故障檢修與技術(shù)維護(hù)

柴油機(jī)缸蓋和氣門組常見故障維修方法

 

摘要：配氣機(jī)構(gòu)在柴油發(fā)電機(jī)的所有零部件里面意義重大，配氣機(jī)構(gòu)設(shè)置的好壞會對發(fā)動機(jī)中能的一些功能有著直接的影響。比如說工作的可靠性以及氣門性能對于發(fā)動機(jī)有著重要的影響。本文簡要對于柴油發(fā)電機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的故障情況和其檢修方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，幫助修理工了解其檢修與維護(hù)的方案，對于柴油發(fā)電機(jī)維修有著重要的意義。

 

一、配氣機(jī)構(gòu)檢測方法

 

1、氣缸蓋檢查

（1）日常觀察法

      平時主要檢查水箱的水位及水質(zhì)情況和油底殼中的機(jī)油油面及油質(zhì)的情況。還可以從排氣的煙色進(jìn)行觀察和分析，若氣缸蓋內(nèi)部裂紋漏水，排煙會因漏進(jìn)的水蒸氣而呈乳白色。

（3）著色法檢驗裂紋

      把缸蓋浸入煤油或煤油的著色溶液，或浸入乙醚50%、煤油50％混合液中，2h后取出，擦干表面油跡，涂以薄層漿狀白粉，然后烘干，如有裂紋會顯示黑色（或顏色）線條。

（4）水壓試驗檢驗裂紋

      先根據(jù)氣缸蓋底面形狀，做一專用壓板，壓板與氣缸蓋底平面之間加一塊厚度為2～3mm的橡膠墊。然后將氣缸蓋緊固在專用壓板上，并在氣缸蓋出水口處接上水管或水壓試驗機(jī)進(jìn)行水壓試驗。試驗壓力一般為0.3～0.5MPa。在此范圍內(nèi)停止加壓后，觀察5min，看壓力表的讀數(shù)是否下降和氣缸蓋有無滲水的地方。若壓力表的讀數(shù)下降和氣缸蓋有滲水的地方，則說明此處有裂紋存在。

圖1  柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋示意圖

圖2  氣缸蓋裂紋檢測著色法

 

2、氣門彈簧檢查

（1）氣門彈簧垂直度的檢測可用鋼直尺實行測量，如圖3所示。氣門彈簧的偏移量應(yīng)不大于1.5～2.0mm，若氣門彈簧的垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氣門彈簧；

（2）用游標(biāo)卡尺檢查氣門彈簧的長度和彈力，如圖4所示。彈簧太軟會造成氣門跳動，使氣門和氣門座加劇磨損，也會破壞氣門正時，氣門和活塞發(fā)生碰撞。不合格的彈簧必須予以報廢。

 

圖3  用鋼角尺測量氣門彈簧的偏移量

圖4  測量氣門彈簧的自由長度

 

3、凸輪軸及從動件檢查

      檢查凸輪軸的凸輪型面積軸頸處有無裂紋、凹坑、腐蝕、擦傷，檢查齒輪有無裂紋、齒斷裂或齒面凹坑，不合格則予以報廢，否則會引起冒黑煙、功率虧損、擊破缸體的危險。

（1）檢查從動軸外有無超標(biāo)，不合格則予以報廢。

（2）檢查滾輪表面有無麻點，轉(zhuǎn)動是否靈活，是否磨損過度，不合格則予以報廢。檢查滾輪銷及銷孔是否磨損過度，超標(biāo)則予以報廢。

（3）檢查隨動臂有無裂紋，如有則予以報廢。

警告：凸輪從動件為最關(guān)鍵而且容易出問題的聞件，需予以特別檢查，否則會出現(xiàn)冒黑煙，功率虧損，擊破氣缸體曲軸的危險。

 

圖5  凸輪軸彎曲度檢測

圖6  柴油機(jī)凸輪軸齒輪的檢視

 

4、氣門挺桿檢查

（1）桿身表面應(yīng)光滑、平直，不得有銹蝕和裂紋。檢查挺桿失圓度和平直度，如圖7所示。當(dāng)推桿彎曲度超過0.3毫米時，應(yīng)在平板上冷校正。 

（2）氣門挺桿與導(dǎo)孔之間的配合間隙通常在0.03-0.01mm之間，不能超過0.15mm。經(jīng)驗之談是用拇指將挺桿推到導(dǎo)孔處時應(yīng)稍有阻力，再用手搖一點，不要有晃動的感覺。若配合間隙大于0.10mm，可采用電鍍加粗和鉸孔來恢復(fù)其配合尺寸。

