氣門彈簧變形檢查方法和拆裝步驟圖解
發布時間：2024-01-02 15:43:17 ▏閱讀：次
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技術維修與康明斯知識
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檢查和維修柴油發電機氣門彈簧變形的方法
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摘要：柴油發電機氣門彈簧處在高溫、交變載荷及高頻振動的環境中工作，氣門彈簧長期使用后，由于受壓力而產生塑性變形，使彈簧彈性疲勞而縮短自由長度，造成彈力不足，簧身歪斜，以至變形和折斷，影響了配氣的正確性和氣門關閉的嚴密性。因此，氣門彈簧檢修和正確安裝對柴油發電機的動力性能具有很大的影響。
一、氣門彈簧的作用與結構
1、作用
（1） 保證氣門自動回位關閉而密封。
（2）保證氣門與氣門座的座合壓力。
（3） 吸收氣門在開啟和關閉過程中傳動零件所產生的慣性力，以防止各種傳動件彼此分離而破壞配氣機構正常工作。
2、結構原理
因氣門彈簧承受著頻繁的交變載荷，為保證氣門彈簧可靠地工作，要求氣門彈簧必須具有合適的彈力，足夠的強度和抗疲勞強度。通常氣門彈簧采用優質冷拔彈簧鋼絲制成。鋼絲表面經拋光或噴丸處理。彈簧的兩端面經磨光并與彈簧軸線相垂直。氣門彈簧是圓柱形螺旋彈簧，其一端支承在氣缸蓋(體)上，而另一端則壓靠在氣門桿端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門桿的末端。 當氣門彈簧的工作頻率與其自然振動頻率相等或成某一倍數時，將會發生共振，造成氣門反跳、落座沖擊，并可使彈簧折斷。為此，采取如下幾種結構措施：
（1） 提高氣門彈簧的自然振動頻率
即設法提高氣門彈簧的剛度，如加粗鋼絲直徑或減小彈簧的圈徑。這種方法較簡單，但由于彈簧剛度大，增加了功率消耗和零件之間的沖擊載荷。
（2）采用雙氣門彈簧
每個氣門裝兩根直徑不同、旋向相反的內外彈簧。由于兩彈簧的自然振動頻率不同，當某一彈簧發生共振時，另一彈簧可起減振作用。旋向相反，可以防止一根彈簧折斷時卡入另一根彈簧內，導致好的彈簧被卡住或損壞。另外，萬一某根彈簧折斷時，另一根彈簧仍可保持氣門不落入氣缸內。
（3）采用不等螺距彈簧
這種彈簧在工作時，螺距小的一端逐漸疊合，有效圈數逐漸減小，自然頻率也就逐漸提高，使共振成為不可能。
二、氣門彈簧的檢查
氣門彈簧的損壞除斷裂外，還有變形、自由長度變短和彈力減弱。因此，檢修要求能夠正確檢驗氣門彈簧的裂紋與變形，使用量器具準確測量出汽門彈簧的自由長度和彈力。
1、變形的檢驗
一般采用寬座直角尺（如圖1所示）來檢查氣門彈簧的端面與中心線的垂直度，氣門彈簧不垂直度極限要求不超過2°，如圖2所示；各彈簧的外徑應在同一平面上，其誤差不大于1mm，否則應更換。當有不明顯的變形而鋼絲直徑尚未磨損減小時，允許整理長度后經熱處理修復。
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圖1 氣門彈簧垂直度檢查
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圖2 氣門彈簧彎曲和扭曲變形極限值
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2、彈簧自由長度的測定
彈簧在靜止狀態的長度就是彈簧的自由長度，可采用下列方法進行檢測：
①氣門彈簧的自由長度可用鋼板尺測量（如圖1），與新彈簧比較，看其是否合乎規定。
② 用游標卡尺測量彈簧的自由長度（如圖3），把這個數值與規定的標準值進行比較，來判斷彈簧是否可以繼續使用。
③ 氣門弾簧的自由長度，可采用康明斯公司生產的用于壓縮閥門彈簧以測量彈簧力的測試儀，如圖4所示。
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圖3 游標卡尺測量氣門彈簧的自由長度
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圖4 氣門彈簧測試儀（工具號3375182）
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3、彈簧彈力的測定
將氣門彈簧放置在實驗平臺上，如圖5所示，操作儀器杠桿對氣門彈簧施加壓力，將氣門彈簧壓到規定長度，并使儀器平衡時，讀出所加負荷數值，就是彈簧彈力。將測定得出的數值與規定的標準進行比較，如果將彈簧壓縮至適當長度后，其壓力較規定公斤數顯著減低，表示單簧已經失去正常彈性，應根據情況更換新彈簧。
若沒有氣門弾簧試驗器，也可采用一種簡便方法進行檢驗，如圖6所示，取一標準弾力的彈簧與要檢査的彈簧各一只，在中間墊一塊鐵片，一起夾在虎針上，在虎針上壓縮比較長短，正常情況下，a＝b，但如果b遠遠小于a，就表示彈性太差，應更換新的。
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圖4 氣門彈簧彈力檢驗圖
