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新闻主题	柴油发电机气门组主要零部件的检测与维修

摘要：柴油发电机配气机构的作用是在规定的时间内，把清洁的可燃混合气吸进气缸，将燃烧后的废气排出气缸，使发动机处于正常而稳定的工作状态。由于配气机构结构复杂，各部分零件因其材料、加工尺寸和受力程度以及配合间隙不同等众多因素，会产生各种异响及故障，造成机件损坏，影响发动机的正常工作。柴油机配气机构的异常响声与曲柄连杆机构的异常响声规律大多数是相同的，其最大区别是配气机构的异常响声不随柴油机负荷的变化而变化。为此，本文针对发动机配气机构常见故障进行了探析研究，并总结出有效的诊断方排除方法。

 

一、配气机构的概述与原理

 

1、概述

      柴油机的配气机构就好比人体的呼吸系统，进排气的机械动作就有如人体的呼吸气。尽管配气机构的作用相当于人体的呼吸器官，但是它的作动原理以及构造却相对要复杂许多。

      人体呼吸作用是指让氧气通过呼吸道进入到体内，使细胞在氧气的参与下经过体内酶的催化转换，将糖类、脂肪类以及蛋白质等有机物彻底氧化分解产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量供肌体活动的过程。通常我们所提到的呼吸都是指有氧呼吸，而有氧呼吸也是大多数生物体的主要呼吸形式。实际上，除了生物需要做有氧呼吸外，柴油发电机组也同样如此。表面看来，柴油发电机组虽然是一台冰冷的钢铁机器，但是通过将各种电子设备以及功能零部件进行叠加，柴油发电机组已俨然具有了生物所特有的灵性。

      柴油发电机组的构成部件中，柴油机的配气机构是非常重要的一个组成部分，它的作用和人体的呼吸器官一样掌控着氧气的进入，对于能否做功拥有决定权，不过它的工作环境可比呼吸器官严酷多了——油污、高温、高压，毫不夸张的说简直有如炼狱。配气机构的主要功能是按照一定时限自动开启和关闭各气缸的进、排气门。它的作用则是空气及时通过进气门向气缸内供给新鲜空气，并且及时将燃烧做功后形成的废气从排气门排出，实现柴油机气缸换气补给的整个过程。

2、作用

      按照柴油机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜充量得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出；在压缩与做功行程中，保证燃烧室的密封。

3、结构组成

      柴油机配气机构主要由气门组、气门传动组及气门驱动组三大部分组成；气门组由气门、气门导管、气门弹簧、气门锁片及气门弹簧等组成；气门传动组由凸轮轴、摇臂等组成。气门驱动组由正时链条、凸轮轴正时齿轮及曲轴正时齿轮等组成。

4、工作原理

      柴油机完成一个工作循环，凸轮凸起部分与挺柱接触时，将挺柱顶起，挺柱通过推杆、调整螺钉使摇臂绕摇臂轴顺时针摆动，摇臂的长臂端向下推动气门，压缩气门弹簧，将气门头部推离气门座而打开。当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱后，便逐渐较少了对挺柱的推力，气门在其弹簧张力的作用下，开度逐渐减少，直至最后关闭，使气缸密封。

 

图1  柴油机配气机构工作原理图

图2  柴油机配气机构结构组成

 

二、气门与气门座圈的检测与维修

1、气门与气门座圈的配合要求

      气门座圈配合的状况，对气缸密封性影响很大，对气门与气门座圈配合的要求如下：

（1）气门与座圈关闭后必须密封；气门与座圈的工作锥面角度一致；

（2）气门与座圈的密封带宽度应符合原设计规定，一般排气门宽度大于进气门。

（3）气门工作锥面与杆部的同轴度误差和座圈与导管同轴度误差应不大于0.05ｍｍ。

（4）气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。

2、气门的检修

（1）气门的耗损与检验：

      气门常见的耗损有：气门杆部的磨损、气门工作锥面磨损、气门工作锥面烧蚀、气门杆的弯曲变形。

（2）如气门出现以下耗损之一，需更换∶

      气门杆磨损量大于0.1mm或出现台阶形磨损。气门头圆柱面厚度小于0.8mm；气门尾端的磨损大于0.5mm。

      气门杆的直线度误差大于0.05mm时，应以予更换或校直。

3、气门座圈的修理

      气门座圈的磨损主要是由磨料磨损和冲击载荷造成的硬化层脱落，以及高温燃气的腐蚀和烧蚀造成的。气门座的磨损，使得密封带变宽，气门与座圈关闭不严，气缸密封性降低。

（1）气门座的修理：气门座的镶换：

      当气门座圈有裂纹、松动、烧蚀或磨损严重，应镶换新的气门座圈。

（2）气门座圈的铰削：

      使气门与座圈密封带宽度符合要求。

（3）气门的研磨：

      使用手工或采用气门研磨机进行。

二、气门导管的检修

      气门导管在柴油机工作时，起到导向作用。气门杆和导管在工作中磨损后，使配合间隙增大，引起散热不良，气门温度升高，气门在导管中易摆动冲击，使气门座不均匀磨损造成漏气、漏油、气门头烧蚀，造成工作中气门不密封和偏磨。

