摘要： 气门间隙及喷油器间隙是康明斯发动机需要调整的重要内容之一，调整不当会造成发动机工作不正常甚至损坏。气门间隙过大导致进排气迟开早关、动力下降、噪声增大；间隙过小则气门关闭不严、功率下降、油耗增加。喷油器间隙过大导致喷油时间晚、喷油量少甚至不喷油；过小则推杆顶弯或油杯顶坏。本文系统阐述进排气门间隙与喷油器间隙的基本概念及康明斯K19型发动机的标准值，详细介绍摇臂间隙调整、气门间隙调整和喷油器间隙调整的步骤与方法，并提供调整顺序表和应注意的问题。
一、气门间隙和喷油器间隙简介
1. 进、排气门间隙
（1）气门间隙的定义与作用。进、排气门头部位于燃烧室内，而排气门整个头部又位于排气通道内。发动机工作时，受高温影响，气门、气门杆及其相关零件受热膨胀。由于零件都是刚性体，冷态时各零件之间没有间隙，气门传动组受热膨胀后气门出现间隙。故而气门杆与挺杆之间应留有适当的间隙。这一间隙保证了气门在热态时能够完全关闭，同时避免了因热膨胀导致气门顶死或密封不严。
（2）间隙过大或过小的危害。气门间隙过大，促使进、排气门迟开、早关，导致进、排气的时间变短，引起进气不足、排气不净，不能充分吸进混合气及排出废气，致使柴油机的动力性和经济性下降，同时使各零件之间的撞击与磨损加剧，噪声增大，且会发出“嗒、嗒”的撞击声。气门间隙过小，则会使气门关闭不严，即气门不能严密闭塞，致使混合气泄漏，导致柴油机动力减少，功率下降，油耗增加，浪费燃料，发动机过热，甚至还会使气门与气门座的工作面烧坏。
（3）排气门间隙大于进气门的原因。排气门的间隙比进气门更大，这主要是由于排气门直接与高温废气接触，工作温度远高于进气门，热膨胀量更大。康明斯K19型柴油机一般进气门间隙在0.36mm，排气门间隙在0.69mm。但是其他品牌或者其他机型通常异于这些规格，比如进气门间隙在0.20mm到0.25mm之间，排气门一般在0.29mm到0.35mm之间。进气门间隙在0.2mm到0.4mm之间，排气门一般在0.3mm到0.5mm之间。
（4）气门间隙的检查时机与周期。气门间隙应在发动机冷态（停机4小时以上，水温低于40℃）下进行检查和调整。通常在新机运行1000小时后应检查气门与气门座的密封情况并清理积碳。在发动机大修或更换配气机构零件后，也应重新检查和调整气门间隙。
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图1 气门间隙示意图 |
图2 气门间隙调整的配合间距 |
2. 喷油器间隙
（1）喷油器间隙的定义。康明斯K19型发动机采用PT低压燃油泵（最大供油压力为2MPa）。PT燃油泵将一定的流量和压力的燃油输送至PT喷油器，PT喷油器将低压燃油升压雾化，最终为发动机提供动力。PT喷油器受到喷油器摇臂推动力作用而供油，故喷油器和摇臂之间需留适当间隙。
（2）喷油器间隙过大或过小的危害。喷油器间隙过大，喷油时间晚、喷油量少甚至不喷油，导致发动机功率不足、启动困难、排气冒白烟。若喷油器间隙过小，轻者推杆顶弯，重者喷油器油杯顶坏，造成严重机械故障。
（3）喷油器行程调整的两种方法。使用PT燃油系统的康明斯柴油发动机，其喷油器行程调整的方法一般有两种，一种是扭矩法，另一种是千分表法。扭矩法通过控制调整螺钉的拧紧力矩来确定喷油器柱塞的位置，操作相对简单；千分表法则通过测量柱塞行程来精确调整，精度更高但操作更为繁琐。这两种方法在调整时每缸都需要对记号，比较麻烦，一旦遇到皮带轮上某些记号模糊不清时，还会影响调整数据的准确。因此，必须要掌握其准确的调整参数及方法。
（4）喷油器间隙的调整周期。喷油器间隙应在发动机冷态下进行检查和调整，一般与气门间隙调整同步进行。在发动机大修或更换喷油器后，也应重新进行调整。
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图3 PT喷油器连接图 |
图4 柴油机气门间隙行程法标记 |
二、调整方法及步骤
发动机在冷态下进行调整，拆下曲轴箱通风管，拆下16个螺栓及隔震垫，拆下摇臂室盖及衬垫，每个发动机气缸上有3个摇臂，中间为喷油器摇臂，其余是气门摇臂，一般较大的摇臂为排气门，较小的摇臂为进气门。气门调整标准：气门完全关闭，即气门挺杆处于凸轮轴的基圆位置。康明斯K19型发动机冷车调整时要求进气门间隙为0.36mm，排气门间隙为0.69mm。