（3）挺桿底表面不平整或球面有磨痕的時候，可用細(xì)砂布研磨。研磨砂或油石，也可使用磨光機(jī)將平面不平順消除，恢復(fù)原形。

5、搖臂組檢查

（1）檢查搖臂有無裂紋，與丁字壓板的接觸凸面有無磨損或損傷。

（2）長期使用后的搖臂軸與搖臂孔之間當(dāng)然也會磨損，搖臂軸與搖臂孔的測量如圖8所示。如果測量結(jié)果超出規(guī)范許可，應(yīng)更換這些部件。

 

圖7  柴油機(jī)挺桿平直度的檢查

圖8  柴油機(jī)搖臂軸和孔徑的測量

 

6、氣門檢查

（1）氣門磨損情況可通過千分尺測量氣門頭部厚度、氣門頭部直徑、氣門總長度和氣門桿直徑等的相關(guān)尺寸進(jìn)行檢查，如圖9所示。若測得尺寸不符合規(guī)定，應(yīng)更換氣門。氣門密封錐面有輕微斑痕、溝槽或燒蝕，可在專用氣門光磨機(jī)上進(jìn)行光磨修理。修理后的氣門尺寸應(yīng)符合規(guī)定要求，修理氣門后還應(yīng)鉸修氣門座，并進(jìn)行氣門研磨。氣門密封錐面有斑痕、溝槽或燒蝕嚴(yán)重時，應(yīng)更換氣門。

（2）氣門桿彎曲的檢查可在兩個V型架上進(jìn)行。若檢查氣門桿彎曲變形超過允許極限，應(yīng)校正或更換氣門。氣門桿彎曲校正應(yīng)在壓床上進(jìn)行冷壓校正，方法是使彎曲拱面向上，用壓床使其產(chǎn)生反變形，校壓量一般為實際彎曲變形量的10倍，保持2min。氣門桿的彎曲變形量用直線度誤差表示，一般應(yīng)不大于0.03 mm。檢查氣門導(dǎo)管，如磨損嚴(yán)重應(yīng)更換，以保證與氣門桿的配合。

 （3）氣門和氣門座經(jīng)修理后，氣門陷入缸蓋底面的深度會增加。對氣門陷入缸蓋底面的量進(jìn)行測量方法如圖10所示。使用專業(yè)的活塞基準(zhǔn)板將活塞置于上死點位置，然后用專業(yè)的深度游標(biāo)測量氣門座的高度，再將活塞降至下死點位置，使用同樣的方式測量氣門座的高度。兩次測量的差值即是氣門下沉量。

 

圖9  用千分尺測量氣門桿的直徑

圖10  氣門在缸蓋底面的陷入量檢測

 

二、配氣機(jī)構(gòu)常見故障維修

 

      配氣機(jī)構(gòu)是柴油機(jī)的主要運動部件之一。配氣機(jī)構(gòu)的功用是按照發(fā)動機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮空氣及時進(jìn)入氣缸，廢氣及時從氣缸排出；在壓縮與膨脹行程中，保證燃燒室的密封。

1、氣門間隙變動

      有些氣門間隙調(diào)整好后，工作時間很短，甚至不到幾個小時，氣門間隙就明顯變化了，有的變大，有的變小。如果氣門間隙過大且越來越大，則氣門開啟的延續(xù)時間不斷縮短，氣門開度不足，使得充入氣缸的空氣量不斷減少，廢氣排不凈，使氣門搖臂、凸輪等產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊。如果氣門間隙變小且越來越小，當(dāng)氣門在工作中受熱伸長時，會造成氣門關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣，使柴油機(jī)功率下降；同時，高溫廢氣長時間沖擊氣門，會把氣門燒壞。當(dāng)氣門間隙接近沒有間隙時，氣門桿會撞擊活塞頂部，嚴(yán)重時撞壞活塞，造成嚴(yán)重事故。

（1）故障原因

      造成氣門間隙迅速變大的原因可能是：

① 搖臂軸與搖臂套的間隙過大。

② 搖臂軸緊固螺釘及氣門間隙高速螺釘有松動或滑絲。

③ 也可能是氣門導(dǎo)管未下到規(guī)定位置，將挺桿頂彎了或?qū)u臂頂開裂了。氣門間隙迅速變小，表明氣門磨合面在高速磨損，可能是存在磨料研磨氣門后未洗凈或空氣未濾清，也可能是氣缸蓋材質(zhì)太松軟（指不鑲氣門座的）造成的。

