故障檢修與技術維護

柴油機氣門室異常響聲造成的原因和修理方法

 

摘要：發動機是康明斯發電機組中應用于燃油發電的一種動力類型，其優良的動力性能和高效的燃燒特性受到了眾多用戶的青睞。然而，隨著使用時間的增長，柴油發動機會出現一些故障，其中最為常見的就是柴油發動機氣門異響的現象產生。康明斯公司本文將詳細講解柴油發動機氣門室內異響的原因及其解決方法，希望通過對發動機配氣機構響聲及危害性的深入分析，相信能提高讀者對其有進一步的認識。總而言之，導致其產生響聲的原因也是相當復雜，而且響聲對配氣機構產生的影響程度變化，因此必須要進行科學的判斷，才能夠避免造成不必要的浪費。

 

一、配氣機構異響的危害

 

      發動機配氣機構是發動機中至關重要的部分，發動機配氣機構的正常運作是發動機能夠穩定運行的先決條件，其結構組成如圖1、圖2所示。然而就目前發動機配氣機構在發動機中應用的實際情況而言，通常由于發動機配氣機構和發動機中其他構件之間的相互摩擦，從而產生一些響聲甚至噪音，這些響聲和噪音有些無傷大雅，但是有些卻能夠對發動機的正常運行產生嚴重的影響，并且會造成發動機功率下降，還可能損壞發動機的內部結構。因此，對發動機配氣機構的幾種響聲及其危害性進行研究不僅迫在眉睫，而且意義重大。本文通過對發動機配氣機構的幾種響聲的深入研究，并對其危害性進行了詳細分析，并對具有危害性的響聲判斷進行了詳細的闡述，以供同行參考。

      隨著科學技術的進步，在當前社會的各個領域中，其生產方式早已從傳統的手工作業過渡到現代的機械作業。隨著各個領域逐步實行了機械化生產，是各個領域中的生產效率和質量大幅度提升，進而極大的促進了社會經濟的發展。而發動機是各種機械設備的動力源泉，其正常運行是現代社會機械生產的先決條件。然而在發動機的運行過程中，卻通常會因為各種原因的影響，導致發動機出現運行故障，甚至被損壞。

      在影響發動機正常運行的眾多因素中，發動機配氣機構的響聲是一種隱伏的危害。發動機配氣機構是發動機中至關重要的結構部分，而發動機配氣機構的正常運行更是直接關系到發動機能否正常穩定的運行。然而就目前發動機配氣機構在發動機中應用的實際情況而言，通常由于發動機配氣機構和發動機中其他構件之間的相互摩擦，從而產生一些響聲甚至噪音，當發動機配氣機構出現響聲時，一部分不會對發動機配氣機構造成影響，但是有些卻能夠對發動機的正常運行產生嚴重的影響，并且會造成發動機功率下降，還可能損壞發動機的內部結構。

      因此，必須對發動機配氣機構的幾種響聲及其危害性進行研究，從而有效的保證發動機的正常運行。本文從氣門腳間隙大產生的響聲出發，對發動機氣門室響聲和危害性進行了深入分析，并且對具有危害性的響聲判斷進行了詳細的闡述。希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討共同提高，進而為今后具有危害性的響聲判斷起到一定的參考作用。

 

圖1  康明斯柴油機配氣機構零件圖

圖2  配氣機構組成展開圖 1一調整螺釘；2一搖臂；3一氣門座；4一凸輪；5一挺柱；6一推桿；7一氣門桿；8一氣門頭；9-墊塊；10一挺柱

 

二、故障原因

 

      柴油發電機啟動后，聽到在氣門室內有不正常的響聲，轉速提高，響聲加大，且在汽缸內發出有節奏的沉重敲擊聲。其故障主要表征為發動機運轉時發出連續不斷的、有節奏的“嗒、嗒、嗒”（在氣門腳處）或"啪、啪、啪”（在氣門座處）的金屬敲擊聲；轉速增高時響聲亦隨之增高，溫度變化和單缸斷火時響聲不減弱；若有數只氣門響，則聲音顯得雜亂。氣門腳響和氣門落座響統稱為氣門響。

1、汽缸內氣門腳響

2、氣門間隙過大

① 一般是由于氣門調整不當或者部件（氣門和搖臂）磨損，會引起氣門間隙過大；

② 還有一種可能，就是積碳過多，造成的氣門間隙過大。

3、氣門被卡死

① 氣門]桿與導管之間的間隙過小。

② 氣門桿與導管處潤滑不良，造成干摩擦。

③ 門桿與導管處有水進入，且又停用時間過長，致使氣門桿與導管之間生銹而被卡死。

④ 長時間超負荷作業，柴油機冒煙嚴重，在氣門導管和氣門桿處形成積碳。

⑤ 柴油機維護保養不當，使過多的塵砂通過氣門進入氣缸，部分塵砂竄入氣門導管內，將氣門桿卡死。

      在使用中一且發生氣門桿卡死的情況，很容易造成氣門桿彎曲或折斷，引發搖臂或搖臂架折斷等故障。

4、凸輪軸磨損嚴重

① 磨損的主要原因是機油壓力不足或機油粘度不足，不定期更換機油引起的；

② 配氣相位的影響，如正時皮帶、正時鏈條磨損嚴重。

5、氣門彈簧折斷

6、供油提前角過小

① 高壓泵凸輪軸兩端的軸承間隙調得過小或燒蝕，造成運轉阻力增大，從而使供油提前角減小。

② 凸輪軸彎曲造成凸輪軸兩端軸承發卡或調速齒輪與離心塊上的齒輪產生卡滯。

 

