摘要： 柴油发电机组的气门座圈在运行中因承受高温、高压气体侵蚀和连续冲击载荷的作用，工作面磨损在所难免，当气门下沉量超差时，气门必须进行更换和修复。气门与气门座的密封面有两种损坏方式，即气门严重磨损和大量的积碳。一般在新机运行1000小时后应检查气门与气门座的密封情况并清理积碳。如果发现气门杆或气门导管存在严重的磨损或损坏，需要及时更换。同时，在更换新的气门杆时，还需要涂抹一层机油以减少摩擦，并确保气门间隙的正确调整。本文系统阐述气门组件的检查项目——包括气门导管配合间隙、气门油封状态、气门杆弯曲变形、气门厚度及工作面烧蚀的检测方法与修复标准；详细说明气门座的铰削工艺，包括铰削前的导管配合间隙检查、45°工作锥面的加工、接触环带位置与宽度的调整方法；介绍气门机械研磨与手工研磨的操作步骤及注意事项；最后归纳油浸法、印油检查、画线法和拍击法四种密封性能试验方法，为气门组件的检修与装配提供完整技术指导。
一、气门组件检查
气门是发动机的一个重要零件，专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。气门工作环境恶劣，直接与燃气接触，排气门最高温度可达800℃，又处于润滑循环的末端，再加上气门工作时开启关闭动作频繁，气门组零件极易产生损伤。因此，要注意对气门组零件的检修，以保证其处于正常的工作状态。
1. 气门导管磨损的检查与修复
（1）检查项目。气门导管与气门杆的配合间隙。
（2）检查方法。有两种常用方法：一是通过测量气门杆直径和导管孔径，两者之差即为配合间隙；二是测量气门头部摆动量，如图1所示，将气门装入导管后，在气门头部施加一定侧向力，用百分表测量头部的径向摆动量，间接判断导管磨损程度。
（3）修理方法。若配合间隙超过使用极限（通常进气门为0.05～0.10mm，排气门为0.08～0.15mm），应更换气门、导管或两者均换。
2. 气门油封的检查与修复
（1）位置与功用。气门油封位于气门导管上部，其功用是防止润滑油沿气门杆与导管之间的间隙漏入燃烧室。
（2）结构与组成。油封由橡胶密封圈和箍紧弹簧组成，弹簧提供恒定的径向压力，保证密封唇口与气门杆的紧密接触。
（3）更换时机。当发现沿气门杆有明显机油渗漏（表现为排气管冒蓝烟、机油消耗增加）时，应及时更换油封。
（4）注意事项。更换时应使用专用工具安装（如图2所示），避免损伤油封唇口；同时注意有些型号的进气门和排气门油封结构不同，不可混装。
3. 气门的检查与修理
（1）气门杆尾端偏摆检查。气门杆尾端偏摆使用限度为进气门0.1mm，排气门0.1mm。若超差应进行修正。
（2）气门头厚度检查与标准。测量气门头厚度标准值：进气门为1.0mm，排气门为1.5mm；使用限度：进气门为0.7mm，排气门为1.0mm。若低于使用限度应更换气门。
（3）气门头部和杆的弯曲检查。气门杆端部变形或磨损时应进行修正，修正值必须是最小值。用外径分厘卡检测气门杆的磨损，测量部位如图3所示。通常与气门杆尾端未磨损部分对比测量，若超过0.05mm或手触摸有明显的阶梯感觉时，应更换气门。如图4所示，用百分表检查气门杆的弯曲变形，若表针摆差超过0.06mm，应校直或更换。
（4）气门杆尾端磨损修理。气门杆尾端磨损凹陷应磨平，但气门全长及磨削量应符合规定要求，不得过量磨削导致气门杆淬硬层被去除。
（5）工作面检查。检查每个气门的工作面有无磨损、烧毁或变形，如有必要应进行更换。
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图1 柴油机气门头检查 |
图2 柴油机气门油封更换 |
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图3 气门杆磨损检查 |
图4 气门杆弯曲变形检查 |
二、气门铰削
积碳清理步骤是将气门夹住，用细平锉刀沿气门原来的角度，将麻点、斑痕锉掉，再用细砂布包住锉刀将气门工作面磨光。若气门工作面的缺陷太深，则必须对气门工作面进行磨削，磨削的角度与气门杆成44.5°。气门与气门座接触面宽度标准值为0.9～1.1mm（如图5所示），使用极限为2mm，超过极限时气门的密封很容易破坏。因此要对气门工作面进行重新铰削和研磨。
1. 气门杆部与导管配合间隙
柴油发电机气门杆部与导管之间的间隙，一般因排气门较热，其间隙比进气门大。超过极限时，一方面会向缸内泄漏润滑油，另一方面会破坏气门的导向作用，从而产生漏气。所以当超过使用极限时必须及时更换气门，若磨损过大，只更换气门不能达到目的时，还必须更换气门导管。
