新聞主題	發動機氣門座的結構特點與損傷修復

 

摘要：柴油機上都設有配氣機構，主要任務是定時地向燃燒室輸送清潔的空氣，及時排出燃燒后的廢氣。配氣機構的氣門就是空氣進出燃燒室的門，分為進氣門和排氣門。進氣門的作用是讓新鮮空氣由此進入汽缸內，排氣門則讓燃燒后的廢氣排出汽缸。氣門與氣門密封安裝于燃燒室上，在高溫燃氣的作用下，易發生燒蝕損傷，特別是發動機氣門座，受高溫腐蝕性氣體的高速沖刷，更容易被燒蝕；氣門因工作過程中開閉頻繁，氣門座磨損是它的另一個常見損傷。氣門座發生燒蝕或磨損后，會造成氣門關閉不嚴而漏氣，影響柴油機的啟動和功率發揮。

 

 

圖3  磨削氣門座的位置圖

圖4  磨削氣門座的位置圖

 

二、常見損傷原因與預防措施

 

1、氣門座燒蝕分析

（1）主要原因

      造成氣門和氣門座早期燒蝕的原因主要有∶

① 氣門間隙過小，或氣門彈簧彈力減弱，以致氣門與氣門座閉合不嚴，高熱氣體從間隙中竄出而燒壞氣門結合面。

② 供油（點火時間過遲，導致燃油燃燒不良，使汽缸內遲燃火焰沖出燒毀氣門。

③ 供油量過大，燃油燃燒不完全，使氣門積碳增多，影響散熱而加速氣門燒損。

④ 發動機在高溫下工作時間過長，引起機油與燃料分解，形成膠狀沉淀物，使氣門密封面受到腐蝕而加速損壞。

（2）預防措施

      為延長氣門和氣門座使用的密封性，防止氣門早期燒損，可采取以下預防措施∶

① 柴油機維修時應及時清除氣門結敗，積碳，并檢查、調整氣門彈簧的彈力，對氣門間隙務必按規定數值進行校正。發電機組運行1000km后應增加檢校氣門間隙的作業。

② 確保正確的供油、點火時間及供油量。

③ 保持冷卻系完好，重點是發動機冷卻水循環必須暢通。風扇葉角度正常，水泵皮帶緊度適當，節溫器性能良好，散熱器不堵不漏，百葉窗操縱靈活有效。

2、氣門座早期磨損分析

（1）主要原因

      在維修和保養柴油機時，有些機手反映氣門和氣門座不耐用，一般工作300～500h就嚴重磨損了，氣門和氣門座接觸錐面線寬1.8～2mm，氣門下陷1.8～2.5mm，出現氣門關閉不嚴，發動機啟動困難，功率下降。造成氣門和氣門座早期磨損的原因，主要有以下幾點∶

① 柴油機工作環境較臟，加上機手對空氣濾清器保養差，致使沒有經過濾清的空氣進入汽缸，加劇了氣門和氣門座的磨損。

② 氣門彈簧磨損后，自由長度縮短，彈力減弱，致使氣門開閉時緩慢，動作不敏捷，氣門關閉不嚴，有燒蝕現象。

③ 氣門間隙調整不當（檢查方法如圖5所示），致使進氣不足，排氣不凈，機濕升高，加劇磨損。

（2）預防措施

      為了延長氣門和氣門座的使用壽命，使用中應注意∶

① 定期保養空氣濾清器，每工作100h或耗油200L清洗一次；機油不足時應立即添加。對于三級空氣濾清器（離心式、濕慣性式、濕過濾式），如果不保持足夠的機油，空氣濾清器則不起作用。注意空氣濾清器連接處用橡皮壁片密封，否則空氣會直接竄入汽缸。

② 及時更換磨損的氣門彈簧、彈簧座，一般柴油機的氣門彈簧自由長度為52mm，磨損極限為48mm。

③ 正確調整氣門間隙（調整裝置如圖6所示），保持正確的進、排氣門間隙（一般柴油機進氣門間隙為0.35mm，排氣門間隙為0.45 mm），工作一段時間后應注意檢查、調整。

 

圖5  柴油機氣門間隙檢查（用塞尺）

圖6  柴油機氣門間隙調整螺釘調節方法

 

三、氣門座損傷的檢查與修復

 