1. 摇臂间隙调整
一般采用逐缸对记号调整，要对应正确的曲轴角位置，通过盘车工具驱动皮带轮盘带动发动机曲轴转动（不可用风扇转动发动机），皮带轮盘上在不同位置铸有A、B、C共3点标识，分别表示各自调整位置。当皮带轮上的A标记与齿轮室盖上的箭头对准，在这个位置上5缸的两个气门摇臂都是可以自由活动的。如5缸气门未关闭，则2缸气门是关闭，可调整2缸的气门摇臂。
2. 气门间隙的调整
松开第5缸锁紧螺母并退出调整螺钉。在摇臂和横臂盖之间塞入规定厚度的厚薄规，一手拉动厚薄规同时转动调整螺钉，直到厚薄规稍微受到阻力为止（进气门间隙调整至0.36mm，排气门间隙调整至0.69mm）。调整妥当之后，厚薄规插到气门间隙中央，调整螺钉保持不动，拧紧固定螺帽锁紧调整螺钉。锁好螺钉后，再用厚薄规重新测量气门间隙，因为可能在锁紧时无意转动了螺钉，使气门间隙改变，应重新调整至正确。如果测量结果超出了技术规格，则以测量的同样顺序来调整气门间隙。其具体步骤如下：
（1）松开用来固定横臂和摇臂的锁紧螺母和调整螺钉。
（2）将塞尺插入摇臂和横臂盖的间隙，如图5所示。
（3）拧紧摇臂的调整螺钉，直到塞尺的状态适合。
（4）拧紧摇臂的锁紧螺母：22N·m（2.2kgf·m，16.2lbf·ft）。
（5）拧紧横臂的调整螺钉，直到横臂与气门盖接触为止，如图6所示。
（6）拧紧横臂的锁紧螺母：22N·m（2.2kgf·m，16.2lbf·ft）。
（7）把锁紧螺母拧紧之后，检查气门间隙。
注：排气门都处于每只气缸盖的前方。
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图5 塞尺插入摇臂和横臂盖的间隙 |
图6 拧紧气门间隙的调整螺钉 |
3. 喷油器间隙的调整
康明斯K19型发动机属于六缸水冷直列式四冲程柴油机，先确定发动机采用的是铸铁摇臂室还是铝摇臂室。
一般调整方法采用零间隙法，也称为扭矩法。发动机从水箱端看去，顺时针工作顺序为：1-5-3-6-2-4。此时按工作顺序调整5缸下一缸即3缸的喷油器。松开喷油器调整螺钉上的锁紧螺母，用起子或者一端带梅花套的扳手，旋转调整螺钉将喷油器的柱塞推送到底3～4次，排出燃油，转动调整螺钉，让其底部正好接触到柱塞顶部，并注意柱塞到底时不可用力过大，退出调整螺钉二个六角面（120°）。屏住调整螺钉并拧紧螺母（扭矩为61N·m）。具体步骤如下：
（1）松开所有气缸的喷油嘴摇臂调整螺钉的锁紧螺母，如图7所示。
（2）沿发动机旋转方向（右旋）撬转发动机，使皮带轮上的标记A或1-6VS（B或2-5VS、C或3-4VS）与齿轮室盖上的箭头对准。
（3）检查此时皮带轮标记所对准的Ⅰ缸和Ⅵ缸（Ⅱ缸和Ⅴ缸、Ⅲ缸和Ⅳ缸）的气门摇臂。其中必有1个气缸的气门都是关闭的，这就是应当调整的气缸。
（4）调整喷油器柱塞。如图8所示，拧紧喷油器调整螺钉直至柱塞接触到了喷油嘴杯，然后再拧进15°，以挤出杯中的燃油；反复两次，以确保杯中燃油被完全挤出；将调整螺钉退出一圈，用扭力扳手和螺丝刀按调整的要求拧紧调整螺钉，然后用54～61N·m的扭矩拧紧锁紧螺母。
（5）调整丁字压板，使丁字压板与气门弹簧座之间的间隙最小为0.51mm。
（6）继续转动发动机，按相同步骤调整其余各缸。在应用扭矩法调整时，须注意，在调整好一缸的喷油嘴后应立即调整同一缸的气门，但不允许先调整气门后调喷油器。
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图7 松开柴油机摇臂调整螺钉和螺母 |
图8 喷油器零间隙法实景图 |
4. 依次调整剩余间隙
调整完A点气门和喷油器间隙后，转动盘车工具驱动皮带轮到B点标记与齿轮室盖上的箭头对准，按“调整顺序表”所列的对应喷油器摇臂和气门间隙进行调整。以此类推，使曲轴共转两周，调整6个点，调整完所有摇臂。复查所有螺母拧紧力矩是否正确以免遗漏未拧紧螺母，装回摇臂室盖及衬垫，按顺序拧紧摇臂室盖螺栓（扭矩为15N·m）。调整顺序如表1所示。
表1 气门调整顺序表
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皮带轮位置 |
调整气门的气缸号 |
调整喷油器缸号 |
|---|---|---|
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A |