气门导管与缸盖是过盈配合，以避免发动机工作时因高温造成导管的脱落。一般柴油发电机厂家供应的加大气门导管，其外径有+0.05、+0.25、+0.5mm三种，导管安装孔要按过盈较大配合进行铰制。导管安装后伸出气缸盖的高度要符合原厂规定，否则会影响气门的工作。气门杆如产生弯曲，必须进行校正。严禁在气门铰削、研磨完成后更换气门导管，否则会使气门密封性难以保证。
2. 气门座铰削方法
按气门头部直径和气门座各锥面角度选择一组合适的气门座铰刀。按气门导管内径选择合适的气门座铰刀杆，铰刀杆插入气门导管应能灵活转动但不松旷。
（1）先用45°铰刀加工气门座工作锥面（如图6所示），直到工作面全部露出金属光泽。注意：铰削时两手握住手柄垂直向下用力，并只做顺时针方向转动，不允许倒转或只在小范围内转动，否则会损坏铰刀刃口。
（2）用修理好的气门或新气门进行初研试配，根据气门密封锥面接触环带的位置和宽度进行调整铰削。接触环带偏向气门杆部，应用75°的铰刀铰削；接触环带偏向气门顶部，应用15°的铰刀修正。使用45°工作面铰刀应与15°和75°锥面铰刀交替反复铰削，才能使工作面的位置和宽度达到规定的技术要求。
（3）气门工作面位置应在气门头斜面的中间且略偏向气门杆方向。环带宽度参考值：进气门为1.0～2.2mm，排气门为1.5～2.5mm（具体准确值请查阅康明斯柴油发电机相关维修资料）。当环带偏向气门杆部时，使用75°锥面铰刀减少上部锥面宽度，使环带下移；当环带偏向气门顶部时，使用15°锥面铰刀减少下部锥面宽度，使环带上移。交替铰削时应频繁用气门试配，避免过量铰削。
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图5 气门和气门座正确接触位置图 |
图6 气门座铰削示意图 |
三、气门研磨步骤
有更换或磨削、修整的气门都要与气门座进行配研后才能使用。配研时要将气门放在间隙合适的导管内，用橡皮捻子吸住气门头，使气门做上下和旋转运动。先逆时针方向旋转120°后，再顺时针方向旋转120°。在变换旋转方向的同时，要将气门提起旋转一个角度后，再落下，以保证研磨的均匀。气门座圈经过铰削后，工作面仍然较粗糙，必须进行研磨。
1. 机械研磨工序
（1）研磨时要在气门杆上涂上润滑油，沿气门工作面先涂上一层120号的粗研磨砂，在研磨一段时间后，再换成280号细研磨砂，要避免研磨砂掉入气门杆与导管之间。
（2）先使用粗砂（凡尔砂）研磨出一条平整、无斑点的接触线带，然后洗去粗砂，换上细砂研磨。直至气门座及气门头的工作面均出现一条整齐而呈灰色无光泽的环带，再洗去研磨膏，用机油拍磨片刻即可。气门研磨机有电动和气动两种，一般使用电动研磨机（如图7所示）。无条件时，气门也可以手工研磨。
（3）待磨出一条灰色无光的环带后，将研磨砂洗掉，涂上润滑油再磨几分钟后即完成研磨工序。
（4）研磨好的气门杆与导管必须清洗干净，不能留有任何一点研磨砂。
2. 手工研磨工序
（1）研磨前应先用汽油清洗气门、气门座和气门导管，将气门按顺序排列或在气门头部打上记号，以免错乱。
（2）在气门工作锥面上涂上一层薄薄的粗研磨砂，同时在气门杆上涂以机油，插入气门导管内。
（3）利用螺丝刀（见图7）或橡皮捻子（见图8）将气门作往复和旋转运动，与气门座进行研磨，注意旋转角度不宜过大，并不时地提起和转动气门，变换气门与座的相对位置，以保证研磨均匀。
（4）当气门工作面与气门座工作面磨出一条较完整且无斑痕的接触环带时，可以将粗研磨砂洗去，换用细研磨砂，继续研磨。当工作面出现一条整齐的灰色的环带时，再洗去细研磨砂，涂上润滑油，继续研磨几分钟即可。
3. 特别提示
（1）在研磨操作过程中，绝对不允许研磨砂（或研磨膏）落入气门导管与气门杆之间，以防损坏气门杆与导管的密封性能。
（2）研磨后的气门要做好标记，不得窜装。气门密封性不只与工作面状况有关，气门导管间隙过大、气门下沉量过大、气门弹簧弹性减弱均会影响气门密封性。
四、密封性能试验
研磨好的气门必须要进行密封试验，以验证研磨质量是否达到技术要求。密封性试验的方法有四种，各方法的操作要点和判定标准如下。
1. 油浸法
（1）操作步骤。先将气门组件按技术要求组装好（安装气门弹簧和锁夹），从进气或排气道一侧向气门与气门座的结合面处注入柴油或煤油，使油液完全覆盖密封带区域。
（2）等待与观察。等待3～5分钟后观察气门与气门座的结合面，重点检查气门密封环带处有无油液渗漏至另一侧。
（3）判定标准。若无渗漏现象，则表明密封性能良好，研磨质量合格。若发现有油液缓慢渗出，说明密封带存在断续或宽度不足，须重新进行研磨或铰削调整。
