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故障檢修與技術維護 |
柴油機氣門導管致使燒機油的原因 |
摘要：氣門導管的功用是對氣門的運動導向，保證氣門做往復直線運動，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。氣門導管對在其內做往復運動的氣門起支撐導向作用，保證氣門與氣門座能正確貼合，并起導熱作用。氣門導管有整體式和鑲入式兩種。整體式氣門導管在氣缸蓋中直接加工出氣門桿孔。鑲入式氣門導管在氣缸蓋內的導管孔內過盈壓入一根圓柱形管，過盈量為0.015～0.065mm。
一、氣門導管技術要求
1、氣門導管的工作環境
氣門導管是氣門往復運動的導向件，氣門頭所受的熱量通過氣門桿傳給導管，再傳給缸蓋散熱。氣門導管除承受溫度外，還承受氣門傳動機構傳給氣門桿、又通過氣門桿作用到氣門導管上的側壓力。同時，氣門桿與氣門座構成的運動副之間沒有潤滑油，是干摩擦，摩擦力較大，磨損較大，使運動副之間的間隙更大。過大的配合間隙使氣門運動失去導向作用，氣門往復運動時歪歪斜斜，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、氣門導管的技術條件
從氣門導管工作條件可知，氣門導管的材料必須散熱良好、耐磨。，其結構如圖1所示。
（1）導管材料：
一般是選中碳鋼，硬度40～45HRC。
（2）導管布置
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，加強冷卻，同時，能使燃燒室設計更緊湊、氣門頭直徑增大，排氣更暢，進氣更充分。
（3）導管過盈量
氣門導管的過盈量必須選擇合適。過盈量太小會使導管松動，漏機油到燃燒室；過盈量太大會使缸蓋在壓入導管時脹裂。過盈量一般選為0.027～0.045mm。
（4）壓入導管：
① 將缸蓋均勻加熱到80℃~100℃，并將氣門導管冷卻到- 40℃。
② 快速安裝沖棒，將導管壓入缸蓋上導管孔。導管上端露出缸蓋盆形槽內面時，必須按廠規定值的伸出量。不可伸出量過多，否則影響氣門彈簧工作。在導管長度一定時，導管上端伸出太短，意味導管下端可能會伸入到氣道，會影響進排氣。
③ 導管壓入后，按規定鉸削內孔，粗糙度為Ral.6~0.8μm。粗糙度不可高，因為，導管與氣門配合間隙無潤滑油潤滑。為防止機油從導孔與氣門之間的間隙漏入燃燒室，應在導管上端裝氣門油封（如圖2所示）。
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圖1 氣門導管結構類別圖 |
圖2 氣門導管安裝圖 |
二、氣門導管更換方法
1、檢查氣門桿至導管的間隙。
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管的中心線同軸，將內徑千分尺的測量頭從氣門導管的頂部放入，測量頭與位置定位桿的頂部接觸，內徑千分尺的測量頭工作并讀數，得到試驗前氣門導管內徑長度，試驗后同樣操作步驟，可得到氣門導管準確的相同位置的試驗后的內徑長度，試驗前、后的內徑長度差值可反映氣門導管的磨損程度，通過調整定位滑塊和位置定位桿的卡合位置，可測量氣門導管不同位置的試驗前后內徑長度數據。
2、如圖4所示，對通用的空氣沖擊氣門導管拆裝器（A）進行改裝，以適應氣門導管直徑。大多數情況下，使用氣門導管拆裝器和常規的錘子能夠完成同樣的程序。
3、選擇相應規格的氣門導管，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℃。用烹飪溫度計監測溫度，不要使氣缸蓋的溫度超過150℃，過熱可能會使氣門座松動。
5、從凸輪軸側開始，使用拆裝器和氣錘使導管向燃燒室移動約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管對準以防損壞拆裝器。戴上護目鏡或面罩。
6、將氣缸蓋翻轉，并將氣門導管朝氣缸蓋的凸輪軸側敲下。
7、如果氣門導管仍然不移動，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管；如果導管破裂，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管。
9、在新氣門導管的外側，涂抹一薄層新的發動機機油，從氣缸蓋的凸輪軸側安裝導管；使用5.5mm 氣門導管拆裝器將導管（B）壓至規定的安裝高度（A）。如果要安裝所有的16 個導管，可能需要重新加熱氣缸蓋。
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圖3 氣門導管磨損和間隙測量示意圖 |
圖4 氣門導管拆裝示意圖 |
三、故障案例分析
1、故障現象
一臺康明斯NTA系列柴油發電機組，工作過程中出現過熱和機油消耗過快的故障。起動柴油機，發現在穩定運轉時排氣管冒藍煙，加速時冒黑煙。為了判斷冒藍煙的原因，拆下空氣濾芯直接起動，發現排氣管排煙現象并未發生變化，說明排氣管冒藍煙及黑煙現象不是由于進氣不充分引起的。初步判斷柴油機存在燒機油現象。
2、故障查找分析
（1）考慮到該柴油發電機已經使用較長時間，可能是有與缸套磨損過多或活塞環損壞引起燒潤滑油。因此拆下柴油機缸蓋，發現活塞頂部有未燃燒完的潤滑油，并且燃燒室內積炭較多。轉動曲軸，觀察缸壁磨損現象，磨損并不嚴重。繼續拆下油底殼，抽出活塞，檢查活塞環槽、活塞裙部及活塞環的狀況，沒有發現異常（活塞環完好，彈性正常，開口間隙沒有超出標準值），活塞環也沒有裝反。因此排除了燃燒的潤滑油是由活塞與缸套間進入燃燒室的可能性。
（2）進一步判斷，燃燒的潤滑油極有可能是沿氣門導管進入燃燒室的。因此拆下缸蓋上的進排氣門，檢查發現氣門在導管內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。經過測量，發現有的氣門導管管徑（規定尺寸是11.56mm）過大。用棉紗將氣門導管內壁擦干凈，仔細觀察，發現氣門導管內壁磨損嚴重，由此可以判斷燒潤滑油的現象是由于氣門導管過度磨損引起的。
（3）氣門導管是3個月前換裝的新品，正常使用不會在這么短的時間內出現問題。上次維修理工反映，當時換裝新氣門導管時，有的氣門桿穿過氣門導管時發緊發澀；修理工用手電鉆夾住裹著紗布的磨桿在導管內進行修磨，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氣門導管時，打進尺寸過大，又反方向修正了氣門導管高出氣門彈簧底的標高。因氣門導管上端面有倒角（錐面可減少滑油下泄），修正是將倒角砸毛損傷，為了修復損傷部位，有用刮刀對氣門導管口部進行刮削，增大了導管口徑，略呈喇叭口。這樣造成氣門室里的潤滑油很容易沿氣門導管與氣門桿間隙流進燃燒室，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管，在裝配時，使用手錘和胎模鑲嵌導管，敲擊的同時應不斷地旋轉胎模。這樣能保證導管鑲嵌不傾斜，氣門桿在裝配后的導管內上下運動時不發澀，氣門落座迅速準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，并按規定尺寸鉸銷內孔，保證合適配合間隙）。裝復后試機，排氣管排煙和潤滑油消耗均正常。
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