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故障檢修與技術(shù)維護(hù) |
柴油機(jī)氣門導(dǎo)管致使燒機(jī)油的原因 |
摘要：氣門導(dǎo)管的功用是對氣門的運(yùn)動導(dǎo)向，保證氣門做往復(fù)直線運(yùn)動，使氣門與氣門座圈能正確貼合，并將氣門桿的熱量傳給氣缸蓋。氣門導(dǎo)管對在其內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的氣門起支撐導(dǎo)向作用，保證氣門與氣門座能正確貼合，并起導(dǎo)熱作用。氣門導(dǎo)管有整體式和鑲?cè)胧絻煞N。整體式氣門導(dǎo)管在氣缸蓋中直接加工出氣門桿孔。鑲?cè)胧綒忾T導(dǎo)管在氣缸蓋內(nèi)的導(dǎo)管孔內(nèi)過盈壓入一根圓柱形管，過盈量為0.015～0.065mm。
一、氣門導(dǎo)管技術(shù)要求
1、氣門導(dǎo)管的工作環(huán)境
氣門導(dǎo)管是氣門往復(fù)運(yùn)動的導(dǎo)向件，氣門頭所受的熱量通過氣門桿傳給導(dǎo)管，再傳給缸蓋散熱。氣門導(dǎo)管除承受溫度外，還承受氣門傳動機(jī)構(gòu)傳給氣門桿、又通過氣門桿作用到氣門導(dǎo)管上的側(cè)壓力。同時，氣門桿與氣門座構(gòu)成的運(yùn)動副之間沒有潤滑油，是干摩擦，摩擦力較大，磨損較大，使運(yùn)動副之間的間隙更大。過大的配合間隙使氣門運(yùn)動失去導(dǎo)向作用，氣門往復(fù)運(yùn)動時歪歪斜斜，使氣門座與氣門之間不密封，從而漏氣，動力下降，油耗增高，排放差，散熱差。
2、氣門導(dǎo)管的技術(shù)條件
從氣門導(dǎo)管工作條件可知，氣門導(dǎo)管的材料必須散熱良好、耐磨。，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
（1）導(dǎo)管材料：
一般是選中碳鋼，硬度40～45HRC。
（2）導(dǎo)管布置
采用相對缸蓋中心線呈V形布置。這種布置能使缸蓋中間水腔增大，加強(qiáng)冷卻，同時，能使燃燒室設(shè)計(jì)更緊湊、氣門頭直徑增大，排氣更暢，進(jìn)氣更充分。
（3）導(dǎo)管過盈量
氣門導(dǎo)管的過盈量必須選擇合適。過盈量太小會使導(dǎo)管松動，漏機(jī)油到燃燒室；過盈量太大會使缸蓋在壓入導(dǎo)管時脹裂。過盈量一般選為0.027～0.045mm。
（4）壓入導(dǎo)管：
① 將缸蓋均勻加熱到80℃~100℃，并將氣門導(dǎo)管冷卻到- 40℃。
② 快速安裝沖棒，將導(dǎo)管壓入缸蓋上導(dǎo)管孔。導(dǎo)管上端露出缸蓋盆形槽內(nèi)面時，必須按廠規(guī)定值的伸出量。不可伸出量過多，否則影響氣門彈簧工作。在導(dǎo)管長度一定時，導(dǎo)管上端伸出太短，意味導(dǎo)管下端可能會伸入到氣道，會影響進(jìn)排氣。
③ 導(dǎo)管壓入后，按規(guī)定鉸削內(nèi)孔，粗糙度為Ral.6~0.8μm。粗糙度不可高，因?yàn)椋瑢?dǎo)管與氣門配合間隙無潤滑油潤滑。為防止機(jī)油從導(dǎo)孔與氣門之間的間隙漏入燃燒室，應(yīng)在導(dǎo)管上端裝氣門油封（如圖2所示）。
