故障檢查與技術維護

康明斯柴油發動機氣門間隙的調整與測量

 

摘要：氣門間隙是柴油發電機運行中非常重要的一個部件。簡單來說，它是柴油發電機內部氣門和連桿之間的空隙，又叫氣門止程、氣門前止程或氣門后止程，它可以影響柴油機的發動機性能，因此它也被稱為“性能調節器”。柴油機氣門間隙包括柴油機氣門的前端、上端、下端和后端。它們是從柴油發電機進氣管引出的氣門蓋和柴油機氣缸內部的連桿之間的距離。連桿控制柴油發電機的轉速，汽門前止程正常情況下，當發動機旋轉的時候，連桿會將氣門快速打開，從而使氣缸中的發動機進行燃料燃燒。

 

一、何為氣門間隙

 

      柴油發電機工作時，氣門將因溫度的升高而膨脹。如果氣門及其傳動件之間（其結構如圖1所示）在冷態下無間隙或間隙過小，則在熱態下，氣門及其傳動件的受熱膨脹勢必引起氣門關閉不嚴，造成柴油發電機在壓縮行程和做功行程中漏氣，從而使功率下降，嚴重時甚至不易啟動。為了消除這種現象，通常在柴油發電機冷態裝配時，在氣門及其傳動機構中留有一定的間隙，以補償氣門受熱后的膨脹量。這一間隙稱為氣門間隙，該位置可在圖2示例中看到。

      柴油機氣門間隙的大小決定了發動機的工作狀態，如果間隙太大或太小，將會對柴油機的整體性能產生影響，甚至會降低柴油機的燃油經濟性。正常行車時，柴油機氣門間隙應該在指定的范圍內，否則重新調整。一般情況下，柴油機氣門間隙建議在 0.2mm 到 0.4mm 之間，當間隙超出此范圍時，應及時調整。

      柴油機氣門間隙的調整非常重要，柴油機的發動機性能會直接受到氣門間隙的影響。因此，柴油發電機的定期檢查和保養機制中，氣門間隙的調整也是必不可少的一步。除此之外，調整柴油機氣門間隙還可以改善發動機排放，有效降低柴油機尾氣排放，從而節省燃油消耗，達到減少柴油機尾氣排放，保護環境的目的。

 

圖1  柴油機氣門傳動件結構圖

圖2  氣門間隙位置示例圖

 

二、調氣門間隙的原因

 

      因為氣門是跟缸體接觸的， 缸體在運動的時候發出了大量的熱 ，而氣門跟缸體接觸了以后熱量就會傳到氣門上 ，從而使氣門的伸長量增加。如果不預先留出氣門間隙的話 ，當汽車在冷狀態下氣門正好與缸體緊密觸，等到缸體變熱氣門因受熱膨脹而使伸長量增加，氣門就會頂壞缸體或者氣門本身。 所以要留出合適的氣門間隙。合理的氣門間隙，是保證柴油發電機正常、穩定工作的重要前提。

1、間隙過大調節的原因

      進、排氣門開啟遲后，縮短了進排氣時間，降低了氣門的開啟高度，改變了正常的配氣相位，使發動機因進氣不足，排氣不凈而功率下降，此外，還使發動機抖動無力。

2、間隙過小調節的原因

      發動機工作后，零件受熱膨脹，將氣門推開，使氣門關閉不嚴，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴重積碳或燒壞，甚至氣門撞擊活塞。

 

三、測量氣門間隙的方法

 

   氣門間隙有冷車值和熱車值之分，您在測量時應在符合柴油發電機組規定的狀態下進行（如圖3所示）。選出符合規格的塞規插入氣門桿與氣門搖臂（或凸輪）之間。稍微拉動塞規，如有輕微的阻力，表示間隙正確。

   為了確定間隙是否在規定范圍內，一般用范圍極限值來測量（例如圖4所示，間隙范圍值為0.22mm到0.30mm之間），先用0.22mm的塞尺插入氣門間隙，此時，塞規應如果可以通過，則是正常；再用0.30mm的塞尺插入氣門間隙，,塞規應無法插入，這樣才可以說明間隙在給定間隙范圍內。如果0.22mm塞規不能插入間隙，則說明間隙過小；如果0.30mm塞規可以通過插入間隙，則說明間隙過大。

