生产效率的关键。弹簧分料转盘会在伺服电机与联轴器作用下进行旋转，对分料转盘转动精度进行控制，有利于弹簧片与锁片之间的有效装配，并且降低废品率，保障装配精度。

3、防错技术

      为了降低发动机气门弹簧锁片自动装配错误发生概率，应该加强防错技术应用。该技术主要是对自动操作与人工操作错误进行识别和消除，在此过程中，需要利用限位开关、视觉系统、光电传感器、机械防错、条形码系统和智能料架等多种设备与系统，以提升防错效果。在发动机气门弹簧锁片自动装配中，为了确保装配高效性与流畅性，必须要对防错技术加以优化和改进，以满足当下自动化装配工作要求。

 

三、质量检测技术

 

      发动机运行性能与使用寿命受到气门弹簧锁片装配效果影响较大，比如装配操作性能、精度和使用性能等。通过质量检测技术，可以有效检测自动化装配的各个环节，提升装配质量，够保障产品合格率，为生产企业创造可观的经济效益。气门弹簧盖和锁片数量是装配检测中的主要内容，一般气门弹簧盖和锁片在压紧工位中的比例要控制在1：2；装配质量和精度检测要在完成整个装配工作后进行，为提升发动机质量奠定基础。

1、技术要求

① 气门弹簧锁片紧固在气门杆上时，其外圆锥面与座的锥孔应紧密接触；

② 气门弹簧锁片平面结构如图5所示，两锁片的端面平面，应低于座圈2.5mm；

③ 气门弹簧锁片紧固在气门杆上，分开面每边应有0.5mm以上的间隙；

④ 两锁片的高低之差在0.3mm以内。

2、检验（技术鉴定）

① 使用专业机器（检测装置如图6），检查两锁片内外表面及座锥孔有无明显磨痕及损伤，有则更换。

② 测量或对比，若两锁片高低之差超过0.3mm，应更换一致的。

③ 若两锁片分开面间隙已经消失，应更换。

④ 若锁片只有一头和座接触'机器工作时，锁片因单头张开使它和气门杆都磨坏，甚至使锁片跳出，因此应更换。

⑤ 若锁片片面凸筋有磨损，应更换。

图5  柴油机气门弹簧锁片平面结构图

图6  柴油机气门锁片检测装置

 

 总结：

      气门弹簧锁片装配质量将直接决定发动机运行性能，手动装配只有在维修现场且不具备使用压装装置的场合才能采用的办法，毕竟其安装质量既不能标准化，也无法使用专用的检测装置对其安装质量进行验证。因此，只有采用自动装配技术，才能够提升生产效率，增加企业经济效益，防止装配质量对发动机造成影响。与此同时，应该对多项装配技术特点及应用方法进行优化改进，确保最终产品符合行业标准。

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