新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)配氣相位和進(jìn)氣管真空度的檢測內(nèi)容

 

摘要：配氣機(jī)構(gòu)早期損壞是由于在柴油發(fā)電機(jī)維修作業(yè)中氣門與氣門座工作面加工質(zhì)量達(dá)不到要求，造成工作面燒蝕、凹陷而早期損壞；凸輪軸軸承在刮削中其配合間隙、接觸面積、各軸承同心度達(dá)不到要求，加速磨損，出現(xiàn)異響造成早期損壞；氣門導(dǎo)管在更換新件時，鉸削質(zhì)量達(dá)不到規(guī)定要求，直接影響氣門及氣門應(yīng)使用壽命。因此，在維修工作進(jìn)行之前應(yīng)對柴油發(fā)電機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行專業(yè)的檢測和試驗，本文簡要講解配氣機(jī)構(gòu)常見的檢測內(nèi)容和方法。

一、配氣相位的故障影響

 

1、配氣相位的概念

      發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣門開啟和關(guān)閉時相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為配氣相位（如圖1、圖2所示）。發(fā)動機(jī)的配氣相位失準(zhǔn)，將影響發(fā)動機(jī)的動力性能和經(jīng)濟(jì)性。

2、造成配氣相位失準(zhǔn)的主要因素

① 維修質(zhì)量的影響：

      由于制造和裝配產(chǎn)生累計誤差，制造和裝配產(chǎn)生累計誤差，配氣相位偏離設(shè)計值；

② 動態(tài)變形的影響：

      部件在工作中產(chǎn)生彈性變形，造成配氣機(jī)構(gòu)的部件在工作中產(chǎn)生彈性變形相位產(chǎn)生偏差；

③ 使用中的影響：

      由于配氣機(jī)構(gòu)的磨損，造成配氣相位產(chǎn)生偏差。

 

圖1  柴油機(jī)配氣相位圖

圖2  柴油機(jī)配氣相位早開晚關(guān)示意圖.

 

二、配氣相位的檢測方法

 

      配氣相位應(yīng)在發(fā)動機(jī)動力明顯下降，而氣缸壓力、燃料系統(tǒng)、點火系統(tǒng)及氣門間隙均正常的情況下進(jìn)行檢測。

1、就機(jī)測量方法

      以第一缸進(jìn)氣門為例，操作步驟如下：

① 按規(guī)定把氣門間隙調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)值。

② 在曲軸前端裝上有360°刻線的分度盤，在發(fā)動機(jī)前蓋板上安裝一根可調(diào)節(jié)的指針，如圖3所示。

③ 在第一缸火花塞孔內(nèi)擰入上止點檢測儀（見圖4），旋轉(zhuǎn)曲軸，利用上止點檢測儀找出第一缸壓縮上止點（百分表指針由順轉(zhuǎn)到不動的瞬間）。裝上止點檢測儀時可將飛輪上的上止點記號對準(zhǔn)飛輪殼上的固定記號。

④ 調(diào)整發(fā)動機(jī)前蓋板上的指針，使其對準(zhǔn)分度盤上的“0”度線并將它固定。

⑤ 在氣缸蓋上安裝一只百分表，使百分表的觸頭與第一缸進(jìn)氣門的彈簧上座垂直接觸，并使百分表有一定的頂壓縮量（如小指針指向4mm，大指針對0）。

⑥ 按曲軸的旋轉(zhuǎn)方向搖轉(zhuǎn)曲軸，當(dāng)百分表指針開始擺動的瞬間，即表示進(jìn)氣門開始開啟，這時分度盤上被指針?biāo)傅目叹€到“0”度線的夾角即為進(jìn)氣提前角。

      如果百分表的量程足夠大，可繼續(xù)搖轉(zhuǎn)曲軸，當(dāng)百分表指針擺動到某一最大值（即氣門升程）后再回到原位時，表示氣門關(guān)閉，這時分度盤上被指針?biāo)傅慕嵌扰c180°的差值即為進(jìn)氣遲閉角。從氣門開始開啟到氣門關(guān)閉，曲軸所轉(zhuǎn)過的角度即為進(jìn)氣持續(xù)角。

 

圖3  柴油機(jī)配氣相位的測量示意圖

圖4  柴油機(jī)配氣相位檢查儀器

 

2、氣門疊開法

      以第一缸進(jìn)、排氣門為例，操作步驟如下：

① 將第一缸進(jìn)、排氣門間隙調(diào)整為0。

② 順時針轉(zhuǎn)動曲軸，使第一缸活塞處于排氣行程上止點附近、進(jìn)氣門未開啟位置。

③ 把上止點檢測儀擰入第一缸火花塞孔，在氣缸蓋上安裝一只百分表，使百分表的觸頭與第一缸進(jìn)氣門的彈簧上座垂直接觸，調(diào)整表盤，使表針指向“0”。