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圖4 氣門彈簧張力比較法
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三、氣門彈簧的維修方法
1、冷處理
把彈簧置于一軸上，使其外徑與彈簧內徑相匹配，將彈簧一端與圓軸卡在車床上，將移動桿固定在車床的刀架上，并將移動桿的頭部銼成比彈簧絲直徑稍大的凹槽，使彈簧嵌入槽內，用刀架壓緊，漸漸運轉卡盤，每轉一圈，旋轉一圈，漸漸運轉卡盤，每轉一圈，移動距離大于彈片1~2毫米。當旋轉彈簧時，用小錘輕輕敲打彈簧，使彈簧表面硬化，從而增加其彈性。然而，用這種方法修復的彈簧，使用時間較短，因此，只能作為最后手段。一般情況下還是換新彈簧。
2、熱處理方法
在鐵皮箱內放置閥簧，用鐵屑填充鐵屑(鑄屑可以防止彈簧表面氧化)，爐溫925℃左右，保溫1h左右，再把鐵皮箱放入空氣中冷卻，然后把閥片拿到空氣中冷卻，然后把閥片拿出來套到氣缸里，然后把閥片套到氣缸里，然后把閥片放到氣缸里，然后把閥片套到氣缸里，然后把閥片套到氣缸里，然后把氣缸套到氣缸里，然后把氣缸套到氣缸里，然后把氣缸套到氣以及維修夾具夾在一起的柜子。箱體采用6mm厚鑄鋼鋼板制造，并根據新的氣門彈簧的螺距切割成凹槽。將彈簧的心軸壓入氣門彈簧，然后將夾具加熱到810℃左右，然后將油淬火，再加熱到310℃，然后在空氣中冷卻。此時應為RC41~42。
3、應急處理法
在缺乏器材的情況下，若氣門彈簧因彈性減弱，自由長度縮短而無新件更換時，也可以用加墊圈的方法，使之達到應有的彈性，但在加整圈后必須進行檢查，當凸輪頂起挺桿壓縮彈簧至最高點時，要求彈簧的圈與圈之間仍有一定的間隙，否則會頂壞凸輪、挺桿等，造成不應有的損失。所以，規定所加墊圈的厚度不得超過2mm。
四、氣門彈簧壓縮器的拆裝
氣門彈簧壓縮器是專門用于拆裝氣門的專用工具。在安裝發動機氣門時，氣門彈簧處于預壓縮狀態，要想拆卸氣門或氣門鎖片等氣門組件，必須對氣門彈簧進行壓縮才能對其進行拆卸。主要使用方法如下：
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安裝氣門彈簧
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氣門彈簧處于張緊狀態，如果釋放不正常，彈簧可能彈出來。為了防止對眼睛的傷害，應佩帶帶有側護罩的護目眼鏡。釋放氣門彈簧張力之前，應檢查并確認鎖片正確入位。不要對此步驟中的任何零件使用沖擊工具。否則可能會損壞工具和/或發動機。
用4氣門彈簧壓縮器（零件號為4919358）壓縮氣門彈簧。
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將拆裝器螺釘定位到噴油器孔中，使螺紋端朝上。
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利用噴油器卡箍和螺釘將拆裝器螺釘固定到噴油器孔中。
擰緊螺釘。扭矩值:54 n•m[40 ft-lb]。
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擋板上具有大直徑倒角的一側朝下，以容納氣門彈簧。擋板定位不正確可能會導致發動機和/或工具損壞。
將壓縮器板通過拆裝器螺釘定位到氣門彈簧上。
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將墊圈和壓緊螺母安裝在拆裝器螺釘上。
用手將螺母擰緊。順時針轉動壓緊螺母，直至氣門彈簧開始壓縮。繼續順時針旋轉壓緊螺母，直到可以安裝氣門鎖片。
重裝缸蓋時務必使用新鎖片。檢查鎖片是否正確座入和安裝。
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拆卸安裝工具
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小心地逆時針轉動壓緊螺母，直至氣門彈簧上的張力被釋放。
將壓緊螺母和壓縮器板從拆裝器螺釘上拆下。
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通過拆卸噴油器壓緊螺栓和噴油器壓緊卡箍拆下拆裝器螺釘。
根據需要，對每個氣缸重復上述步驟。
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總結：
發動機氣門彈簧是確保氣門及時落座并緊密貼合，防止氣門在發動機振動時發生跳動，破壞其密封性。安裝時預先壓縮產生的安裝預緊力是用來克服氣門關閉過程中氣門及其傳動件的慣性力，消除各傳動件之間因慣性力作用而產生的間隙，實現其功用的。氣門彈簧則大多由中碳鉻釩鋼絲或硅鉻鋼絲制造而成，使彈簧擁有足夠的剛性和抗疲勞強度，以承受頻繁的壓縮負載及保持合適的彈力。在氣門彈簧的使用過程中，會常發生一些故障。以上就是氣門彈簧的檢修和拆卸及安裝步驟。
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