三、故障排除方法

 

1、氣門間隙檢查

      按照順序拆下氣門室罩殼（如圖3所示），對氣門間隙進行檢查，轉動飛輪在“0”刻度為止，這時，柴油發電機第一汽缸正好是在壓縮沖程的上止點，用塞尺分別檢查第一、二、三汽缸的氣門間隙（如圖4所示），未發現異常。繼續按柴油發電機的轉動方向轉動到第四汽缸壓縮沖程上止點，開始檢查第二汽缸排氣門、第三汽缸進氣門、第四汽缸進、排氣門間隙，結果發現只有第三汽缸進氣門不正確，間隙為0.6mm左右，經調整后，啟動柴油發電機至700r/min時，氣門室罩殼內的節奏恢復正常。

 

圖3  柴油機搖臂室殼體固定螺釘拆卸順序

圖4   柴油機氣門間隙檢查示意圖

 

2、更換機油

      對于柴油發動機氣門響的情況，首先需要考慮更換機油。更換合適的機油，可以有效減少機油對氣門的影響，從而減少氣門響聲。

3、更換氣門零部件

      如果更換機油不能減少氣門響聲，就需要更換柴油發動機的氣門零部件。如更換氣門、更換氣門彈簧、更換氣門導桿等，可以有效解決柴油發動機氣門響的問題。

3、清洗氣門

      清洗氣門可以有效去除氣門上的積碳、油垢和灰塵等雜質，恢復其原有的光滑狀態，從而降低氣門響聲。

4、噴油提前角調整

      按柴油發電機的各項要求，對供油提前角進行檢查和調整（結構如圖5所示），常見的方法分為兩種：

（1）拆下第1缸的高壓油管，轉動曲軸，使第1缸活塞處于膨脹沖程始點，此時飛輪殼上的指針對準飛輪上的“O”刻度線。然后反轉柴油機曲軸，使檢視窗上的指針對準飛輪上相當于噴油提前角規定的角度，然后松開噴油泵傳動軸節和盤上的兩個緊固螺釘，按噴油泵的轉動方向，緩慢而均勻地轉動噴油泵凸輪軸至第1缸出油口油面剛剛發生波動的瞬時為止（參照圖6所示），并擰緊結合盤上的兩個螺釘。

（2）拆下第1缸高壓油管，轉動曲軸，使第1缸活塞處于壓縮終點位置前40度左右，然后按柴油機旋轉方向緩慢而均勻地轉動曲軸，同時密切注意噴油泵第1缸出油口的油面情況。當油面剛剛發生波動的瞬時，即表示第1缸噴油開始，此時檢視窗上指針所對準的飛輪上刻度值就是噴油提前角度數。如這角度與規定范圍不符，可松開接合盤上的兩個螺釘，將噴油泵凸輪軸轉過所需調整的角度（傳動軸接盤上的刻度，每個相當于曲軸轉角3度），提前角過小，凸輪軸按運轉方向轉動；提前角太大，則按運轉的反方向轉動，然后擰緊接合盤上的兩個螺釘，再重復核對一次，直至符合規定范圍為止。

 

圖5  柴油機噴油泵聯軸器結構圖.

圖6  柴油機噴油提前角的調整

 

總結：

      隨著科學技術的日新月異，在當前社會的各個領域中生產方式都已實現了機械化生產，從而大幅度提高了生產效率，為社會經濟的高速發展奠定了堅實的基礎。發動機配氣機構是發動機中至關重要的結構部分，而發動機配氣機構的正常運行更是直接關系到發動機能否正常穩定的運行。但是由于發動機配氣機構和發動機中其他構件之間的相互摩擦，從而產生一些響聲甚至噪音，這些響聲和噪音有些無傷大雅，但是有些卻能夠對發動機的正常運行產生嚴重的影響，并且會造成發動機功率下降，還可能損壞發動機的內部結構。因此，必須要對發動機配氣機構的氣門室響聲及其危害性進行深入的研究。

      綜上所述，柴油發動機氣門響聲的原因可能很多，但解決方法也有很多。康明斯公司告誡維修人員，只需要根據具體情況選擇正確的方法和維修方式，就可以快速解決氣門響聲問題，并保持柴油發動機的正常運轉。最后，建議用戶定期對柴油發動機進行保養和維護，以保障其正常運作。

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