④ 按順時針方向慢慢搖轉(zhuǎn)曲軸，根據(jù)上止點檢測儀，確定活塞到達(dá)排氣行程上止點時百分表的讀數(shù)：在活塞到達(dá)上止點前0.01mm及超過0.01mm時，分別讀出進(jìn)氣門座上百分表指示值h_?和h₂，然后取平均值h_j=（h_?+h₂）/2，把h作為排氣上止點時進(jìn)氣門升程高度。

⑤ 根據(jù)進(jìn)氣門的平均升程高度h_j，反過來找準(zhǔn)活塞上止點。

⑥ 在找出的上止點位置，再將百分表移到排氣門彈簧上座，使觸頭與彈簧座垂直接觸，并預(yù)壓縮2mm。

⑦ 按順時針方向慢慢搖轉(zhuǎn)曲軸，當(dāng)排氣門完全關(guān)閉時，從百分表上讀出上止點時排氣門關(guān)閉前的升程高度（即排氣門升程高度h_p）。

⑧ 根據(jù)進(jìn)、排氣門在排氣行程上止點時的升程高度及其相對升程高度差值，對照相應(yīng)機(jī)型的配氣相位數(shù)據(jù)表來確定被測發(fā)動機(jī)配氣相位快慢度q。

      用氣門疊開法（氣門升程法）測量配氣相位，誤差較小，測量計算方便，不必使用分度盤，因此操作比較簡單，但需要知道相應(yīng)機(jī)型的配氣相位數(shù)據(jù)表，而一般發(fā)動機(jī)的使用說明書不提供配氣相位數(shù)據(jù)表，因此使用有一定的局限性。

3、 凸輪頂點法

      以某型發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門配氣相位的檢查為例。由圖5可知，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣持續(xù)角為20°+180°+56°=256°。根據(jù)凸輪輪廓的對稱性，在整個進(jìn)氣過程的中間位置，凸輪凸起的最高點正好與挺柱底面接觸（進(jìn)氣門開度最大），即凸輪轉(zhuǎn)到頂點位置。在這里，我們把進(jìn)氣過程的中間位置稱為凸輪頂點位置。顯然，凸輪頂點位置距離排氣上止點應(yīng)為256°/2-20°=108°曲軸轉(zhuǎn)角。用凸輪頂點法測量配氣相位的實質(zhì)就是驗證這一角度是否正確。

      凸輪頂點法適用于下置或中置凸輪軸式發(fā)動機(jī)大修裝配過程中未裝氣缸蓋前對配氣相位的檢查，其操作步驟如下：

（1）搖轉(zhuǎn)曲軸，使要測量氣缸的活塞接近排氣上止點位置，然后在氣缸體上安裝一只百分表，觸頭與活塞頂面接觸。繼續(xù)搖轉(zhuǎn)曲軸，根據(jù)表針擺動（由被壓縮順轉(zhuǎn)到停止擺動瞬間）找出排氣上止點。

（2）在曲軸帶輪位置裝上分度盤，使指針對“0”。

（3）順轉(zhuǎn)曲軸90°，使進(jìn)氣凸輪接近頂點位置。

（4）將套有彈簧的測量桿插入要檢查氣缸的進(jìn)氣挺柱孔中（圖6），并在氣缸體的上平面上用固定板進(jìn)行導(dǎo)向定位。在測量桿頂面安裝百分表，使表指向“0”。

（5）緩慢順轉(zhuǎn)曲軸，當(dāng)百分表指針轉(zhuǎn)到某一最大值（凸輪到達(dá)頂點位置）后再回到“0”位時，停止轉(zhuǎn)動曲軸，并記下分度盤讀數(shù)。這一步驟實際上是測量進(jìn)氣凸輪接近和超過凸輪頂點位置同一角度時分度盤轉(zhuǎn)過的度數(shù)（等于分度盤讀數(shù)減去90°），目的是取其平均值以準(zhǔn)確計算凸輪頂點位置。

 

圖5  柴油機(jī)配氣相位數(shù)據(jù)案例

圖6  柴油機(jī)配氣相位專用檢測儀

 

三、配氣相位的調(diào)整

 