 

圖3  間隙檢查示例圖

圖4  柴油發電機氣門間隙測量值

 

四、氣門間隙調整不當的影響

 

      氣門間隙調整不當，不僅影響柴油發電機功率、油耗、磨損，且有噪聲。

1、氣門間隙過大的危害

① 氣門開度減小，進、排氣阻力增大，進氣量不足，動力性降低，排氣不暢。

② 增大氣門傳動組對氣門組的沖擊力，出現較大異響聲。

③ 會產生“反跳”現象，即氣門落座后再次跳起。

④ 會產生“飛跳”，即氣門的上升、下降規律和氣門開啟、關閉不符合原設計要求，使配氣相位變化，影響動力性、經濟性。

2、氣門間隙過小的危害

（1）發動機的氣門間隙過小，會造成氣門關閉不嚴，造成氣缸漏氣、壓縮不足，出現動力下降、加速無力、回火或排氣管放炮、易熄火、油耗增加等故障

（2）可能會磨壞氣門搖臂和凸輪軸等部件 。

（3）易使氣門與氣門座的工作面燒蝕，同時也影響柴油發電機的動力性和經濟性。

 

五、氣門間隙調整的方法

 

      柴油發電機氣間間隙過大會引起充氣不足和排氣不足，氣門間隙過小會引起氣門關閉不嚴，讓高溫氣體從縫隙中漏出而燒壞氣門。因此，氣門過大或過小都會引起柴油發電機功率下降，經濟性能降低。在柴油發電機的使用過程中，必須定期檢查和調整氣門間隙。其方法如下：

1、首先拆下氣門罩蓋，然后搖動曲軸，使活塞在壓縮行程上止點位置（飛輪的“上止點”刻線與水箱上的刻線對齊），關閉減壓裝置。將厚薄規插入搖臂頭與氣門桿端之間，測量其間隙的大小。

2、值得注意的是，需要測量熱車和冷車時的氣門間隙，將測得的值與技術規定值進行比較。一般是冷車時進氣門間隙為0.35毫米、排氣門間隙為0.4毫米；

3、熱車時進氣門間隙為0.25毫米、排氣門間隙為0.3毫米，如不符合規定值，則進行調整。

4、調整氣門間隙時，先松開鎖緊螺母，用螺絲刀擰動調整螺栓至間隙適合為止。再用螺絲刀頂位調整螺栓，將鎖緊螺母擰緊。然后再復查一遍間隙是否適合。

5、但在氣門搖臂頭有凹窩的情況下，調整氣門間隙時，最好是按規定順序調到氣門無間隙為止，根據氣門調整螺絲的螺距和要求的氣門間隙退回調整螺絲相應的大約間隙圈數。此方法要比用厚薄規定準確些。對多缸柴油發電機要根據工作順序和氣門排列，依次進行調整。

6、可根據以下程序調整氣門間隙（實物操作過程如圖5、圖6所示）。

● 用安裝的調整螺釘（9）擰松鎖緊螺母（10）。

● 在搖臂（11）和十字結聯軸節（12）之間的間隙中插入塞尺B并用調整螺釘（9）調整氣門間隙。轉動調整螺釘（9），直到可以輕輕移動插入的塞尺B為止。

● 固定好調整螺釘（9）后，擰緊鎖緊螺母（10）。鎖緊螺母（10）：24±4 Nm {2.45±0.41 kgm}擰緊鎖緊螺母（10），再次檢查氣門間隙。

 

圖5  氣門間隙調節實物操作圖

圖6  氣門間隙調節步驟

 

總結：

      柴油發電機氣門間隙的檢查以及調整的時候必須在進氣門、排氣門都在關閉的時候進行。而活塞位于壓縮行程的上止點時，恰好進氣門、排氣門都完全關閉，所以在調整氣門間隙的時候，必須使火花塞處于上止點。氣門間隙調整的時候要在發動機冷卻的時候進行，不要在發動機運轉的時候調整。對雙缸發動機應逐缸進行檢查和調整。

 

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