1、气门杆与导管配合间隙的检查

      气门杆预导管配合间隙的检查，通常是在拆卸清洗后进行，使用百分表检测，如图3所示。

2、气门导管的镶入与铰配

（1）气门导管的选择与镶入

      选用新气门导管时，要注意其内径应与气门杆的尺寸相适应，外径与承孔的配合应有一定的过盈。镶换气门时，先用冲头冲出旧的气门导管，在选用的新气门导管的外部涂一层润滑油，再用冲头将其冲入或压入导管承孔中，如图4所示。

（2）气门杆与导管的铰配∶

      气门导管镶入后，与气门杆的配合间隙需符合要求，若间隙过小，可用气门导管铰刀进行铰削，铰削时要求边铰边试配。

图3  气门杆与导管配合间隙检查

图4  气门导管安装示意图

 

三、气门弹簧的检修

      气门弹簧常见故障是由于长期受压缩，由于变形造成弹力不足和气门落座不准，影响配气相位和气门的密封性，严重时造成弹簧断裂。

图5  气门弹簧直角度检查

图6  气门弹簧检测仪

 

四、配气机构常见异响的检修

1、气门脚异常响声

      气门脚响是指推杆顶端与摇臂调整螺钉在工作中互相敲击出的响声。

（1）现象

      当柴油机运转时，有明显的连续不断的“嗒嗒嗒”的金属敲击声；低速运转时，响声清晰均匀，响声随着转速的增加而增大响声与柴油机的温度变化无关，停止某缸供油或调整供油时间，响声不能消除；当多缸气门脚响时，响声嘈杂。

（2）原因

      气门间隙过大，工作中使推杆顶端与摇臂调整螺钉撞击而发出响声；有的气门接触端头平面磨损成凹形时，用厚薄规检查间隙是合适的，但实际间隙却大于厚薄规测试厚度；摇臂调整螺钉的固定螺母松动也会造成间隙过大。

（3）特点与诊断

      气门脚响的轻微响声是允许存在的。响声严重（即间隙过大）时，会缩短气门的升程和气门的开启时间，应及时调整。如气门脚间隙过大或其锁紧螺母松动，应重新调整气门间隙至规定值，然后紧固锁紧螺母，如图7所示。如气门间隙调整适当后，气门脚仍有不正常的响声，则可能是气门机构磨损过甚，找出磨损部位，更换新件。

2、凸轮轴异常响声

（1）现象

      在柴油机上部发出有节奏较钝重的“嗒嗒”声。加载时响声杂乱或消失。

（2）原因

○ 凸轮轴轴向间隙过大，产生轴向窜动。

○ 凸轮轴有弯、扭变形。

○ 凸轮工作表面磨损。

○ 凸轮轴轴颈磨损，径向间隙过大。

（3）诊断与排除

      检查凸轮轴轴向间隙，方法如图8所示。如其轴向间隙过大，则应更换止推板；严重时，应更换凸轮轴。如凸轮轴轴向间隙正常，则表明有凸轮轴弯扭变形、此轮磨损或凸轮轴轴颈磨损等不良现象。此时，应分解配气机构，查明具体原因，视情更换凸轮轴。

3、气门弹簧异常响声

（1）现象

      柴油机怠速时有明显的“嚓嚓”的响声。各转速下均有清脆的响声，多根气门弹簧不良，机体有震抖现象。

（2）原因：

      气门弹簧过软或折断。

（3）诊断与排除

      拆下气缸盖罩，用旋具撬住气门弹簧，若弹簧折断可明显地看出。弹簧折断应予以更换。仍用旋具撬住气门弹簧，怠速运转柴油机，若响声消失，即为该弹簧过软。弹簧如过软，必须更换。

4、气门座圈响

（1）现象

      有节奏的类似气门脚响，但比气门脚响的声音大很多。柴油机转速额定时，响声时大时小，并伴有破碎声。

（2）原因

○ 气门座圈和气缸盖气门座圈座孔配合过盈量不足。

○ 气门座圈镶入气缸盖气门座圈座孔后，滚边时没有将座圈压牢。

○ 气门座圈粉末冶金质量不佳，受热变形以致松动。

（3）诊断与排除：

      拆下气缸盖罩，经检查不是气门脚响和气门弹簧响，即可断定为气门座圈响。分解配气机构后进一步检查，必要时，铰削气门座圈座孔，更换松动的气门座圈，并保证其压入后有足够的过盈量。

 

图7  气门间隙调整图

图8  凸轮轴轴向间隙检测

 

总结：

      综上所述，配气机构是控制柴油机进气和排气的装置，其性能及工作状态直接影响柴油机的混合气浓度、充气效率等重要参数及柴油机工作状况等。由于不同原因引发的柴油发电机不同故障，应针对具体现象，对可能存在的原因进行分析，并进行相应的诊断，再根据相应的结果进行排除柴油发电机故障。

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