摘要：为了防止受热膨胀后气门关闭不严，大多数柴油发电机预留了气门间隙，但这又会造成气门开启关闭时的冲击，产生磨损和噪声。通常柴油发电机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙，以补偿气门等受热的膨胀量。因此，柴油发电机组总装后一定要对气门间隙进行调整，最好是开机前调整一遍，经过2h的运转后再调整一遍。这是因为气门间隙过大或过小对柴油发电机组工作都不利。本文系统阐述气门间隙的影响与调整原则、调整步骤及配气定时的检查与调整方法。
一、气门间隙的影响与调整原则
发动机工作时，配气机构的各个零件因热膨胀而伸长，如果气门及其传动件之间在冷态下不留间隙，则在热态时会使气门与气门座之间密封性变差，产生漏气，进而导致发动机功率下降。为了消除这种现象，在发动机冷态下装配中，当气门关闭时，应使气门与传动件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有一定的间隙，所在位置如图1所示。
1. 调整气门间隙的原因
（1）发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件（摇臂、挺柱或凸轮）之间的间隙称为气门间隙（采用液压挺柱的配气机构不需要留气门间隙）。气门间隙的大小由发动机制造厂家根据实验确定。一般在冷态时，进气门的间隙为0.25～0.30mm；排气门的间隙为0.30～0.35mm；热态时的气门间隙应比冷态时小0.05mm。不同机型的间隙值略有差异，应以技术手册为准。
（2）气门间隙的作用是弥补在发动机运转期间来自燃烧室的热量使气门挺杆扩大而产生的伸长量。在发动机运转期间，来自燃烧室的热量使气门挺杆扩大并伸长。如果没有气门间隙，气门挺杆的长度变化将会造成气门不能适当地关闭。
2. 气门间隙的影响
不同柴油发电机的工作状况不完全相同，正常工作温度也有高有低，而用于不同柴油发电机的配气机构零部件的材料基本是一样的，因此热胀冷缩系数也基本相同。但由于不同发动机的工作温度有差异，为了保证柴油发电机热机后摇臂螺钉于气门顶部紧密接触，各种柴油发电机规定的预留气门间隙值也有所区别。另外由于排气门的温度比进气门高，因此一般排气门间隙比进气门预留的要大。
（1）气门间隙太大：传动零件之间以及气门和气门座之间撞击响声，并加速磨损；同时气门开启的持续时间变短，造成进气不足，排气不彻底。间隙过大的典型表现为怠速时气门室盖处有清脆的“嗒嗒”声，频率为曲轴转速的一半。
（2）气门间隙太小：柴油发电机受热后，可能会造成气门关闭不严漏气，导致功率下降，甚至烧坏气门，气门撞击活塞。间隙过小的典型表现为发动机热机后怠速不稳、功率下降，严重时排气管有“回火”或“放炮”现象。
3. 调整的基本原则
由于气门开始开启和开始关闭时，挺柱（或摇臂）是在凸轮的缓冲段内某点上，而且配气相位往往产生一定的偏差，所以不仅气门开启过程不能调，而且将要开启和刚关闭不久的一段时间内也不能调。
根据该原则，则气门不可调区域有：将要排气、正在排气、排气刚完的排气门不可调；将要进气、正在进气、进气刚完的进气门不可调；即将要开启、正在开启、刚刚关闭的气门不可调。
根据调整原则，在一缸活塞到达压缩终了时，进、排气门均关闭，均可调；二缸排气门开始，离进气尚远，故进气门可调，排气门不可调；三缸压缩开始，则进气刚结束，离排气尚远，故排气门可调，进气门不可调；四缸开始进气，即进气门即将打开而排气门刚刚关闭，处于气门叠开阶段，故进气门、排气门均不可调。
4. 气门间隙快速测量