（4）注意事项。油浸法是最直观可靠的密封检验方法，适用于大多数柴油发电机气门检修现场。试验前应确保气门弹簧已正确安装，以模拟实际工作状态下的密封压力。
2. 印油检查
（1）操作步骤。在气门头锥面上薄薄地涂一层印油（或红丹油、轴承蓝油），然后将气门放入气门导管内，使其与气门座接触并略施加压力，旋转气门约1/4圈（90°）。
（2）取出观察。取出气门后观察气门座环带表面的印油转移情况。
（3）判定标准。如看到气门座环带全部染上印油，且染色均匀整齐、无中断或偏斜，则表明密封性能良好，研磨质量合格。若环带上有未染色的空白区域，表明该处接触不良，需重新研磨或调整环带位置。
（4）适用范围。印油检查法适用于快速定性检查，尤其适合在铰削过程中多次试配时使用，可在不装配弹簧的情况下快速评估接触质量。
3. 画线法
（1）操作步骤。在气门工作锥面上，用软质铅笔沿径向方向均匀地画上若干条直线，每条线相隔约4mm。线条应轻画均匀，避免用力过大造成压痕。
（2）接触与旋转。将画好线的气门与相配的气门座接触，略施加压力并转动气门45°～90°。
（3）取出观察。小心取出气门，察看铅笔线条的磨损状态。
（4）判定标准。若所有铅笔线条均被气门座切断磨去，表明接触完整、均匀，密封良好；若仍有部分线条未被切断或仅部分磨去，表明该区域接触不良或环带宽度不足，应重新调整铰削。
（5）画线法的优点。此法无需任何辅助颜料，操作简便快捷，非常适合现场快速判断接触均匀性。
4. 拍击法
（1）操作步骤。将气门放入气门导管内，使其与相配的气门座自然接触，用铜锤或木质锤柄轻轻敲击气门头部数下，使气门与气门座产生轻微碰撞。
（2）取出观察。取出气门后观察气门座及气门工作面上形成的接触痕迹。
（3）判定标准。如有明亮且连续的光环出现在气门座环带上，即为合格。若光环断续或宽度不均，表明接触不良。
（4）局限性。拍击法仅能定性判断接触位置和大致宽度，无法定量评估密封压力下的泄漏情况。因此一般仅作为初步筛选手段，正式验收时建议配合油浸法确认。
5. 密封性试验的综合要求与注意事项
（1）合格判定的综合原则。上述四种方法中，油浸法是最严格的定量标准，应作为最终验收的依据。印油检查、画线法和拍击法适合在研磨过程中和研磨结束后进行快速定性检查，如发现不合格应立即返工。正式验收时，建议至少使用油浸法进行最终确认。
（2）影响密封性的其他因素。气门密封性不只与工作面的研磨质量有关，气门导管间隙过大、气门下沉量过大、气门弹簧弹性减弱均会影响气门密封性。因此，密封性试验前应确认导管间隙、弹簧弹力及其他相关参数均在合格范围内。
（3）试验后的清洁。油浸法试验完毕后，应彻底清除气门与气门座区域的油液，并用清洁柴油冲洗后吹干，避免残留物影响气门运行。
（4）记录与追溯。建议对每次密封性试验的结果进行记录，包括试验方法、试验结果（合格/不合格）及处理措施，便于后续维修追溯和质量控制。
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图7 气门研磨机示意图 |
图8 气门座手工研磨示意图 |
总结： 气门组件的检修是柴油发电机配气机构维护的重要环节。在检查阶段，应重点检测气门导管与气门杆配合间隙、气门杆弯曲变形（极限0.06mm）、气门杆尾端磨损及偏摆（极限0.1mm）、气门头厚度（进气门极限0.7mm，排气门极限1.0mm），以及气门工作面烧蚀情况。气门油封应在发现漏油时更换，使用专用工具安装并注意进排气油封的区别。在铰削阶段，应以45°铰刀加工工作锥面，通过75°和15°铰刀交替修正使接触环带位于气门头斜面中间略偏杆方向，环带宽度应控制在进气门1.0～2.2mm、排气门1.5～2.5mm范围内。铰削前必须确保导管配合间隙合格，铰削完成后不可再更换导管。研磨分机械和手工两种方式，均需先粗后细（120号粗砂→280号细砂→机油抛光），研磨过程中严禁研磨砂进入导管间隙，研磨后彻底清洗。密封性检验可采用油浸法（无渗漏为合格，是最严格的验收标准）、印油检查（环带染色均匀整齐）、画线法（铅笔线条全部切断）或拍击法（连续明亮光环），其中油浸法应作为最终验收依据，其余方法适用于研磨过程中的快速定性检查。气门密封性不只取决于工作面的研磨质量，导管间隙、气门下沉量和弹簧弹力同样影响最终密封效果，试验前须确认相关参数全部合格。试验后应彻底清洁并记录结果。鉴于气门检修对精度要求高，建议由经验丰富的技术人员或专业维修机构完成，以确保柴油发电机配气机构的可靠性和使用寿命。
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