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圖1 氣門導(dǎo)管結(jié)構(gòu)類別圖 |
圖2 氣門導(dǎo)管安裝圖 |
二、氣門導(dǎo)管更換方法
1、檢查氣門桿至導(dǎo)管的間隙。
測量方法（如圖1所示）：旋松取下緊固螺釘，定位滑塊解除對位置定位桿的卡合，參照位置定位桿上的刻度，上下移動位置定位桿到指定位置，滑動定位滑塊對位置定位桿進(jìn)行卡合，放上并旋緊緊固螺釘，將位置定位桿的頂部從氣門導(dǎo)管的底部放入，磁力吸附塊與外部的氣缸蓋氣門座圈磁性連接，位置定位桿和氣門導(dǎo)管的中心線同軸，將內(nèi)徑千分尺的測量頭從氣門導(dǎo)管的頂部放入，測量頭與位置定位桿的頂部接觸，內(nèi)徑千分尺的測量頭工作并讀數(shù)，得到試驗(yàn)前氣門導(dǎo)管內(nèi)徑長度，試驗(yàn)后同樣操作步驟，可得到氣門導(dǎo)管準(zhǔn)確的相同位置的試驗(yàn)后的內(nèi)徑長度，試驗(yàn)前、后的內(nèi)徑長度差值可反映氣門導(dǎo)管的磨損程度，通過調(diào)整定位滑塊和位置定位桿的卡合位置，可測量氣門導(dǎo)管不同位置的試驗(yàn)前后內(nèi)徑長度數(shù)據(jù)。
2、如圖4所示，對通用的空氣沖擊氣門導(dǎo)管拆裝器（A）進(jìn)行改裝，以適應(yīng)氣門導(dǎo)管直徑。大多數(shù)情況下，使用氣門導(dǎo)管拆裝器和常規(guī)的錘子能夠完成同樣的程序。
3、選擇相應(yīng)規(guī)格的氣門導(dǎo)管，并且在電冰箱的冷凍室將其冷凍約1h。
4、用加熱盤或烤箱將氣缸蓋均勻地加熱到150℃。用烹飪溫度計(jì)監(jiān)測溫度，不要使氣缸蓋的溫度超過150℃，過熱可能會使氣門座松動。
5、從凸輪軸側(cè)開始，使用拆裝器和氣錘使導(dǎo)管向燃燒室移動約2mm。這將除去一些積炭，并使拆卸更容易。將氣錘直接與氣門導(dǎo)管對準(zhǔn)以防損壞拆裝器。戴上護(hù)目鏡或面罩。
6、將氣缸蓋翻轉(zhuǎn)，并將氣門導(dǎo)管朝氣缸蓋的凸輪軸側(cè)敲下。
7、如果氣門導(dǎo)管仍然不移動，則用8mm 的鉆頭將其鉆出，然后再試一次。
注意：僅在極端情況下才鉆出導(dǎo)管；如果導(dǎo)管破裂，可能損壞氣缸蓋。
8、需要時，每次從冷凍室中取出一個新的導(dǎo)管。
9、在新氣門導(dǎo)管的外側(cè)，涂抹一薄層新的發(fā)動機(jī)機(jī)油，從氣缸蓋的凸輪軸側(cè)安裝導(dǎo)管；使用5.5mm 氣門導(dǎo)管拆裝器將導(dǎo)管（B）壓至規(guī)定的安裝高度（A）。如果要安裝所有的16 個導(dǎo)管，可能需要重新加熱氣缸蓋。
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圖3 氣門導(dǎo)管磨損和間隙測量示意圖 |
圖4 氣門導(dǎo)管拆裝示意圖 |
三、故障案例分析
1、故障現(xiàn)象
一臺康明斯NTA系列柴油發(fā)電機(jī)組，工作過程中出現(xiàn)過熱和機(jī)油消耗過快的故障。起動柴油機(jī)，發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時排氣管冒藍(lán)煙，加速時冒黑煙。為了判斷冒藍(lán)煙的原因，拆下空氣濾芯直接起動，發(fā)現(xiàn)排氣管排煙現(xiàn)象并未發(fā)生變化，說明排氣管冒藍(lán)煙及黑煙現(xiàn)象不是由于進(jìn)氣不充分引起的。初步判斷柴油機(jī)存在燒機(jī)油現(xiàn)象。
