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柴油机气门组件的损伤分析与检修要点
来源:农机使用与维修  作者:佚名  2018-04-05 08:13:00



    摘要:气门组件的损伤会造成柴油机功率下降,油耗上升,排气冒烟,启动困难,甚至不能启动。对气门组件损伤情况做了简要的分析,指出气门组件维护时要注意的四个问题,以保证修理质量。

    柴油机气门组件包括气门、气门座、气门导管等零件。气门由头部、杆身和尾部组成。气门组件是发动机的一种重要部件。气门的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。柴油机工作时,气门与气门座的工作条件相当恶劣,不仅承受气门弹簧弹力构成的冲击载荷,而且承受高温、高压气体的吹拂和化学腐蚀,又处于润滑循环的末端,再加上气门工作时开启关闭动作频繁,两工作斜面很容易形成积碳,产生磨损、烧蚀,出现凹陷、麻点,导致气门下陷,气门与气门座密封不严,引起漏气,使汽缸压力降低,功率下降,油耗上升,排气冒烟,空气滤清器窜气,发动机启动困难,甚至不能启动。因此,要注意对气门组件的检修,以保证其处于正常的工作状态。

    1 气门组件损伤情况分析
    在同一台发动机上,磨损一般都是进气门及座明显大于排气门及座。表现为气门头下陷量增大,气门与座接触环带明显变宽,甚至气门头工作斜面上形成环沟。其主要原因是,被吸入汽缸的空气中,尽管有空气滤清器滤清,仍夹杂尘土颗粒,形成磨料磨损,因此进气门和座就受到硬质颗粒频繁的冲刷不断的磨损,尤其当滤芯坏的情况下更为明显;磨粒在汽缸内经高温膨胀后基本被软化,所以排气时对排气门和座相对磨损就小了很多。烧蚀一般都是排气门及座明显大于进气门及座,而且气门比座严重。其主要原因是,排气门温度比进气门高,气门散热比座困难。严重时,当气门的边缘厚度小于1 mm时,除容易烧蚀外,还容易引起翘曲变形。镶入式气门座圈会因冲击和热应力作用而松动以致断裂。座圈是否松动,可用铲子撬座圈,观察是否松动,也可用小锤轻轻敲击座圈,凭声音判断是否松动。

    2 维修要点
    (1)气门组件拆卸要点。气门组在组装完毕后,弹簧处于预紧状态,如拆卸不当,弹簧弹出会击伤人体,因此在拆卸气门组时必须使用专门的气门弹簧拆卸器进行规范操作,方能保证安全拆卸气门组。拆卸时,使用弹簧拆卸器将弹簧座连同已被预紧的弹簧一起压下,使锁销处于自由状态可方便取下,然后再将弹簧座连同弹簧一起慢慢放松,直至弹簧处于完全放松的自由状态,即可轻松取出弹簧座、弹簧和气门。
    (2)气门的维修要点。①检查头部和杆的弯度,气门杆端部变形或磨损时进行修正,研磨气门面。②气门厚度小于极限值时更换气门。③检查每个气门的工作面和杆有无磨损、烧蚀或变形,如有应进行更换。④使用千分表和V形架,测量气门杆弯曲度。检查时,气门杆支承在两个距离100 mm的V形架上,然后用千分表检查气门长度的1/2处即为弯曲度。超过允许限度,应用手压机校正。
    (3)一般情况下,气门座通过铰削可以达到修复的目的。如果气门座圈凹陷深度超限、气门座圈松动和裂纹破损等非换不可,应做一专用工具将气门座钩出。为了保证柴油机工作中气门座圈不脱落,与汽缸盖结合良好便于散热,气门座圈与汽缸套采用过盈配合。在装配前应测量气门座孔和气门座外径尺寸,保证其过盈量。当采用冷镶时,其配合过盈量为0.04~0. 12 mm;采用热镶时,其配合过盈量为0.20~0. 25 mm。其座圈外圆的圆度和圆柱度不应大于0. 02 mm。装配时,应做一阶梯形冲头,小端直径略小于气门座内径;大端直径略小于气门座外径,将冲头小端放入气门座内孔中,用压力机慢慢将气门座压人,或用手锤慢慢打人。
    (4)注意气门干涉角。有的柴油机气门具有干涉角,如6120Q型柴油机。该柴油机气门头斜面锥顶角为91°±0.5°,气门座斜面锥顶角为90°。气门与气门座斜面锥顶角之差为0.5°~1. 5°,这个差就是干涉角。这种干涉角能使气门与气门座在气门线的高压侧,汽缸一侧首先形成狭窄的接触环带,增加接触比压。其作用有:①有助于新出厂的或新维修的气门与座的初期加速磨合。②有助于各种工况,尤其是启动和怠速工况(低转速时)气门的彻底落座,密封性更好。③有助于挤掉积聚在气门线上的积碳,起到自洁作用。④有助于补偿发动机预热膨胀不均和缸盖装配在缸体上后变形的不良影响。这些作用都有助于防止因漏气而引起的气门与气门座的烧蚀。维修中,对于有干涉角的气门,磨削气门头斜面时必须按规定留有干涉角,并且只允许气门锥顶角比气门座锥顶角大。
    (5)注意气门座与气门导管的同轴度误差不能过大。修复后的缸盖,气门座口与气门导管同轴度公差值应不大于0. 05 mm。只有这样,才能保证气门与气门座的工作性能,否则,将有以下危害:①凡是修复后气门座与导管同轴度公差值过大的,气门座上密封环带宽度一定不均,会使散热不一致,容易产生热应力变形。②气门与气门座密封不良,不但汽缸压力降低,导致柴油机功率不足、排气冒黑烟、曲轴箱窜气、机油变质等不良后果,还易造成气门与气门座烧蚀。③气门座对气门杆有侧向应力,气门杆容易出现疲劳裂纹以至损坏。④气门杆与导管容易加速磨损。
 

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