故障檢修與技術(shù)維護

柴油機缸蓋和氣門(mén)組常見(jiàn)故障維修方法

 

摘要：配氣機構在柴油發(fā)電機的所有零部件里面意義重大，配氣機構設置的好壞會(huì )對發(fā)動(dòng)機中能的一些功能有著(zhù)直接的影響。比如說(shuō)工作的可靠性以及氣門(mén)性能對于發(fā)動(dòng)機有著(zhù)重要的影響。本文簡(jiǎn)要對于柴油發(fā)電機配氣機構的故障情況和其檢修方法進(jìn)行了詳細的闡述，幫助修理工了解其檢修與維護的方案，對于柴油發(fā)電機維修有著(zhù)重要的意義。

 

一、配氣機構檢測方法

 

1、氣缸蓋檢查

（1）日常觀(guān)察法

      平時(shí)主要檢查水箱的水位及水質(zhì)情況和油底殼中的機油油面及油質(zhì)的情況。還可以從排氣的煙色進(jìn)行觀(guān)察和分析，若氣缸蓋內部裂紋漏水，排煙會(huì )因漏進(jìn)的水蒸氣而呈乳白色。

（3）著(zhù)色法檢驗裂紋

      把缸蓋浸入煤油或煤油的著(zhù)色溶液，或浸入乙醚50%、煤油50％混合液中，2h后取出，擦干表面油跡，涂以薄層漿狀白粉，然后烘干，如有裂紋會(huì )顯示黑色（或顏色）線(xiàn)條。

（4）水壓試驗檢驗裂紋

      先根據氣缸蓋底面形狀，做一專(zhuān)用壓板，壓板與氣缸蓋底平面之間加一塊厚度為2～3mm的橡膠墊。然后將氣缸蓋緊固在專(zhuān)用壓板上，并在氣缸蓋出水口處接上水管或水壓試驗機進(jìn)行水壓試驗。試驗壓力一般為0.3～0.5MPa。在此范圍內停止加壓后，觀(guān)察5min，看壓力表的讀數是否下降和氣缸蓋有無(wú)滲水的地方。若壓力表的讀數下降和氣缸蓋有滲水的地方，則說(shuō)明此處有裂紋存在。

圖1  柴油發(fā)電機氣缸蓋示意圖

圖2  氣缸蓋裂紋檢測著(zhù)色法

 

2、氣門(mén)彈簧檢查

（1）氣門(mén)彈簧垂直度的檢測可用鋼直尺實(shí)行測量，如圖3所示。氣門(mén)彈簧的偏移量應不大于1.5～2.0mm，若氣門(mén)彈簧的垂直度不符合標準，應更換氣門(mén)彈簧；

（2）用游標卡尺檢查氣門(mén)彈簧的長(cháng)度和彈力，如圖4所示。彈簧太軟會(huì )造成氣門(mén)跳動(dòng)，使氣門(mén)和氣門(mén)座加劇磨損，也會(huì )破壞氣門(mén)正時(shí)，氣門(mén)和活塞發(fā)生碰撞。不合格的彈簧必須予以報廢。

 

圖3  用鋼角尺測量氣門(mén)彈簧的偏移量

圖4  測量氣門(mén)彈簧的自由長(cháng)度

 

3、凸輪軸及從動(dòng)件檢查

      檢查凸輪軸的凸輪型面積軸頸處有無(wú)裂紋、凹坑、腐蝕、擦傷，檢查齒輪有無(wú)裂紋、齒斷裂或齒面凹坑，不合格則予以報廢，否則會(huì )引起冒黑煙、功率虧損、擊破缸體的危險。

（1）檢查從動(dòng)軸外有無(wú)超標，不合格則予以報廢。

（2）檢查滾輪表面有無(wú)麻點(diǎn)，轉動(dòng)是否靈活，是否磨損過(guò)度，不合格則予以報廢。檢查滾輪銷(xiāo)及銷(xiāo)孔是否磨損過(guò)度，超標則予以報廢。

（3）檢查隨動(dòng)臂有無(wú)裂紋，如有則予以報廢。

警告：凸輪從動(dòng)件為最關(guān)鍵而且容易出問(wèn)題的聞件，需予以特別檢查，否則會(huì )出現冒黑煙，功率虧損，擊破氣缸體曲軸的危險。

 

圖5  凸輪軸彎曲度檢測

圖6  柴油機凸輪軸齒輪的檢視

 

4、氣門(mén)挺桿檢查

（1）桿身表面應光滑、平直，不得有銹蝕和裂紋。檢查挺桿失圓度和平直度，如圖7所示。當推桿彎曲度超過(guò)0.3毫米時(shí)，應在平板上冷校正。 

（2）氣門(mén)挺桿與導孔之間的配合間隙通常在0.03-0.01mm之間，不能超過(guò)0.15mm。經(jīng)驗之談是用拇指將挺桿推到導孔處時(shí)應稍有阻力，再用手搖一點(diǎn)，不要有晃動(dòng)的感覺(jué)。若配合間隙大于0.10mm，可采用電鍍加粗和鉸孔來(lái)恢復其配合尺寸。

