柴油機氣門組件的損傷分析與檢修要點

杜鵑

摘 要：氣門組件的損傷會造成柴油機功率下降，油耗上升，排氣冒煙，啟動困難，甚至不能啟動。對氣門組件損傷情況做了簡要的分析，指出氣門組件維護時要注意的四個問題，以保證修理質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：柴油機；氣門組件；損傷分析；檢修

中圖分類號：S219.07文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.03.056

柴油機氣門組件包括氣門、氣門座、氣門導管等零件。氣門由頭部、桿身和尾部組成。氣門組件是發(fā)動機的一種重要部件。氣門的作用是專門負責向發(fā)動機內(nèi)輸入空氣并排出燃燒后的廢氣。柴油機工作時，氣門與氣門座的工作條件相當惡劣，不僅承受氣門彈簧彈力構(gòu)成的沖擊載荷，而且承受高溫、高壓氣體的吹拂和化學腐蝕，又處于潤滑循環(huán)的末端，再加上氣門工作時開啟關(guān)閉動作頻繁，兩工作斜面很容易形成積碳，產(chǎn)生磨損、燒蝕，出現(xiàn)凹陷、麻點，導致氣門下陷，氣門與氣門座密封不嚴，引起漏氣，使汽缸壓力降低，功率下降，油耗上升，排氣冒煙，空氣濾清器竄氣，發(fā)動機啟動困難，甚至不能啟動。因此，要注意對氣門組件的檢修，以保證其處于正常的工作狀態(tài)。

1 氣門組件損傷情況分析

在同一臺發(fā)動機上，磨損一般都是進氣門及座明顯大于排氣門及座。表現(xiàn)為氣門頭下陷量增大，氣門與座接觸環(huán)帶明顯變寬，甚至氣門頭工作斜面上形成環(huán)溝。其主要原因是，被吸入汽缸的空氣中，盡管有空氣濾清器濾清，仍夾雜塵土顆粒，形成磨料磨損，因此進氣門和座就受到硬質(zhì)顆粒頻繁的沖刷不斷的磨損，尤其當濾芯壞的情況下更為明顯；磨粒在汽缸內(nèi)經(jīng)高溫膨脹后基本被軟化，所以排氣時對排氣門和座相對磨損就小了很多。燒蝕一般都是排氣門及座明顯大于進氣門及座，而且氣門比座嚴重。其主要原因是，排氣門溫度比進氣門高，氣門散熱比座困難。嚴重時，當氣門的邊緣厚度小于1 mm時，除容易燒蝕外，還容易引起翹曲變形。鑲?cè)胧綒忾T座圈會因沖擊和熱應(yīng)力作用而松動以致斷裂。座圈是否松動，可用鏟子撬座圈，觀察是否松動，也可用小錘輕輕敲擊座圈，憑聲音判斷是否松動。

2 維修要點

（1）氣門組件拆卸要點。氣門組在組裝完畢后，彈簧處于預緊狀態(tài)，如拆卸不當，彈簧彈出會擊傷人體，因此在拆卸氣門組時必須使用專門的氣門彈簧拆卸器進行規(guī)范操作，方能保證安全拆卸氣門組。拆卸時，使用彈簧拆卸器將彈簧座連同已被預緊的彈簧一起壓下，使鎖銷處于自由狀態(tài)可方便取下，然后再將彈簧座連同彈簧一起慢慢放松，直至彈簧處于完全放松的自由狀態(tài)，即可輕松取出彈簧座、彈簧和氣門。

（2）氣門的維修要點。①檢查頭部和桿的彎度，氣門桿端部變形或磨損時進行修正，研磨氣門面。②氣門厚度小于極限值時更換氣門。③檢查每個氣門的工作面和桿有無磨損、燒蝕或變形，如有應(yīng)進行更換。④使用千分表和V形架，測量氣門桿彎曲度。檢查時，氣門桿支承在兩個距離100 mm的V形架上，然后用千分表檢查氣門長度的1/2處即為彎曲度。超過允許限度，應(yīng)用手壓機校正。

（3）一般情況下，氣門座通過鉸削可以達到修復的目的。如果氣門座圈凹陷深度超限、氣門座圈松動和裂紋破損等非換不可，應(yīng)做一專用工具將氣門座鉤出。為了保證柴油機工作中氣門座圈不脫落，與汽缸蓋結(jié)合良好便于散熱，氣門座圈與汽缸套采用過盈配合。在裝配前應(yīng)測量氣門座孔和氣門座外徑尺寸，保證其過盈量。當采用冷鑲時，其配合過盈量為0.04～0.12 mm；采用熱鑲時，其配合過盈量為0.20～0.25 mm。其座圈外圓的圓度和圓柱度不應(yīng)大于0.02 mm。裝配時，應(yīng)做一階梯形沖頭，小端直徑略小于氣門座內(nèi)徑；大端直徑略小于氣門座外徑，將沖頭小端放入氣門座內(nèi)孔中，用壓力機慢慢將氣門座壓入，或用手錘慢慢打入。

（4）注意氣門干涉角。有的柴油機氣門具有干涉角，如6120Q 型柴油機。該柴油機氣門頭斜面錐頂角為91°±0.5°，氣門座斜面錐頂角為90°。氣門與氣門座斜面錐頂角之差為0.5°～1.5°，這個差就是干涉角。這種干涉角能使氣門與氣門座在氣門線的高壓側(cè)，汽缸一側(cè)首先形成狹窄的接觸環(huán)帶，增加接觸比壓。其作用有：①有助于新出廠的或新維修的氣門與座的初期加速磨合。②有助于各種工況，尤其是啟動和怠速工況（低轉(zhuǎn)速時）氣門的徹底落座，密封性更好。③有助于擠掉積聚在氣門線上的積碳，起到自潔作用。④有助于補償發(fā)動機預熱膨脹不均和缸蓋裝配在缸體上后變形的不良影響。這些作用都有助于防止因漏氣而引起的氣門與氣門座的燒蝕。維修中，對于有干涉角的氣門，磨削氣門頭斜面時必須按規(guī)定留有干涉角，并且只允許氣門錐頂角比氣門座錐頂角大。

（5）注意氣門座與氣門導管的同軸度誤差不能過大。修復后的缸蓋，氣門座口與氣門導管同軸度公差值應(yīng)不大于0. 05 mm。只有這樣，才能保證氣門與氣門座的工作性能，否則，將有以下危害：①凡是修復后氣門座與導管同軸度公差值過大的，氣門座上密封環(huán)帶寬度一定不均，會使散熱不一致，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力變形。②氣門與氣門座密封不良，不但汽缸壓力降低，導致柴油機功率不足、排氣冒黑煙、曲軸箱竄氣、機油變質(zhì)等不良后果，還易造成氣門與氣門座燒蝕。③氣門座對氣門桿有側(cè)向應(yīng)力，氣門桿容易出現(xiàn)疲勞裂紋以至損壞。④氣門桿與導管容易加速磨損。