技術維修與康明斯知識

柴油發電機氣門座的檢驗與修理

 

摘要：檢驗和維修柴油機配氣機構的氣門座是門技術工程活，其中涉及到的密封性質量的判斷、分析更是必須通過專業的檢測手段。正確的氣門維修對柴油發電機組性能至關重要。因此，必須遵守所有測量程序細節，以便識別出超過規格的部件。如測量后數據顯示氣門或氣門座必須修整，在修整后應重新執行測量程序進行復檢。

 

一、氣門及座圈的技術要求

 

氣門座圈在高溫下會受到氣流的侵蝕以及閥的沖擊和磨損。一方面，這將導致過度的氣門座圈沉和氣密性差，從而影響發動機功率。另一方面，它也可能導致瓣膜消融，以致造成拉動氣缸的后果。因此，氣門的技術參數非常嚴格，其尺寸外形如圖1所示。

（1）進氣門常規尺寸

氣門座直徑標準（新）：32.85～33.15mm

氣門桿長度標準（新）：117.5～118.1mm

氣門桿直徑標準（新）：5.48～5.49mm

氣門桿直徑使用極限：5.45mm

（2）排氣門常規尺寸

氣門座直徑標準（新）：25.85～26.15mm

氣門桿長度標準（新）：115.65～116.25mm

氣門桿直徑標準（新）：5.45～5.46 mm

氣門桿直徑使用極限：5.42mm

（3）注意事項

① 柴油發電機氣門座有裂紋或氣門座磨損較大，鉸削后錐形工作面太低（低于缸蓋平面2mm），均應作報廢處理，更換新氣門座圈。

② 柴油發電機氣門座錐形工作面如圖3所示，如果磨損起槽、麻點或燒蝕輕微，可研磨修復，嚴重時采用鉸削、光磨等方法修復。

 

圖1  氣門尺寸圖

圖3  氣門座錐形工作面位置圖

 

 

 

 

二、氣門座的檢查與測量

 

1、檢查氣門座工作面

      檢查氣門座工作面有無燒蝕、斑點、裂紋和溝槽。氣門座錐形工作面經磨損變寬，或錐形工作面燒蝕較嚴重，出現較深的凹陷溝槽和斑點時，應進行鉸削或磨削。

2、氣門座寬度的測量

      寬度過小，則氣門與氣門座接觸差、導熱差，甚至漏氣；寬度過大，則容易堆積炭渣和氣門關閉不嚴，使接觸面燒蝕而漏氣。

① 用適當的標尺測量汽缸蓋中的氣門座寬度，如圖3所示。

② 用專業的檢測裝置在氣門錐面上測量氣門座寬度，如圖4所示。

維修提示：

      氣門座接觸面至少要距離氣門外徑（余量）0.5mm。如果氣門座接觸面離氣門余量太近，必須修整氣門座，以使氣門座接觸面離開余量。

 

圖3  氣門座寬度就機測量

圖4  氣門座圈錐面跳動及寬度檢測

 

 

3、氣門座圓度的測量

① 將錐形導向桿安裝到導管上，并將千分表連接到導向桿上，用千分表測量氣門座圓度。導向桿安裝到導管上時，導向桿應略微卡緊。

特別注意：

      必須使用正確尺寸的導向桿。切勿使用可調直徑的導向桿。可調式導向桿會損壞氣門導管。

② 如果氣門座圓度超過規格，必須研磨氣門和氣門座。

③ 如使用的是新氣門，氣門座圓度必須在0.05mm以內。

4、氣門余量的測量

① 用適當的標尺測量氣門余量，測量部位如圖5所示。

② 如果氣門余量超過規格，則更換氣門。

5、氣門座同心度的測量

      檢查氣門對氣門座同心度，確定氣門和氣門座是否正常密封。

① 將藍染色劑輕輕涂于氣門錐面上，如圖6所示。

② 將氣門安裝到汽缸蓋內。

③ 用足夠的壓力抵著氣門座轉動氣門，以磨去染料。

④ 將氣門從汽缸蓋上拆下。

⑤ 檢查氣門錐面。

      如果氣門錐面和氣門桿是同心的，則會提供正確的密封，圍繞整個錐面的印痕應該是連續的。如果氣門錐面和氣門桿不同心，氣門錐面上的染料磨去印痕將是不連續的。氣門應進行表面修整或更換。

 

圖5  氣門余量測量部位示意圖

圖6  氣門座同心度測量部位示意圖

 

 

三、氣門座圈的維修方法

 

1、氣門座圈的修復

      擦干凈氣門座圈上的油污積碳及雜質，觀察氣門座圈工作面上有無燒蝕，是否出現的斑點、凹陷，若有，應進行鉸削或修磨。在進行修磨前，應確定其最大允許修磨尺寸，若超過該尺寸，就不能保證液壓挺桿正常工作，也就沒有修理必要。將氣門安裝在汽缸蓋上，并緊壓在氣門座上，如圖7所示，測量氣門桿尾部與缸蓋上邊緣間的距離a，由所測得的距離a減去進、排氣門長度的最小尺寸，即為最大允許修整尺寸。若更換新氣門后測量的最大允許修整尺寸超出范圍，則不能保證氣門的正常工作，應更換汽缸蓋。

