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故障檢查與技術(shù)維護(hù) |
柴油發(fā)電機(jī)氣門的磨損型式與檢驗(yàn)方法 |
摘要：柴油發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間重載工作，超過設(shè)計(jì)極限，會(huì)造成氣門早期磨損，同時(shí)還會(huì)造成氣缸、氣門座、氣門導(dǎo)管變形，破壞氣門密封，影響氣門散熱，使氣門燒蝕。如果沒有間隙或自動(dòng)頂起，閥門將在高溫高壓氣流的沖擊下燒蝕。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫容易引起機(jī)油和燃油的氧化聚合和分解，在氣門頭和氣門桿處形成脫落的沉積物，腐蝕氣門的密封面，造成氣門漏氣和燒蝕。為此，康明斯發(fā)電機(jī)廠家在本文就氣門的磨損形式和檢驗(yàn)方法做了詳細(xì)說明和介紹。
一、氣門的工作條件
1、受交變（應(yīng)力）的沖擊負(fù)荷作用（氣門頻繁地在高溫下進(jìn)行沖擊性的打開和關(guān)閉，氣門和氣門座相互撞擊）；
2、受高溫高壓燃?xì)鉀_刷和燃燒產(chǎn)物的腐蝕，熱應(yīng)力高；
3、潤(rùn)滑條件差；
4、氣門與氣門導(dǎo)管摩擦頻繁。
二、氣門磨損常見形式
氣門分為進(jìn)氣門和排氣門兩種。其結(jié)構(gòu)基本相同，由頭部和桿部組成，如圖1所示。為了增加進(jìn)氣量，進(jìn)氣門頭部直徑一般比排氣門大，氣門頭部與氣門座接觸的圓錐面為工作面，稱為氣門的密封錐面。
1、氣門接觸面的磨損
① 空氣中的塵埃或燃燒雜質(zhì)滲入或滯留在接觸面間；
② 柴油發(fā)電機(jī)在工作過程中，氣門將不停地開啟和關(guān)閉，由于氣門與氣門座的撞擊、敲打，引起工作面的起槽和變寬；
③ 進(jìn)氣門直徑較大，在燃?xì)獗l(fā)壓力作用下產(chǎn)生變形；
④ 光磨后氣門邊緣厚度下降；
⑤ 排氣門受高溫氣體的沖擊，使工作面溶蝕，出現(xiàn)斑點(diǎn)和凹陷。
2、氣門頭部偏磨
氣門桿在氣門導(dǎo)管內(nèi)不斷摩擦，使配合間隙增大，而在管內(nèi)晃動(dòng)，引起氣門頭部的偏磨。
3、氣門桿的磨損
與彎曲變形由汽缸內(nèi)的氣體壓力以及凸輪通過挺柱對(duì)氣門撞擊而產(chǎn)生的。
所有這些柴油發(fā)電機(jī)氣門故障，均可造成進(jìn)排氣門關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣。
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圖1 柴油機(jī)氣門結(jié)構(gòu)圖 |
圖2 氣門磨損示意圖 |
三、氣門的檢驗(yàn)
1、外部檢驗(yàn)
進(jìn)排氣門接觸面的磨損及氣門頭部的偏磨等，均可通過一般檢視即可發(fā)現(xiàn)。
2、氣門頂邊緣厚度的測(cè)量
各種柴油發(fā)電機(jī)氣門頂?shù)倪吘壓穸染坏眯∮?.5mm，如圖3所示。正常的氣門頂厚度要求是不小于1.5mm。在生產(chǎn)廠或大修時(shí)，絕不能使用不合要求的氣門，若在中、小修時(shí)，氣門頂厚度大于0.5mm可繼續(xù)使用。
3、氣門頂及氣門桿彎曲的檢驗(yàn)
氣門桿的彎曲和因氣門桿彎曲而造成氣門頂部的歪曲偏擺，可用百分表來測(cè)定，將氣門桿全部置于v形鐵塊上，用手轉(zhuǎn)動(dòng)氣門桿，并以百分表測(cè)量桿部與頭部（如圖4所示）。若氣門桿彎曲度超過0.03mm，或氣門頭部的擺差超過0.05mm時(shí)，均應(yīng)進(jìn)行校正或修整。
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圖3 氣門頂邊緣厚度的測(cè)量示意圖 |
圖4 氣門彎曲的測(cè)量圖 |
4、氣門桿失圓度和錐形度的檢驗(yàn)
測(cè)量方法一般用外徑千分尺測(cè)量。如圖5所示，同一橫截面兩互相垂直直徑之差即為失圓度；同一縱截面最大與最小直徑之差即為錐形度。其失圓度和錐形度均不得大于0.03mm。