（3）挺桿底表面不平整或球面有磨痕的時(shí)候，可用細砂布研磨。研磨砂或油石，也可使用磨光機將平面不平順消除，恢復原形。

5、搖臂組檢查

（1）檢查搖臂有無(wú)裂紋，與丁字壓板的接觸凸面有無(wú)磨損或損傷。

（2）長(cháng)期使用后的搖臂軸與搖臂孔之間當然也會(huì )磨損，搖臂軸與搖臂孔的測量如圖8所示。如果測量結果超出規范許可，應更換這些部件。

 

圖7  柴油機挺桿平直度的檢查

圖8  柴油機搖臂軸和孔徑的測量

 

6、氣門(mén)檢查

（1）氣門(mén)磨損情況可通過(guò)千分尺測量氣門(mén)頭部厚度、氣門(mén)頭部直徑、氣門(mén)總長(cháng)度和氣門(mén)桿直徑等的相關(guān)尺寸進(jìn)行檢查，如圖9所示。若測得尺寸不符合規定，應更換氣門(mén)。氣門(mén)密封錐面有輕微斑痕、溝槽或燒蝕，可在專(zhuān)用氣門(mén)光磨機上進(jìn)行光磨修理。修理后的氣門(mén)尺寸應符合規定要求，修理氣門(mén)后還應鉸修氣門(mén)座，并進(jìn)行氣門(mén)研磨。氣門(mén)密封錐面有斑痕、溝槽或燒蝕嚴重時(shí)，應更換氣門(mén)。

（2）氣門(mén)桿彎曲的檢查可在兩個(gè)V型架上進(jìn)行。若檢查氣門(mén)桿彎曲變形超過(guò)允許極限，應校正或更換氣門(mén)。氣門(mén)桿彎曲校正應在壓床上進(jìn)行冷壓校正，方法是使彎曲拱面向上，用壓床使其產(chǎn)生反變形，校壓量一般為實(shí)際彎曲變形量的10倍，保持2min。氣門(mén)桿的彎曲變形量用直線(xiàn)度誤差表示，一般應不大于0.03 mm。檢查氣門(mén)導管，如磨損嚴重應更換，以保證與氣門(mén)桿的配合。

 （3）氣門(mén)和氣門(mén)座經(jīng)修理后，氣門(mén)陷入缸蓋底面的深度會(huì )增加。對氣門(mén)陷入缸蓋底面的量進(jìn)行測量方法如圖10所示。使用專(zhuān)業(yè)的活塞基準板將活塞置于上死點(diǎn)位置，然后用專(zhuān)業(yè)的深度游標測量氣門(mén)座的高度，再將活塞降至下死點(diǎn)位置，使用同樣的方式測量氣門(mén)座的高度。兩次測量的差值即是氣門(mén)下沉量。

 

圖9  用千分尺測量氣門(mén)桿的直徑

圖10  氣門(mén)在缸蓋底面的陷入量檢測

 

二、配氣機構常見(jiàn)故障維修

 

      配氣機構是柴油機的主要運動(dòng)部件之一。配氣機構的功用是按照發(fā)動(dòng)機每一氣缸內所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，使新鮮空氣及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣及時(shí)從氣缸排出；在壓縮與膨脹行程中，保證燃燒室的密封。

1、氣門(mén)間隙變動(dòng)

      有些氣門(mén)間隙調整好后，工作時(shí)間很短，甚至不到幾個(gè)小時(shí)，氣門(mén)間隙就明顯變化了，有的變大，有的變小。如果氣門(mén)間隙過(guò)大且越來(lái)越大，則氣門(mén)開(kāi)啟的延續時(shí)間不斷縮短，氣門(mén)開(kāi)度不足，使得充入氣缸的空氣量不斷減少，廢氣排不凈，使氣門(mén)搖臂、凸輪等產(chǎn)生強烈的撞擊。如果氣門(mén)間隙變小且越來(lái)越小，當氣門(mén)在工作中受熱伸長(cháng)時(shí)，會(huì )造成氣門(mén)關(guān)閉不嚴而漏氣，使柴油機功率下降；同時(shí)，高溫廢氣長(cháng)時(shí)間沖擊氣門(mén)，會(huì )把氣門(mén)燒壞。當氣門(mén)間隙接近沒(méi)有間隙時(shí)，氣門(mén)桿會(huì )撞擊活塞頂部，嚴重時(shí)撞壞活塞，造成嚴重事故。

（1）故障原因

      造成氣門(mén)間隙迅速變大的原因可能是：

① 搖臂軸與搖臂套的間隙過(guò)大。

② 搖臂軸緊固螺釘及氣門(mén)間隙高速螺釘有松動(dòng)或滑絲。

③ 也可能是氣門(mén)導管未下到規定位置，將挺桿頂彎了或將搖臂頂開(kāi)裂了。氣門(mén)間隙迅速變小，表明氣門(mén)磨合面在高速磨損，可能是存在磨料研磨氣門(mén)后未洗凈或空氣未濾清，也可能是氣缸蓋材質(zhì)太松軟（指不鑲氣門(mén)座的）造成的。

