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功能說明與康明斯知識 |
更換發動機氣門油封最簡單的安裝方法 |
摘要：本文所述氣門油封主要適用于發動機的氣門導桿往復油封，其主要的作用是防止機油進入進排氣管流失、防止機油進入燃燒室。因為氣門油封主要是在高溫下與燃油和機油接觸，所以需要采用耐熱性和耐油性都非常好的材料，一般制造氣門油封用混煉膠分為A類為氟橡膠材料、B類為丙烯酸酯橡膠材料、C類為乙烯丙烯酸酯橡膠材料。氣門封油是柴油機氣門組的重要零件之一，但也是很容易老化的部件之一，當柴油發電機出現加載乏力或者是冒藍煙的時候，說明氣門封油已經老化，此時需要進行更換。
一、氣門油封的基本結構、參數代號
因為在氣門桿和氣門導管之間有相對運動，必須有間隙，所以必須采取措施控制適度機油進行潤滑。常用方法是在氣門桿或氣門彈簧上安裝了氣門油封（如圖1所示），它們使機油從氣門桿上脫開，并防止機油在氣門導管的頂部聚集。
1、基本結構
氣門油封基本結構由安裝支撐部、唇部、骨架、彈簧（或無彈簧）組成。
（1）按安裝支撐部的型式分為以下4種基本類型：
① 內包橡膠型，安裝支撐部為內包橡膠，用QB表示，見圖1；
② 內露骨架型，安裝支撐部為內露骨架，用QC表示，見圖2a；
③ 無骨架型，安裝支撐部無骨架，用QD表示，見圖2b；
④ 骨架橡膠裝配型，橡膠硫化好后再裝配骨架，用QZ表示，見圖2c。
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圖1 氣門油封內包橡膠型 |
圖2 氣門油封支撐部的型式 |
（2）按功能分為以下2種類型
① 主動式導管油封
主動式導管油封是控制機油流動的另一種方式。主動式導管油封是一些小油封緊密地貼在氣門桿的周圍，通過小的彈簧或卡子保持在氣門桿上。通常情況下流經氣門導管的大部分機油都被這些油封擋住。
② 被動式導管油封
被動式油封包括O形圈和傘狀氣門桿油封。這種油封大多用在較新的發動機上，而不適用于氣門桿磨損較大的老式發動機。如圖2所示為主動式和被動式兩種氣門油封。
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圖3 進排氣門油封示意圖 |
圖4 氣門油封分類 |
2、參數代號
氣門油封的參數名稱和代號見表1。
表1 氣門油封的參數名稱和代號
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代號
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名稱
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代號
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名稱
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d
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氣門導桿公稱直徑
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h2
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裝配部高度
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d1
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安裝支撐部裝配直徑（與導管配合處直徑）
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R1
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唇口圓角半徑
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d2
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唇口直徑
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α
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唇前角
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D
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氣門導管公稱直徑（與支撐部裝配直徑配合處直徑）
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β
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唇后角
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D1
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安裝支撐部外徑
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i
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唇口過盈量