5、氣門桿磨損量的測(cè)量
用外徑千分尺測(cè)量，測(cè)量得出最小直徑，標(biāo)準(zhǔn)直徑與最小直徑之差即為磨損量。其磨損量不得大于0.075mm。
6、測(cè)量氣門長(zhǎng)度
氣門由于氣門桿尾端長(zhǎng)期承受氣門驅(qū)動(dòng)組零件的擠壓，氣門桿部彎曲導(dǎo)致氣門頭部對(duì)中不良而引起氣門頭部磨損等，導(dǎo)致氣門長(zhǎng)度有所磨損。氣門長(zhǎng)度出現(xiàn)偏差，直接影響氣門間隙的大小、氣門的開閉時(shí)刻及氣門的開閉程度。用游標(biāo)卡尺測(cè)量氣門的全長(zhǎng)，如圖6所示。若氣門桿尾端磨損不平，應(yīng)用砂輪修復(fù)，磨削量不得超過規(guī)定范圍。修復(fù)后的氣門用游標(biāo)卡尺檢查氣門的長(zhǎng)度，測(cè)量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)尺寸相比較，若超出規(guī)定范圍，應(yīng)予以更換。
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圖5 氣門失圓度和錐形度檢測(cè)示意圖 |
圖6 氣門的長(zhǎng)度檢查 |
四、氣門磨損的修復(fù)方法
1、氣門的光磨方法
氣門錐面磨損起槽或有燒蝕麻點(diǎn)時(shí)，如果氣門頭厚度足夠，氣門桿與其導(dǎo)管的配合間隙符合要求，則應(yīng)光磨氣門錐面。光磨氣門的原則是，在保證磨光的前提下，盡量減少磨削量。為了降低氣門錐面的粗糙度，氣門光磨結(jié)束時(shí)在無進(jìn)給量的情況下往復(fù)移動(dòng)氣門，直至無火花進(jìn)出為止。這樣光磨出的氣門，一般不需要與座圈進(jìn)行配對(duì)研磨。
（1）磨光機(jī)上的砂輪面必須平正，不平正時(shí)，用金鋼鉆工具予以修正。
（2）選用適當(dāng)?shù)膴A具，將氣門堅(jiān)固在架上，并按規(guī)定的角度，調(diào)整角架角度。
（3）開動(dòng)砂輪與夾架的電動(dòng)機(jī)，操作手柄進(jìn)行光磨。如氣門桿端面不平時(shí)，可將氣門放在磨光機(jī)架的V型槽中，用手推動(dòng)與砂輪接觸，使之磨平。
2、氣門的研磨
當(dāng)氣門圓錐工作面經(jīng)過磨修（或換用新氣門）、氣門座經(jīng)過修理后，為使它們的配合表面配合好，恢復(fù)其密封性，必須進(jìn)行研磨。當(dāng)氣門與氣門座磨損不嚴(yán)重時(shí)，氣門頭的厚度可直接進(jìn)行研磨修理。研磨是氣門與氣門座間的相互研磨，可用手工操作，也可用氣門研磨機(jī)進(jìn)行。
常用的手工操作方法要點(diǎn)如下：將氣門、氣門座和氣門導(dǎo)管用柴油清洗干凈，在氣門圓錐工作面上涂上一層薄薄的粗研磨膏，然后把氣門桿插入氣門導(dǎo)管中，用氣門捻子吸住氣門頭部在氣門座上進(jìn)行互研。研磨時(shí)，一邊用手搓動(dòng)木柄，使捻子帶動(dòng)氣門在氣門座上往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊提起氣門輕輕敲擊氣門座，使研磨膏有更好的切削作用并獲得光潔表面，直到研磨表面無明顯的加工痕跡及凹陷時(shí)，清除表面的粗研磨膏換用細(xì)研磨膏，用同樣的方法進(jìn)行研磨，直至表面出現(xiàn)一條整齊的暗灰色環(huán)帶（接觸環(huán)帶）為止。最后將研磨膏清洗掉，再用機(jī)油研磨一段時(shí)間，使之得到密合表面。研磨好的接觸環(huán)帶寬度一般應(yīng)為1.2～2.5 mm為宜。接觸環(huán)帶應(yīng)位于氣門圓錐工作面的中下部，接觸環(huán)帶過窄會(huì)加劇磨損，影響氣門散熱；過寬則易漏氣，形成積碳。接觸位置偏上，將影響氣門強(qiáng)度，應(yīng)更換氣門或重新鑲配氣門座。
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