（2）故障排除

① 修復(fù)凸輪軸、挺柱、挺桿、氣門小頭、搖臂端頭等相關(guān)零件和部位，必要時更換。

② 更換質(zhì)量和材料合格的氣門座圈。

③ 氣門搖臂座螺母、搖臂調(diào)整螺釘鎖緊螺母一定要鎖緊，絲扣損傷的螺栓、螺母要換掉。

④ 襯套磨損過度應(yīng)更換襯套，凸輪軸與襯套接觸面如磨損出現(xiàn)溝痕時應(yīng)更換凸輪軸。

⑤ 氣門挺桿拆裝時要防止彎曲，彎曲時要進(jìn)行冷矯。

⑥ 每次調(diào)整氣門間隙之前都要檢查搖臂固定螺母是否擰緊；調(diào)好氣門間隙后，一定要鎖緊螺母，并復(fù)查其間隙是否正確。

2、氣門關(guān)閉不嚴(yán)

（1）故障現(xiàn)象

      不減壓搖轉(zhuǎn)曲軸可聽到漏氣聲。氣門關(guān)閉不嚴(yán)可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)壓縮不良，柴油機(jī)冒黑煙，功率下降，從而使動力性、經(jīng)濟(jì)性下降，啟動困難并有可能燒損氣門。

（2）故障原因

① 氣門與氣門座配合部位磨損、燒壞或粗糙，致使氣門與氣門座密封不嚴(yán)而漏氣。

② 氣門間隙過小，一般車用發(fā)動機(jī)氣門間隙為0.25~0.45mm,如氣門間隙過小，則氣門受熱膨脹，間隙消失，關(guān)閉不嚴(yán)。

③ 氣門座積碳過多，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)。

④ 氣門桿部彎曲變形或氣門頭翹曲。

⑤ 氣門在導(dǎo)管內(nèi)上下往復(fù)運動時有發(fā)滯現(xiàn)象。

⑥ 氣門彈簧折斷或彈力不足。

⑦ 氣門座發(fā)生變形而導(dǎo)致其門密封不嚴(yán)。

（3）故障排除

① 輕者可清除積碳，進(jìn)行研磨，重者應(yīng)先磨氣門和鉸削氣門座，之后再進(jìn)行研磨。

② 應(yīng)檢查氣門導(dǎo)管的配合間隙，必要時更換氣門或?qū)Ч堋Ｈ绻鼡Q氣門還應(yīng)重新研磨接觸環(huán)帶。

③ 應(yīng)重新調(diào)整氣門間隙。

3、氣門脫落

（1）故障現(xiàn)象

      這是一種突發(fā)故障，發(fā)生時發(fā)動機(jī)突然熄火并伴有強(qiáng)烈的機(jī)械撞擊聲。

（2）故障原因。

① 氣門折斷

      因活塞與氣門碰撞所致。活塞與氣門碰撞的原因主要有氣門間隙過小、氣門導(dǎo)管折斷、氣門桿卡住、正時齒輪安裝不當(dāng)、輪軸與軸套間隙過大等。

② 氣門鎖夾脫落

      主要是由于氣門鎖夾質(zhì)地過軟、發(fā)動機(jī)飛車或氣門彈簧折斷等原因造成的。

（3）故障預(yù)防

      為了預(yù)防氣門掉入氣缸，應(yīng)做到以下幾點：

① 在對配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢修時，要對配氣機(jī)構(gòu)的所有零部件，按技術(shù)要求進(jìn)行認(rèn)真檢測。達(dá)不到技術(shù)要求的零部件要進(jìn)行修復(fù)或更換。安裝配氣機(jī)構(gòu)各零部件時，要特別注意正時齒輪的安裝、氣門間隙的調(diào)整等。

② 當(dāng)維修發(fā)動機(jī)，檢修曲柄連桿機(jī)構(gòu)時，應(yīng)注意檢查活塞頂部，如檢查發(fā)現(xiàn)活塞頂部有撞擊印痕，應(yīng)仔細(xì)查找原因。在沒有排除故障時，不能在裝配使用。

③ 氣門桿尾端有卡簧的，在氣門裝入氣門導(dǎo)管后，應(yīng)及時將卡簧裝入槽內(nèi)，以確保氣門彈簧折斷或鎖夾脫落時，氣門不會掉入氣缸。

 

總結(jié)：

      為加強(qiáng)康明斯用戶的電力設(shè)備管理，促進(jìn)柴油發(fā)電機(jī)管理現(xiàn)代化，使柴油發(fā)電機(jī)得到及時維修、改造和更新、正確使用、精心維護(hù)、科學(xué)檢修、使柴油發(fā)電機(jī)經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)，不斷改善和提高企業(yè)的技術(shù)裝備素質(zhì)，充分發(fā)揮柴油發(fā)電機(jī)效能，更好地為提高生產(chǎn)技術(shù)水平，降低消耗、保證安全生產(chǎn)、增加經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合使用單位實際情況制定柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)維修規(guī)程。

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