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柴油机气门座损伤分析与修复
来源:农机使用与维修  作者:佚名  2016-12-21 09:31:45



    摘要:气门座表面常见的损伤有磨损、烧蚀、凹痕和裂纹等,这些损伤会严重地破坏气门与气门座的密封性,影响柴油机正常工作。对气门座损伤的原因进行分析,探讨气门座损伤的修复方法。

    1 气门座的损伤分析
    气门座表面常见的损伤有磨损、烧蚀、凹痕和裂纹。
    1.1气门座的磨损
    气门座磨损主要表现在气门座面上拉毛,磨损严重时,会导致气门座严重下陷。这是由于气门座受到气门的冲击,使工作表面塑性变形而产生的。此外,由于爆发压力将迫使气缸盖底部及气门产生弹性变形,引起气门与气门座之间很微小滑动,因而引起微动磨损。燃烧的产物、硬的颗粒、金属屑及其它杂质落到气门座面上,起磨料的作用,引起磨粒磨损。燃料中含有钒、硫等,高温时引起钒腐蚀,低温时引起硫酸腐蚀。气门座与气门受冲击载荷,因接触疲劳产生表面疲劳磨损。因此,气门与气门座之间存在着上述几种磨损形式的综合作用。
    在非增压柴油机上,由于进气门工作条件较排气门好,所以进气门座面的磨损较小。但是在增压柴油机上,情况则相反,即进气门座面的磨损较排气门座面大。因为增压柴油机的进气压力较高,使得润滑油无法从导管中进入座面,润滑条件差,导致磨损增大。排气门座靠残留在废气中的润滑油与烟粒组成一层很薄的非金属层,使得气门工作面不发生金属的直接接触,因而磨损减轻。
   1.2气门座的烧伤
    烧伤发生在排气门座面上,其主要原因是气门座扭曲变形和积碳,以致使气门与气门座接触面暴露于高温燃气中引起烧损。当气门磨损过大、裂开,气门杆与导管间隙太小及气门盘翘起等也能引起气门座的烧损。燃料与润滑油不完全燃烧生成的碳粒,堆积在气门与气门座的接触面上,在气门的冲击作用下,它便不稳定而碎裂,部分脱离,从而使燃气经常流过其间。时间一长,就在此处发生烧损,甚至在气门座面上会形成若干条沟,烧损使其表面产生麻点及凹坑。
    1.3气门座的裂纹
    气门座在高温下受强烈的冲击载荷,常常使气门座产生裂纹。由于排气门座的工作条件差,因此排气门座开裂的现象更多一些。上述缺陷严重地破坏了气门与气门座的密封性。由于漏气导致柴油机各缸功率不均匀,启动困难甚至不着火。同时火焰还会从不密封处穿出,引起局部过热,进一步损坏气门座。
    2 气门座损伤的修复
    气门座损坏进行修复是一项经常性的工作。如何修理,主要取决于损伤形式及其严重程度。
    2.1手工研磨
    手工研磨用于损伤不严重,凹痕很小时。其方法是:将缸盖倒置,利用已经光整过的气门盘锥面,与气门座面互相研磨,研磨时两者之间涂上一层研磨剂。研磨好后,应作密封性检查。
    2.2气门座铰削工艺
    (1)选择刀杆铰刀的尺寸和形状。铰刀的角度分为30°,45°、75°和15°四种。45°和30°铰刀用以铰削气门座相应角度的圆锥工作面,分粗刃和细刃两种。75“和15。铰刀是供调整接触带宽度和位置用的。铰削气门座是以气门导管为定位基准。根据气门导管的内径选择相应的铰刀刀杆直径。为保证气门导管中心与气门座中心相重合,铰削前,先进行气门导管的修整或更换,这样当选好的铰刀刀杆插人气门导管内时,使其与气门导管内孔表面贴合。有一种铰刀刀杆下部设有可涨缩的套管,易于对中。(2)粗铰用45°粗刃铰刀铰削圆锥工作面,直至消除表面凹坑、麻点等缺陷。有时铰刀打滑,可用砂布垫于铰刀下砂磨气门座工作面,去除表面硬化层再铰削。(3)试配与修整粗铰后,应用光磨过的镶配气门进行试配,检查接触环带位置。要求接触环带位于气门座圆锥工作面的中下部,宽度为1.2~2.5 mm。如果接触环带偏于气门座上部,用15°铰刀铰削上口,使接触环带下移;若接触环带偏于气门座下部,用75°铰刀铰削下口,使接触环带上移。(4)精铰用45°细刃铰刀进行精铰,保证表面粗糙度的要求。
    2.3气门座的磨削
    气门座除用铰削加工外,还可用高速砂轮机进行磨削加工。磨削时,仍以气门导管为定位基准,利用与气门座各工作面角度相同的定型砂轮(该砂轮机可修整砂轮角度),对气门座进行修磨。气门座圈各角度的磨削顺序与铰削时相同。磨削加工速度快,质量好,劳动强度低。特别是用于硬度较高的气门座修磨,其磨削效果更好,排气门的效果一般比进气门好。磨削加工后的气门座,如与气门接触良好,可不再研磨。
    2.4气门座的研磨方法
    为了提高气门与座的密合程度,经铰削加工后的气门座,一般还需与气门互相研磨。气门与座的研磨可在气门研磨机上进行,也可用手上操作。(1)清洁气门与座,将气缸体或气缸盖置于研磨机台面上。在各导管上套人圆柱形弹簧一只,在气门工作面周边涂上粗研磨砂,在气门杆上涂以机油,将气门插人导管。(2)移动气缸体或气缸盖,使各气门的座孔中心对准转动轴的中心。连接好研磨转柄,调节好气门升程,开动研磨机进行研磨。(3)研磨过程中应保证气门与气门座的相对位置不断变化,否则应予以调整。当磨到气门与座的工作面上无斑点痕迹之后,用布将气门与座上的粗研磨砂擦去,换用细的研磨砂继续研磨。(4)精磨后将气门与座清洗干净,其工作面应为平滑而无光泽的圆环,不允许有中断和可见的凹槽。

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