      當氣門密封不嚴或是下陷度太大時，就需要將氣門拆下進行保養、修理或更換。

1、氣門拆卸和檢查

（1）要拆下氣門時，應首先拆下汽缸蓋罩，拆下氣門搖臂總成，拆下高壓油管，卸下噴油器，擰下汽缸蓋螺母，拆下汽缸蓋。

（2）然后用拆卸氣門的隨機專用工具按壓氣門彈簧座，壓縮氣門內、外彈簧，取出氣門鎖夾，放松后，取下氣門內外彈簧，即可取出氣門。

（3）取下氣門后，應作好記號，裝配時不得調換。

（4）使用千分表和V形架，測量氣門桿彎曲度。檢查時，氣門桿支承在兩個距離為100mm的V形架上，然后用千分表檢查氣門長度的1/2處即為彎曲度，超過允許限度，應用手壓機校正。

2、氣門修復方法

      當氣門輕微漏氣時，可進行研磨，恢復其密封性。研磨氣門前應將氣門、氣門座、導管清洗干凈。通過選配應使各缸氣門頭下陷量趨于一致，并在氣門頭頂部做好記號。以免錯亂。手工研磨方法如下：

（1）在氣門桿上套上一個軟彈簧，在氣門斜面上涂上一層氣門砂，在氣門桿上涂上潤滑油將氣門插入導管內。氣門砂分粗砂與細砂兩種，選用時要看氣門斜面與氣門座斜面的燒損程度而定。直接研磨使用過的氣門，可以使用粗砂先磨，后改用細砂精磨。如果氣門斜面經過光磨修復，氣門座經過鉸削修復，斜面完整，就可只用細砂研磨。

（2）使用氣門研磨起子或橡皮捻子將氣門往復旋轉（轉角應小于180°）進行研磨。在研磨過程中應順氣門旋轉面做提起和按下的動作，以變換氣門與座的磨合位置，保證研磨均勻。研磨時不要過分用力，也不要提高氣門，用力在氣門座上撞擊，以免將斜面磨寬或磨出凹形槽痕。

（3）當氣門與氣門座斜面研磨出一條完整、光潔的環帶時，表明已經研磨好，可將氣門砂洗凈，在斜面上涂上機油，再研磨3～5min即好。在研磨過程中，不要過多地使用氣門砂，防止流失磨損其它配合面。

（4）研磨好的接觸斜面應光潔，接觸寬度一般為1.5～2.0mm。將氣門放在相配對的氣門座上，然后輕拍打氣門頭數次，如果氣門工作面中間出現一條連續的、灰色明亮的光環，說明氣門與氣門座接觸正常。或者使用劃線法，如圖7所示。在氣門的工作面上每隔4mm劃一道軟鋁筆線，然后將氣門插入氣門導管和氣門座，轉動1/8～14圈，或者拍打幾下，如果鉛筆全部在環帶中部中斷，說明氣門與氣門座密封良好。

3、鑲配氣門座圈

     氣門座圈外圓面圓度必須正確，圓度和圓柱度偏差應不大于0.01mm，粗糙度Ra不大于1.6μm。氣門座圈鑲入后，應檢查、修整氣門座圈高出的部分，使其不超過氣缸蓋或氣缸體的平面，如圖8所示。檢查氣門座圈中心與氣門導管的中心應一致，其偏差不得超過0.03mm。

 

圖7  氣門的密封性檢查劃線法

圖8  氣門座圈鑲配步驟圖

 

總結：

      配氣機構的主要工作就是氣門不斷地開啟和關閉，以便完成氣體的交換。在氣門完成工作的過程中要不斷地撞擊氣門座，使氣門座工作面起槽、變寬。在排氣過程中，排氣門座還要受到高溫氣體的沖刷，使工作面氧化燒蝕出現斑點和凹蝕。由此可知，氣門座常見損壞形式是磨損、表面斑點、嚴重凹蝕和燒損等，這些損傷都會影響氣門與氣門座的密封性能，引起氣門關閉不嚴，使進氣不足，排氣不凈，影響發動機正常工作，導致柴油機功率不足，排氣冒黑煙，曲軸箱竄氣，機油變質等不良后果。因此，在使用中，當發現氣門關閉不嚴時，必須及時進行檢查及修復。

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