重康动力（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

柴油机气门导管致使烧机油的原因

 

摘要：气门导管是柴油机配气机构中的重要部件，安装在气缸盖中，其核心作用是确保气门的精确运动。气门导管虽是小部件，但其设计与制造水平直接影响柴油发电机的可靠性、排放及油耗表现。随着柴油机强化程度的提高（如涡轮增压、高EGR率），对导管性能的要求将持续升级。此外，更换气门导管需严格遵循工艺规范，建议使用扭矩扳手和数字压力表监控关键步骤，部分机型还需重新校准正时皮带。

 

一、气门导管的作用

 

      气门导管的功用是对气门的运动导向，保证气门做往复直线运动，使气门与气门座圈能正确贴合，并将气门杆的热量传给气缸盖。气门导管对在其内做往复运动的气门起支撑导向作用，保证气门与气门座能正确贴合，并起导热作用。气门导管有整体式和镶入式两种。整体式气门导管在气缸盖中直接加工出气门杆孔。镶入式气门导管在气缸盖内的导管孔内过盈压入一根圆柱形管，过盈量为0.015～0.065mm。

1、导向作用

      气门导管为气门杆提供精确的直线运动导向，确保气门与气门座圈严格对中，避免因偏磨导致漏气或密封失效。若导向不良，会引发气门头部偏摆，加速气门座磨损，甚至造成气门烧蚀。

2、散热通道

      气门工作时承受燃烧室高温（尤其排气门可达800℃以上），导管作为热传导路径，将约30%的热量传递至气缸盖冷却系统，防止气门杆因过热发生退火或卡滞。

3、润滑控制

      通过导管与气门杆的间隙（通常进气门0.02-0.06mm，排气门0.05-0.10mm）调节机油进入量，过量润滑会导致积碳，过少则加剧磨损。部分设计采用含油粉末冶金材质实现自润滑。

4、支撑与密封辅助

      导管承受气门弹簧的侧向力，减少气门杆弯曲变形，同时辅助气门油封控制机油消耗，避免机油窜入燃烧室（俗称“烧机油”）。

 

二、气门导管技术要求

 

1、气门导管的工作环境

      气门导管是气门往复运动的导向件，气门头所受的热量通过气门杆传给导管，再传给缸盖散热。气门导管除承受温度外，还承受气门传动机构传给气门杆、又通过气门杆作用到气门导管上的侧压力。同时，气门杆与气门座构成的运动副之间没有润滑油，是干摩擦，摩擦力较大，磨损较大，使运动副之间的间隙更大。过大的配合间隙使气门运动失去导向作用，气门往复运动时歪歪斜斜，使气门座与气门之间不密封，从而漏气，动力下降，油耗增高，排放差，散热差。

2、气门导管的技术条件

      从气门导管工作条件可知，气门导管的材料必须散热良好、耐磨。，其结构如图1所示。

（1）导管材料：

      一般是选中碳钢，硬度40～45HRC。

（2）导管布置

      采用相对缸盖中心线呈V形布置。这种布置能使缸盖中间水腔增大，加强冷却，同时，能使燃烧室设计更紧凑、气门头直径增大，排气更畅，进气更充分。

（3）导管过盈量

      气门导管的过盈量必须选择合适。过盈量太小会使导管松动，漏机油到燃烧室；过盈量太大会使缸盖在压入导管时胀裂。过盈量一般选为0.027～0.045mm。

（4）压入导管：

① 将缸盖均匀加热到80℃~100℃，并将气门导管冷却到- 40℃。

② 快速安装冲棒，将导管压入缸盖上导管孔。导管上端露出缸盖盆形槽内面时，必须按厂规定值的伸出量。不可伸出量过多，否则影响气门弹簧工作。在导管长度一定时，导管上端伸出太短，意味导管下端可能会伸入到气道，会影响进排气。

③ 导管压入后，按规定铰削内孔，粗糙度为Ral.6~0.8μm。粗糙度不可高，因为，导管与气门配合间隙无润滑油润滑。为防止机油从导孔与气门之间的间隙漏入燃烧室，应在导管上端装气门油封（如图2所示）。

 

图1  气门导管结构类别图

图2  气门导管安装图

 

三、气门导管的更换步骤

 

      气门导管的更换是一项需要细致操作的发动机维修工作，以下是标准化的更换步骤及关键注意事项：

1、准备工作

（1）工具与材料

① 专用工具：气门弹簧压缩器、气门导管拆装工具（含导向杆和压头）、游标卡尺、千分尺

② 辅助材料：液氮（可选）、高温润滑脂（如Loctite 771）、气缸盖清洁剂

③ 新气门导管（需与原厂规格完全匹配）

（2）安全措施

① 确保发动机冷却至室温（避免缸盖变形）

② 拆卸电瓶负极，防止意外启动

③ 清洁工作区域，避免杂质进入发动机内部

2、拆卸旧气门导管

（1）步骤1：拆卸气缸盖

      按维修手册顺序松开缸盖螺栓（通常从两侧向中心对称拆卸）；使用塑料锤轻敲缸盖边缘，分离缸盖与缸体（避免划伤接合面）

（2）步骤2：取出气门组件

      使用气门弹簧压缩器压缩气门弹簧，取出锁片/锁夹（注意标记气门顺序）；拆下气门弹簧座、弹簧及气门油封；将气门杆从导管中推出（若卡滞可用铜棒轻敲）。

（3）步骤3：移除旧导管

① 方法A（压出法）：使用专用拆装工具（如KENT-MOORE J-33070）配合液压机，以<5吨压力压出导管

注意：压出方向需与气门运动方向一致，避免损伤缸盖孔壁

② 方法B（加热法）：对铝制缸盖加热至150-200℃（通过烤箱或热风枪），利用热膨胀差异取出导管

3、安装新气门导管

（1）步骤1：清洁与检查

      用金刚石铰刀清理缸盖导管孔（去除毛刺，确保孔壁粗糙度Ra≤1.6μm）；测量新导管外径与缸盖孔径，确认过盈量（通常0.03-0.07mm）

（2）步骤2：冷冻处理（可选）

      将新导管浸入液氮（-196℃）10-15分钟收缩外径，降低压装阻力；铝缸盖+铸铁导管：建议冷冻导管后安装；粉末冶金导管：慎用冷冻，避免材料脆性开裂

（3）步骤3：压装新导管

      在导管外壁涂抹高温润滑脂（如Permatex 80078）；使用导向杆定位，以3-4吨压力匀速压入（速度≤2mm/s）；确保导管端面与缸盖平面齐平（公差±0.1mm）。

（4）步骤4：精加工

      用可调式铰刀（如Sunnen V10）铰削导管内孔至目标直径；最终尺寸比气门杆大0.02-0.10mm（排气门间隙需更大）；用超细砂纸（#800以上）抛光内壁至Ra≤0.4μm。

 

图3  气门导管磨损和间隙测量示意图

图4  气门导管拆装示意图

 

总结：

由于气门导管需在200-300℃工况下长期工作，高温耐磨性和热膨胀匹配系数及抗腐蚀性要求都很高。若其过度磨损会导致气门间隙异常，机油消耗量增加，在极端情况甚至引发气门掉入气缸，造成顶缸事故。因此，对气门导管过盈量控制、润滑管理和材料选型方面应当严格重视，防止质量下降引起事故发生。此外，在更换过程中，应正确使用工具、精确测量和测试，若不具备经验可寻求专业帮助，避免因操作不当造成更大损失。

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