2、故障查找分析
（1）考慮到該柴油發(fā)電機(jī)已經(jīng)使用較長時間，可能是有與缸套磨損過多或活塞環(huán)損壞引起燒潤滑油。因此拆下柴油機(jī)缸蓋，發(fā)現(xiàn)活塞頂部有未燃燒完的潤滑油，并且燃燒室內(nèi)積炭較多。轉(zhuǎn)動曲軸，觀察缸壁磨損現(xiàn)象，磨損并不嚴(yán)重。繼續(xù)拆下油底殼，抽出活塞，檢查活塞環(huán)槽、活塞裙部及活塞環(huán)的狀況，沒有發(fā)現(xiàn)異常（活塞環(huán)完好，彈性正常，開口間隙沒有超出標(biāo)準(zhǔn)值），活塞環(huán)也沒有裝反。因此排除了燃燒的潤滑油是由活塞與缸套間進(jìn)入燃燒室的可能性。
（2）進(jìn)一步判斷，燃燒的潤滑油極有可能是沿氣門導(dǎo)管進(jìn)入燃燒室的。因此拆下缸蓋上的進(jìn)排氣門，檢查發(fā)現(xiàn)氣門在導(dǎo)管內(nèi)上下移動時徑向有微量曠動，氣門桿和氣門尾椎上殘留有潤滑油。經(jīng)過測量，發(fā)現(xiàn)有的氣門導(dǎo)管管徑（規(guī)定尺寸是11.56mm）過大。用棉紗將氣門導(dǎo)管內(nèi)壁擦干凈，仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)氣門導(dǎo)管內(nèi)壁磨損嚴(yán)重，由此可以判斷燒潤滑油的現(xiàn)象是由于氣門導(dǎo)管過度磨損引起的。
（3）氣門導(dǎo)管是3個月前換裝的新品，正常使用不會在這么短的時間內(nèi)出現(xiàn)問題。上次維修理工反映，當(dāng)時換裝新氣門導(dǎo)管時，有的氣門桿穿過氣門導(dǎo)管時發(fā)緊發(fā)澀；修理工用手電鉆夾住裹著紗布的磨桿在導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)行修磨，管徑雖然大了，但損壞了存有的螺紋線。其次是修理工用胎模和鐵錘從燃燒室方向打進(jìn)氣門導(dǎo)管時，打進(jìn)尺寸過大，又反方向修正了氣門導(dǎo)管高出氣門彈簧底的標(biāo)高。因氣門導(dǎo)管上端面有倒角（錐面可減少滑油下泄），修正是將倒角砸毛損傷，為了修復(fù)損傷部位，有用刮刀對氣門導(dǎo)管口部進(jìn)行刮削，增大了導(dǎo)管口徑，略呈喇叭口。這樣造成氣門室里的潤滑油很容易沿氣門導(dǎo)管與氣門桿間隙流進(jìn)燃燒室，造成潤滑油消耗異常，排氣管排煙不正常。
3、故障排除
更換了一組新的氣門導(dǎo)管，在裝配時，使用手錘和胎模鑲嵌導(dǎo)管，敲擊的同時應(yīng)不斷地旋轉(zhuǎn)胎模。這樣能保證導(dǎo)管鑲嵌不傾斜，氣門桿在裝配后的導(dǎo)管內(nèi)上下運(yùn)動時不發(fā)澀，氣門落座迅速準(zhǔn)確并與氣門座接觸良好，起到良好的密封作用（最好用專用工具壓裝，并按規(guī)定尺寸鉸銷內(nèi)孔，保證合適配合間隙）。裝復(fù)后試機(jī)，排氣管排煙和潤滑油消耗均正常。
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