      為了保證氣門座各斜面與氣門導管的同軸度，鉸削（或磨削）氣門斜面時，是用氣門導管作定位基準。因此，必須先修理或更換氣門導管。通常使用氣門座鉸刀進行氣門座鉸削。先初鉸，將燒蝕、斑點等缺陷鉸去。然后用新氣門或光磨過的氣門進行試配，要求接觸面應在氣門斜面的中下部，寬度為1.20～1.60mm。如果接觸面偏上，應用30°鉸刀鉸削，使接觸面下移；如果接觸面偏下，可用60°鉸刀鉸削，使接觸面上移。最后用的細刃鉸刀精鉸或在鉸刀上墊細砂布鉸磨，以降低接觸面的粗糙度。桑塔納、捷達發動機氣門座接觸面角度為45°，其寬度進氣門為2.00mm，排氣門為2.40mm。因為排氣門工作溫度高，要增加導熱性。

      氣門座除使用手工具鉸削外，還可用光磨機進行修磨。光磨機修磨氣門速度快、質量好，特別是修磨硬度高的氣門座效果更好，但砂輪消耗較大，需經常修整。磨削前應先將氣門導管孔及氣門座圈擦凈，以導管為基準，選擇適合于導管孔徑的定心桿插入導管孔，不能有搖擺或偏斜現象，然后按上述角度和要求進行修磨。

2、氣門座圈的鑲配

      若氣門座圈表面有裂紋、燒損或錐面低于汽缸蓋結合平面的尺寸超出使用極限，則應更換新的氣門座圈。首先拆下舊氣門座，可用鉸刀削薄氣門座或在氣門座內側點焊幾個焊點，敲擊焊點，拆下氣門座圈；也可用氣門座拉具拉出，然后測量座圈孔直徑，按直徑孔大小選擇新座圈。為了防止松落，新座圈與座孔應有一定過盈量；氣門座圈材料應采用在工作溫度下塑性變形較小而硬度較高的合金材料，一般采用合金鑄鐵、球墨鑄鐵，也有采用合金鋼的。通常，座圈的硬度比氣門工作面硬度稍低一些，采用冷縮法或加熱法將氣門座圈鑲入座孔內。冷縮法是將氣門座圈在液氨中冷凍至-195℃后，壓入氣門座承孔。熱脹法是將座圈承孔加溫到1000℃左右，然后將座圈涂油，墊以軟金屬迅速將座圈壓入承孔。氣門座圈鑲入后，應將高出汽缸體（汽缸蓋）平面的部分修平。

3、氣門座的鉸削

       為保證氣門與氣門座可靠密封，氣門座上加工有與氣門相適應的錐角。45°（或30°）的錐面是與氣門密封錐面配合的工作面，寬度b為1～3mm，15°和75°（各機型要求不同）錐角是用來修正工作面位置和寬度的。

（1）砂磨

      為了保證氣門導管與氣門座的同軸度，應根據氣門導管的內徑選擇鉸刀導桿，導桿以能輕輕推入導管孔內、無松動為宜。 若為舊氣門座，由于使用后的氣門座表面存在硬化層，在鉸削時往往會使鉸刀打滑，因此在鉸削前先砂磨硬化層，可用粗砂布墊在鉸刀面先進行砂磨，然后再進行鉸削。

（2）鉸刀選擇

      鉸削適用于軟質氣門座，通常用氣門座鉸刀進行。一副氣門座鉸刀角度一般為15°、30°、45°、75°（或60°）四種。30°和45°鉸刀又分為粗刃和細刃兩種。一般粗刀刃上帶有齒形，用它作初步鉸削，當鉸削一定程度時，再用細刃鉸刀精加工。在鉸削之前還應注意鉸氣門座時，是以氣門導管為基準的，所以氣門導管如需要更換或鉸配時，應在氣門座的鉸削之前進行。否則，若先鉸削氣門座再更換或鉸配導管，就可能使座和管的中心偏移，而造成氣門無法和座進行配合的后果。

（3）粗鉸：

       若是修復舊氣門座，氣門角度為45°，可先將45°（氣門角度為30°時用60°粗鉸刀）粗鉸刀套在導桿上，使鉸刀的鍵槽對準鉸刀把下端面的凸緣，即可進行鉸削，如圖8（a）所示。鉸削時，鉸刀應豎直向下，兩手用力要均勻，順時針平穩鉸削，直到將燒蝕、斑點等缺陷鉸去為止。若是鑲新氣門座圈，則選用45°（氣門角度為30°時用60°粗鉸刀）粗鉸刀鉸主錐帶（即工作斜面），直至出現寬度達1～1.5mm的完整錐帶位置。

（4）試配與修整

      初鉸后，用光磨過的相匹配的氣門進行試配。要求接觸面在氣門工作面的中下部，氣門工作寬度符合要求。試配時，如果接觸面偏上，應用15°鉸刀鉸削，如圖8（b）所示，使接觸面下移；如果接觸面偏下，則用75°鉸刀鉸削，如圖8（c）所示使接觸面上移。

（5）精鉸：

      最后用45°（工作面為30°時用60°鉸刀）的細刃鉸刀重鉸一次，如圖8（d）所示一次提高錐面精度。然后，在鉸刀下墊細砂紙再次作精細的修鉸，以提高接觸面的質量和表面粗糙度。

 

圖7  氣門桿尾部與缸蓋上邊緣的距離測量

圖8  鉸削氣門座步驟圖

 

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