5 |
3 |
|
B |
3 |
6 |
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C |
6 |
2 |
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A |
2 |
4 |
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B |
4 |
1 |
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C |
1 |
5 |
5. 调整气门间隙应注意的问题
（1）不同结构的发动机，其进、排气门的排列不一定相同，调气门前应辨认清楚。
（2）对好标识后，确认是在压缩上止点还是在排气上止点。
（3）相同缸数的发动机，若工作顺序不相同，则气门调整的顺序也不相同。
（4）不同型号的发动机气门间隙不同；同型号发动机在冷态和热态的气门间隙不同；同型号发动机进气门和排气门间隙也不同。调整时要按维修手册提供的标准进行调整。
（5）所有的间隙调整好以后，应仔细检查，确保每个间隙完全符合标准要求。待间隙完全符合要求后，装好气缸盖罩。
三、气门与喷油器间隙调整的常见故障与预防
1. 气门间隙调整不当的常见故障
（1）气门敲击声过大。现象：发动机怠速或加速时发出清脆的“嗒嗒”金属敲击声，随转速升高而加剧。原因：气门间隙调整过大，摇臂与气门杆端部撞击加剧。处理：重新调整气门间隙至标准值。
（2）发动机功率不足与冒黑烟。现象：加速无力，排气管冒黑烟，油耗增加。原因：气门间隙过小，气门关闭不严，压缩冲程漏气。处理：检查并重新调整气门间隙，同时检查气门和气门座是否有烧蚀。
（3）启动困难与怠速不稳。现象：冷车启动困难，怠速时发动机抖动严重。原因：气门间隙过小导致气门关闭不严，压缩压力过低。处理：调整气门间隙至标准值，检查压缩压力。
（4）气门与气门座烧蚀。现象：发动机功率严重下降，排气冒黑烟，排气管有放炮声。原因：气门间隙过小长期未调整，气门关闭不严导致高温燃气冲刷工作面。处理：拆卸缸盖，研磨或更换气门与气门座。
2. 喷油器间隙调整不当的常见故障
（1）喷油器不喷油或喷油量不足。现象：发动机功率严重下降，某缸工作不良，排气管冒白烟。原因：喷油器间隙过大，摇臂无法推动柱塞到底。处理：按扭矩法或千分表法重新调整喷油器间隙。
（2）喷油器油杯损坏或推杆弯曲。现象：发动机出现异响，某缸完全停止工作，机油中可能混入柴油。原因：喷油器间隙过小，柱塞被强行推到底，导致油杯顶坏或推杆弯曲。处理：更换损坏的油杯或推杆，重新调整间隙。
（3）喷油器回油量过大。现象：发动机功率下降，燃油消耗率增加。原因：喷油器间隙调整不当导致柱塞密封不良。处理：重新调整喷油器间隙，检查喷油器偶件磨损情况。
3. 调整时的预防措施
（1）确保发动机处于冷态。调整前应确认发动机已停机4小时以上，水温低于40℃，避免热态下调整导致间隙值偏差。
（2）使用标准厚薄规和扭力扳手。调整气门间隙必须使用精度合格的厚薄规，喷油器调整必须使用经过校验的扭力扳手，确保力矩准确。
（3）做好记号与记录。拆卸和调整过程中，应对各缸的摇臂、调整螺钉和锁紧螺母做好记号，避免混淆。调整完成后应记录各缸的间隙值，便于后期复查。
（4）调整后试机验证。所有间隙调整完毕后，应启动发动机，怠速运行3～5分钟，检查有无异常声响，观察排烟颜色是否正常，必要时进行带载测试，确认发动机性能恢复。
总结： 康明斯柴油机的PT燃油系统与一般柱塞泵式燃油系统不同，用户在操作和维修时应特别引起注意。喷油器的柱塞压力是指喷油器喷油终了时柱塞对油嘴锥形座的压紧力；气门间隙指进排气门全闭时，摇臂前端与丁字压板上平面的间隙。调整时可采用扭矩法和行程法两种方法调整，这是一项技术性较强的工作，如调整扭矩（行程）过大，使柱塞压力过大，传动机构将承受一个很大的压力，从而加速机件的磨损，严重时还可使油嘴头座脱落；如调整扭矩（行程）过小，使柱塞压力过小，燃烧气体就会进入油嘴头，形成积炭烧伤油嘴，同时还可导致供油增多、喷油滞后等现象，因此操作人员一定要认真检查和调整柱塞压力。
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