（1）将发动机安装好气门或顶杆套但不安装凸轮轴。
（2）将表头测量头对准排气门校准槽，将测量杆放置于排气门校准座滚动槽内，使用定位销穿过定位孔和定位座孔进行定位。
（3）按压按压台，使测量杆紧贴滚动槽表面，用手转动表头刻度盘进行对零。
（4）取下测量组件（如图2所示），将表头对准排气门或顶杆套，测量杆置于凸轮槽内，抓握把手及按压按压部使测量杆紧贴凸轮槽壁面，略微转动测量杆，读取表头示数盘显示的最小示数即为排气门的气门间隙。
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图1 柴油机气门间隙位置图 |
图2 柴油机气门间隙测量工具 |
二、气门间隙调整步骤
气门间隙调整应在发动机冷态下进行（冷却液温度低于40℃），以确保测量结果的准确性。调整前应准备好厚薄规、套筒扳手、梅花扳手、螺丝刀等工具，并确保发动机处于第一缸压缩上止点位置。
1. 正时位置的确定
（1）将1号缸设在TDC/压缩位置（即第一缸活塞处于压缩上止点）。确定压缩上止点的方法：转动曲轴，观察第一缸进气门和排气门的动作，当进气门关闭后，继续转动曲轴至飞轮上的“0”刻度线与飞轮壳上的指针对齐，此时第一缸活塞位于压缩上止点。
（2）转动曲轴皮带轮，将槽口对准1号正时皮带盘的正时记号“0”。曲轴皮带轮上的“0”刻线应与正时皮带盖上的指针对齐，偏差不应超过±1°。
（3）检查凸轮轴正时皮带轮的“K”记号与轴承盖的正时记号对齐。如果没有对齐，将曲轴转动一圈（360°）。凸轮轴正时皮带轮上的“K”记号应与轴承盖上的正时标记对齐，若未对齐，说明正时皮带跳齿或安装错误。
2. 第一次气门间隙测量
（1）这时仅检查如图3所示的气门间隙。用厚薄规，测量气门挺杆和凸轮轴间的间隙。测量时，将厚薄规插入气门杆尾端与摇臂调整螺钉之间，以有轻微阻力但能顺利抽出的厚度即为实际间隙值。
（2）记录超出范围的气门间隙测量值。这些数值稍后将被用于决定更换需要的调整气门垫片。对于采用垫片调整的机构，需准确记录每只气门的实测间隙和对应垫片厚度。
气门间隙（冷态）标准值：进气门0.15～0.25mm；排气门0.25～0.35mm。若测量值超出此范围，应进行调整。
3. 第二次气门间隙测量
（1）再将曲轴皮带轮转动一圈（360°），将槽口与1号正时皮带盖的“0”正时记号对齐。此时第一缸活塞位于排气上止点，仅检查如图4所示的气门。
（2）用厚薄规测量剩余气门的间隙，记录超出范围的数值。两次测量应覆盖所有气门，确保每只气门均在正确的正时位置被测量。
4. 垫片（挺杆）的选择与计算
（1）选择垫片（挺杆）：用测量的气门间隙（A）和使用的垫片（挺杆）的厚度（T）计算，选择新垫片（挺杆）的厚度。计算公式如下：
其中，N为气门间隙（mm）；T为旧垫片厚度（mm）；A为测量的气门间隙（mm）；B为规定气门间隙（mm）。
（2）计算示例：若某进气门实测间隙A=0.30mm，规定间隙B=0.20mm，旧垫片厚度T=2.50mm，则新垫片厚度N=2.50+(0.30-0.20)=2.60mm。应选择最接近2.60mm的垫片（垫片厚度通常以0.05mm为增量）。
5. 垫片的安装与复测
（1）安装选择好的垫片（挺杆）。安装时应注意垫片的定位准确，挺杆应能在挺杆孔中自由转动，无卡滞现象。挺杆与挺杆孔的配合间隙通常为0.02～0.06mm，若间隙过大，应检查挺杆孔磨损情况。
（2）再次测量气门间隙。提示：如果气门间隙未达到规定值，再次调整。若复测后间隙仍超标，应重新计算并更换垫片，直至所有气门间隙均在标准范围内。