      調(diào)整配氣相位時，應(yīng)根據(jù)不同的情況采取不同的措施。

1、調(diào)整凸輪軸

      調(diào)整凸輪軸是最常用的調(diào)整配氣相位的方法。具體步驟如下：

（1）拆下凸輪軸蓋，找到凸輪軸。

（2）根據(jù)需要調(diào)整的氣門，找到對應(yīng)的凸輪。

（3）將凸輪軸轉(zhuǎn)動至需要調(diào)整的氣門的最高點。

（4）拆下凸輪軸上對應(yīng)氣門的卡子，將氣門拆下。

（5）將凸輪軸上對應(yīng)凸輪的位置調(diào)整至需要的位置。

（6）重新安裝氣門和卡子，擰緊螺栓。

（7）重復(fù)以上步驟，直至所有氣門的配氣相位調(diào)整完成。

2、調(diào)整氣門

      如個別氣缸配氣相位偏早或遲誤差不大時，可通過調(diào)整該氣門間隙的方法予以解決。具體步驟如下：

（1）拆下氣門蓋，找到需要調(diào)整的氣門。

（2）用游標(biāo)卡尺測量該氣門的開啟和關(guān)閉時間點。

（3）根據(jù)需要調(diào)整的時間點，調(diào)整氣門的間隙。

（4）重新安裝氣門蓋，擰緊螺栓。

（5）重復(fù)以上步驟，直至所有氣門的配氣相位調(diào)整完成。

 

二、配氣機(jī)構(gòu)密封性的檢測

 

      進(jìn)氣管真空度的大小，表明發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的密封性的好壞。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的真空度隨活塞氣缸的磨損而變化，并且與配氣機(jī)構(gòu)的技術(shù)狀況和燃油供給系統(tǒng)的調(diào)整有關(guān)。因此，在確認(rèn)進(jìn)氣管自身密封性良好的情況下，利用真空表檢測進(jìn)氣管的真空度，或利用示波器觀測真空度波形的變化，可用來分析、判斷氣缸密封性，并能診斷故障。

1、檢測方法

      采用發(fā)動機(jī)檢測專用真空表。用橡膠管將真空表連接在進(jìn)氣管或歧管上，在發(fā)動機(jī)怠速或高速下測量。

① 發(fā)動機(jī)應(yīng)預(yù)熱到正常工作溫度。

② 把真空表軟管連接在節(jié)氣門后方的進(jìn)氣管專用接頭上。

③ 發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)。

④ 讀取真空表上的讀數(shù)，如圖7所示。

      考慮到進(jìn)氣管真空度有隨海拔高度增加而降低的現(xiàn)象（一般海拔每增加1000ｍ，真空度將減少10KPa左右），因此真空度檢測中應(yīng)根據(jù)所在地海拔高度修正真空度診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2、故障判斷

① 發(fā)動機(jī)工作溫度正常時，怠速運轉(zhuǎn)，真空度應(yīng)穩(wěn)定在57～70KPa，如圖8所示；

② 當(dāng)迅速開啟并關(guān)閉節(jié)氣門時，表針能隨之?dāng)[動在7～84KPa之間，表明良好；

③ 氣門座密封性變差時，真空度比正常值跌落3～23KPa；

④  氣門桿與氣門導(dǎo)管發(fā)生卡滯后，其真空度有規(guī)律地快速跌落10～16KPa；

⑤ 氣門導(dǎo)管及其氣門桿磨損松曠時，其真空度較正常值低6～10KPa之間波動；

⑥ 氣門彈簧折斷或彈力不足時，真空表指針迅速在33～74KPa之間波動；

⑦ 氣門機(jī)構(gòu)失調(diào)，氣門開啟過遲時，其真空度穩(wěn)定在27～47KPa之間；

⑧ 活塞環(huán)磨損，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在1500r/min時，突然關(guān)閉節(jié)氣門，真空表讀數(shù)迅速降至6～16KPa；

⑨ 進(jìn)、排器歧管墊漏氣，轉(zhuǎn)速在1500r/min時，突然關(guān)閉節(jié)氣門，真空表讀數(shù)從8KPa跌落至6KPa以下，并迅速恢復(fù)正常；

注意∶進(jìn)氣管真空度隨海拔高度而變化，海拔每升高500m，真空度將減少4～5KPa，因此測定真空度時，應(yīng)根據(jù)所在地海拔高度進(jìn)行折算。

 

圖7  進(jìn)氣管真空表指針示意圖

圖8  進(jìn)氣管真空度與故障對應(yīng)關(guān)系

 

 

總結(jié)：

      測量和調(diào)整配氣相位是發(fā)動機(jī)調(diào)試和維護(hù)中的重要環(huán)節(jié)。通過合理的配氣相位調(diào)整，可以提高發(fā)動機(jī)的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。若是進(jìn)氣門的微開量與排氣門的微開量相比有大有小，且不符合規(guī)定值，通常是由于凸輪軸磨損造成的，應(yīng)修磨或更換凸輪軸；若各缸進(jìn)氣門的微開量比排氣門都大，表明進(jìn)、排氣門的配氣相位均有所提前，常用的校正方法有∶偏移凸輪軸鍵法；凸輪軸正時齒輪軸向移動法。

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