（2）故障排除

① 修復凸輪軸、挺柱、挺桿、氣門(mén)小頭、搖臂端頭等相關(guān)零件和部位，必要時(shí)更換。

② 更換質(zhì)量和材料合格的氣門(mén)座圈。

③ 氣門(mén)搖臂座螺母、搖臂調整螺釘鎖緊螺母一定要鎖緊，絲扣損傷的螺栓、螺母要換掉。

④ 襯套磨損過(guò)度應更換襯套，凸輪軸與襯套接觸面如磨損出現溝痕時(shí)應更換凸輪軸。

⑤ 氣門(mén)挺桿拆裝時(shí)要防止彎曲，彎曲時(shí)要進(jìn)行冷矯。

⑥ 每次調整氣門(mén)間隙之前都要檢查搖臂固定螺母是否擰緊；調好氣門(mén)間隙后，一定要鎖緊螺母，并復查其間隙是否正確。

2、氣門(mén)關(guān)閉不嚴

（1）故障現象

      不減壓搖轉曲軸可聽(tīng)到漏氣聲。氣門(mén)關(guān)閉不嚴可導致發(fā)動(dòng)機壓縮不良，柴油機冒黑煙，功率下降，從而使動(dòng)力性、經(jīng)濟性下降，啟動(dòng)困難并有可能燒損氣門(mén)。

（2）故障原因

① 氣門(mén)與氣門(mén)座配合部位磨損、燒壞或粗糙，致使氣門(mén)與氣門(mén)座密封不嚴而漏氣。

② 氣門(mén)間隙過(guò)小，一般車(chē)用發(fā)動(dòng)機氣門(mén)間隙為0.25~0.45mm,如氣門(mén)間隙過(guò)小，則氣門(mén)受熱膨脹，間隙消失，關(guān)閉不嚴。

③ 氣門(mén)座積碳過(guò)多，使氣門(mén)關(guān)閉不嚴。

④ 氣門(mén)桿部彎曲變形或氣門(mén)頭翹曲。

⑤ 氣門(mén)在導管內上下往復運動(dòng)時(shí)有發(fā)滯現象。

⑥ 氣門(mén)彈簧折斷或彈力不足。

⑦ 氣門(mén)座發(fā)生變形而導致其門(mén)密封不嚴。

（3）故障排除

① 輕者可清除積碳，進(jìn)行研磨，重者應先磨氣門(mén)和鉸削氣門(mén)座，之后再進(jìn)行研磨。

② 應檢查氣門(mén)導管的配合間隙，必要時(shí)更換氣門(mén)或導管。如果更換氣門(mén)還應重新研磨接觸環(huán)帶。

③ 應重新調整氣門(mén)間隙。

3、氣門(mén)脫落

（1）故障現象

      這是一種突發(fā)故障，發(fā)生時(shí)發(fā)動(dòng)機突然熄火并伴有強烈的機械撞擊聲。

（2）故障原因。

① 氣門(mén)折斷

      因活塞與氣門(mén)碰撞所致?；钊c氣門(mén)碰撞的原因主要有氣門(mén)間隙過(guò)小、氣門(mén)導管折斷、氣門(mén)桿卡住、正時(shí)齒輪安裝不當、輪軸與軸套間隙過(guò)大等。

② 氣門(mén)鎖夾脫落

      主要是由于氣門(mén)鎖夾質(zhì)地過(guò)軟、發(fā)動(dòng)機飛車(chē)或氣門(mén)彈簧折斷等原因造成的。

（3）故障預防

      為了預防氣門(mén)掉入氣缸，應做到以下幾點(diǎn)：

① 在對配氣機構進(jìn)行檢修時(shí)，要對配氣機構的所有零部件，按技術(shù)要求進(jìn)行認真檢測。達不到技術(shù)要求的零部件要進(jìn)行修復或更換。安裝配氣機構各零部件時(shí)，要特別注意正時(shí)齒輪的安裝、氣門(mén)間隙的調整等。

② 當維修發(fā)動(dòng)機，檢修曲柄連桿機構時(shí)，應注意檢查活塞頂部，如檢查發(fā)現活塞頂部有撞擊印痕，應仔細查找原因。在沒(méi)有排除故障時(shí)，不能在裝配使用。

③ 氣門(mén)桿尾端有卡簧的，在氣門(mén)裝入氣門(mén)導管后，應及時(shí)將卡簧裝入槽內，以確保氣門(mén)彈簧折斷或鎖夾脫落時(shí)，氣門(mén)不會(huì )掉入氣缸。

 

總結：

      為加強康明斯用戶(hù)的電力設備管理，促進(jìn)柴油發(fā)電機管理現代化，使柴油發(fā)電機得到及時(shí)維修、改造和更新、正確使用、精心維護、科學(xué)檢修、使柴油發(fā)電機經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)，不斷改善和提高企業(yè)的技術(shù)裝備素質(zhì)，充分發(fā)揮柴油發(fā)電機效能，更好地為提高生產(chǎn)技術(shù)水平，降低消耗、保證安全生產(chǎn)、增加經(jīng)濟效益，結合使用單位實(shí)際情況制定柴油機配氣機構維修規程。

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