（3）气门间隙调整完成后，应手动盘车两圈以上，确认各气门在活塞压缩上止点位置时均有正常间隙，且无干涉现象。盘车过程中若发现某只气门间隙消失或出现碰撞阻力，应立即检查正时标记是否正确。
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图3 柴油机气门间隙标记 |
图4 柴油机气门间隙标记 |
三、配气定时的检查与调整
柴油发电机组大修后，必须检查和调整气门开启和关闭的时间，即配气定时。配气定时检查应在气门间隙检查和调整后进行。
1. 配气定时的检查方法
（1）检查时，应先在曲轴前端装上360°的刻度盘，并在前盖板上安置一根可调节的指针，然后转动曲轴，使飞轮罩壳检查孔上的指针对准飞轮上的“0”刻度线。此时调整前盖板上的指针，使其对准刻度盘上的“0”刻度线，并将它固定。
（2）同时在气缸盖上安装一只百分表，将百分表的触头抵在欲检查的进气门或排气门弹簧座上，再按刻度盘上的转向箭头所指的转向转动曲轴进行检查。在百分表指针开始摆动的瞬时，即表示气门开始开启，此时刻度盘上指针所指的角度即为气门开启始角。
（3）继续转动曲轴，气门开启最大后开始关闭。在百分表指针由摆动到不动的瞬时，即表示气门关闭，此时刻度盘上的指针所指的角度即为气门关闭角。从气门开启到气门关闭，曲轴所转过的角度称为气门的开启持续角。
（4）配气定时检查时，一般只需要检查第一缸的气门，其他各缸靠凸轮轴保证。若检查发现配气定时偏差超过±2°，应检查正时齿轮的安装标记是否对准，必要时重新调整正时齿轮的啮合位置。
（5）配气定时还可用转动推杆法进行检查。用手轻轻捻动气门推杆，同时按曲轴转向转动曲轴，在推杆刚刚不能用手捻动的瞬时，即表示该气门开启，此时指针所指的刻度就是该气门的开启角。继续转动曲轴，在推杆从不能转动到用手则能转动的瞬时，则表示气门关闭，此时指针所指的刻度为该气门的关闭角。
2. 配气定时的调整方法
（1）若检查发现配气定时与标准值不符，应首先检查正时链条或正时皮带的张紧度。过松会导致跳齿，过紧会加速磨损。正时链条的20节标准长度应为190.5mm（节距9.525mm），使用极限为193.5mm，超过应更换。
（2）调整配气定时时，应松开正时齿轮的紧固螺栓，转动凸轮轴至正确位置，然后重新紧固螺栓。对于采用键连接的正时齿轮，应检查键槽是否有磨损，必要时更换齿轮或凸轮轴。
（3）调整完成后，应重新按上述方法检查配气定时，确认开启始角和关闭角均在标准范围内。偏差不应超过±1°曲轴转角。
3. 常见配气定时偏差的原因
（1）正时链条或皮带磨损伸长，导致配气相位延迟。链条每伸长1%，凸轮轴相位约延迟2°～3°。
（2）正时齿轮安装标记未对准，导致配气相位整体偏移。应检查曲轴齿轮、中间齿轮和凸轮轴齿轮上的正时标记是否一一对应。
（3）凸轮轴键槽或正时齿轮键槽磨损，产生配合间隙，导致配气相位不稳定。键槽磨损超过0.10mm时，应更换相关零件。
（4）凸轮轴弯曲变形，使各缸配气相位不一致。凸轮轴径向跳动超过0.03mm时应进行冷压校正或更换。
（5）气门间隙调整不当也会影响配气定时的测量准确性，因此配气定时检查必须在气门间隙调整合格后进行。
结语
气门间隙调整和配气定时校正是柴油发电机组装配和维修后的关键质量控制工序，直接决定配气机构的噪声水平、磨损速度及发动机的动力性、经济性。掌握规范的调整步骤和检查方法，可有效保障机组长期可靠运行。
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