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h
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氣門油封高度
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R
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彈簧中心相對主唇口軸向位置
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h1
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安裝支撐部高度
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二、性能要求及試驗方法
按下列要求進行試驗，氣門油封漏油量應符合用戶發動機的規定值。
1、試驗臺
試驗臺示意圖如圖5所示。試驗臺主要由主機、油泵、真空泵、控制盤等組成，能夠收集通過氣門油封泄漏的潤滑油。試驗臺應符合以下要求：
（1）能夠安裝不同直徑的導桿，不同直徑的導管；
（2）導桿往復行程可以調整；
（3）導桿的往復頻率可以調整；
（4）潤滑油的溫度最高能達到150℃，溫度控制精度±3℃；
（5）真空泵壓力可以達到100kPa；
（6）氣門導桿和氣門導管的尺寸公差、表面粗糙度、倒角等要求應符合發動機的實際工況，或按用戶要求。
2、試驗前的測量
為了便于準確地分析試驗結果，在進行試驗以前應對氣門油封測量以下特性值：
（1）裝簧后氣門油封唇口直徑d2（裝簧4小時后測量）；
（2）安裝支撐部裝配直徑d1以及圓度；
（3）氣門桿徑、材料硬度及表面粗糙度。
3、安裝及試驗
（1）先將氣門油封放入安裝工裝內，再將工裝、氣門油封一起插入導管上端，然后平穩壓入導管上，見圖6，并將導管固定在主機座上，最后將導桿插入氣門油封及導管內孔后固定。
（2）蓋好主機蓋板并固定。
（3）安裝固定好接油試管。
（4）加入潤滑油(應與發動機潤滑油牌號一致)。
（5）設定試驗油溫度、壓力、往復行程、往復頻率、試驗時間。
（6）按規定的試驗條件及技術要求進行試驗。試驗周期為10 h，或按用戶要求。
4、試驗后的測量
試驗完成后，稱量試管內的油重量，并作記錄。拆下氣門油封，測量密封唇的直徑，檢查密封唇口磨損情況及表面狀態并記錄出現的任何裂紋、撕裂、及缺陷。
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圖5 柴油機氣門油封試驗臺結構圖 |
圖6 柴油機圖氣門油封安裝示意圖 |
三、更換氣門油封步驟
發動機的氣門油封密封不好時，機油就會從氣門油封進入氣門導管，然后順著氣門導管流入進氣道，隨空氣進入燃燒室燃燒（如圖7所示）。氣門油封漏油在外表也是不可見的，它漏油最明顯的特征就是在排氣管處排出淡藍色的煙，等發動機溫度升高后排氣顏色正常。如果漏油嚴重的話，在排氣管的尾部有一圈油印。因此，發現上述情況應立即更換油封（安裝示意圖如圖8所示）。
1、更換氣門油封的方法
（1）如果確認氣門油封有異常情況，同時氣缸數量有超過兩個。針對這種情況建議先打開發動機缸蓋，然后把其它氣門油封一起更換。具體操作的方式就是先把發動機缸蓋拆卸下來，頂住氣門以后，再去對氣門油封進行更換。雖然這種方法很可靠，但可能需要花費2個小時左右來密封新油。。
（2）如果只有兩個氣缸密封件有問題，可以在不拆下氣缸蓋的情況下更換氣門密封件。這種更換氣門密封件的方法不僅可以節省大量資金，還可以大大縮短工時。
（3）如果想要更換某個氣缸的進、排氣門油封，建議使用細繩把氣門吊住，有必要的情況下需要把這個缸的火花塞拆卸下來，然后再去從火花塞的孔里面引入到高壓空氣。這樣就能有效頂住氣門，從而方便更換氣門油封。這樣不僅可以節省至少1.5小時，還可以避免氣缸墊損壞、正時紊亂、冷卻液污染或缺陷等。
2、更換氣門油封的注意事項
更換氣門油封要必須要定心，安裝進、排氣管前，一定要在桿上涂一層機油，避免引發一系列后遺癥，在安裝氣門油封時一定要用專用的工具，檢查唇口是否變形，唇口是否外翻，倘若唇口變形或者外翻一定要重新安裝，不然容易造成其松緊度不夠，引發導桿繼續漏油出現氣門油封換了還不如不換的情況。
（1）將塑料套裝到氣門桿上，以防損壞新的氣門桿油封；
（2）將油封裝到工具上，然后慢慢推到氣門導管上；
（3）要抬下缸蓋才行，直接用銓子夾住，把舊的油封拿出來，裝新的油封前，涂點機油在油封上，也可以直接放在機油里泡一下就拿起，然后對準位置用手直接按下去，再用10的套筒或10的T筒對準上面，注意角度，再用錘子輕敲T筒就可以了，然后再觀察它們的角度是否正確。
（4）氣門油封更換工藝要求嚴格，需要拆下氣門室和缸頭，工作很復雜，安裝時規皮帶時一定要把凸輪軸放置在0刻線處，曲軸對準上止點。
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圖7 柴油機氣門油封漏油區域圖 |
圖8 氣門油封安裝位置圖 |
總結：
氣門油封混煉膠每批應進行硬度、拉伸強度和拉斷伸長率、密度檢驗；應隨機抽取混煉膠至少進行一次熱空氣老化性能、耐液體、壓縮永久變形性能試驗和一次脆性溫度試驗。當性能檢驗項目出現不合格時，應取雙倍試樣對不合格項進行復驗，復驗仍有不合格時，允許對該批混煉膠進行修煉，修煉后應進行全項性能檢驗。氣門油封除另有規定外，標志、包裝、運輸和貯存應符合GB/T 5721-1993規定。在遵守GB/T 5721-1993第5.1和5.2規定的條件下產品的貯存期為三年。
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