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新聞主題 |
柴油發(fā)電機氣門(mén)質(zhì)量的鑒定與測量方法 |
摘要：柴油發(fā)電機的氣門(mén)維修后一般要檢查氣門(mén)與座圈的密封性，其方法是在氣門(mén)與座圈接合后，在氣門(mén)及座圈凹坑周?chē)巫⑸厦河?，放置一段時(shí)間，煤油不滲漏就說(shuō)明密封良好。因此，為檢驗氣門(mén)的修復質(zhì)量，需要正確測量氣門(mén)與氣門(mén)座的氣密性，以保障柴油發(fā)電機正常工作?？得魉构驹诒疚恼铝_列了氣門(mén)鑒定和質(zhì)量檢測方法，同時(shí)告知了氣門(mén)光磨和銼磨兩種修復法。
一、氣門(mén)結構及工作條件
1、氣門(mén)的工作條件
氣門(mén)的工作條件非常惡劣。首先氣門(mén)直接與高溫燃氣接觸，受熱嚴重，而且散熱困難，因此氣門(mén)溫度很高。排氣門(mén)最高溫度可達600～800℃，進(jìn)氣門(mén)由于受到新氣的冷卻，溫度稍低，約為300～400℃。其次氣門(mén)承受氣體作用力和氣門(mén)彈簧力的作用，以及配氣機構運動(dòng)件的慣性力使氣門(mén)落座時(shí)受到?jīng)_擊。再次，氣門(mén)在潤滑條件很差的條件下以極高的速度啟閉并在氣門(mén)導管內作高速往復運動(dòng)。此外，氣門(mén)由于與高溫燃氣中有腐蝕性的氣體接觸而受到腐蝕。
2、氣門(mén)材料
根據氣門(mén)的工作條件，要求氣門(mén)材料應具有下列特性：
① 耐熱，具有良好的導熱性。
② 在高溫下仍能保持足夠的硬度和強度，并耐沖擊。
③ 耐磨損、耐腐蝕。
進(jìn)氣門(mén)一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼等。排氣門(mén)采用耐熱合金鋼制造，如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼、硅鉻錳鋼等。為了節省耐熱合金鋼，有的排氣門(mén)頭部用耐熱合金鋼，而桿部用普通合金鋼制造，然后將兩者對焊在一起。還有在排氣門(mén)的氣門(mén)錐面上堆焊或噴涂一層鎢鈷合金，以提高其硬度、耐磨、耐熱性，從而延長(cháng)氣門(mén)壽命。
3、氣門(mén)構造
柴油發(fā)動(dòng)機的進(jìn)、排氣門(mén)均為菌形氣門(mén)，由氣門(mén)頭部和氣門(mén)桿身兩部分構成，氣門(mén)組的結構和各部分名稱(chēng)如圖1和圖2所示。
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圖1 氣門(mén)組基本組成 |
圖2 氣門(mén)的構造 |
（1）氣門(mén)頭部
● 氣門(mén)頭部的形狀
氣門(mén)頭部的形狀有凸頂、平頂、凹頂等形狀（圖2）。
① 凸頂〔圖2（a）〕:頭部強度大，用作排氣門(mén)時(shí)排氣阻力小，但受熱面積大，質(zhì)量大，加工也較為復雜。
② 平頂〔圖2（b）〕:其結構簡(jiǎn)單，受熱面積小，便于制造；進(jìn)、排氣門(mén)都可以采用，目前應用得最多。
③ 凹頂〔圖2（c）:頭部與氣門(mén)桿部的過(guò)渡曲線(xiàn)呈流線(xiàn)形，進(jìn)氣阻力小，適合用于進(jìn)氣門(mén)；而且凹頂氣門(mén)有較大的彈性，能較好地適應氣門(mén)座圈的變形。凹頂受熱面積大，不宜用作排氣門(mén)。
● 氣門(mén)錐面
氣門(mén)與氣門(mén)座或氣門(mén)座圈之間靠錐面密封。氣門(mén)錐面與氣門(mén)頂面之間的夾角稱(chēng)為氣門(mén)錐角（圖3）。一般氣門(mén)錐角為45°，在氣門(mén)升程一定的情況下，減小氣門(mén)錐角，可以增大氣流通道斷面，減小進(jìn)氣阻力；但錐角減小會(huì )引起氣門(mén)頭部邊緣厚度變薄，致使氣門(mén)的密封性和導熱性變差。
采用錐形工作面的目的：
① 能獲得較大的氣門(mén)座合壓力，可以提高密封性能和擴大導熱面積，因此導熱性能也相應提高。
② 氣門(mén)座圈對氣門(mén)起精確定位作用。
③ 在相同氣門(mén)升程的條件下，氣門(mén)錐角能使氣流通過(guò)斷面面積增大，進(jìn)氣阻力降低，因此可以提高進(jìn)氣速度和進(jìn)氣量。為保證良好密合，裝配前應將氣門(mén)與氣門(mén)座二者的密封錐面互相研磨，磨合好的零件不能互換。
氣門(mén)與氣門(mén)座密封錐面相接觸時(shí)形成的環(huán)狀密封帶，稱(chēng)為接觸帶。它應位于氣門(mén)密封錐面的中部，其寬度應符合廣家的設計要求。
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圖3 氣門(mén)頭部形狀 |
圖4 氣門(mén)錐角 |
（2）氣門(mén)桿部
氣門(mén)桿部外部呈圓柱形（如圖5所示），在氣門(mén)導管中不斷進(jìn)行上、下往復運動(dòng)。
氣門(mén)桿部應具有較高的加工精度，保證與氣門(mén)導管保持正確的配合間隙，以減小磨損和起到良好的導向、散熱作用。
氣門(mén)桿尾部的結構取決于氣門(mén)彈簧座的固定方式，如圖6所示。常用的結構是氣門(mén)桿尾部加工出的環(huán)形槽用來(lái)安裝剖分成兩半的錐形鎖片，再由錐形鎖片來(lái)固定氣門(mén)彈簧座〔圖6（a）〕；也可以用鎖銷(xiāo)5來(lái)固定氣門(mén)彈簧座〔圖6（b）〕，鎖銷(xiāo)裝配在氣門(mén)桿尾部對應的徑向孔中。
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圖5 氣門(mén)桿部位置示意圖 |
圖6 彈簧座的固定方式 |
二、氣門(mén)質(zhì)量的鑒定和檢查
1、氣門(mén)的鑒定
對氣門(mén)的測量要求，可把它歸納為以下幾點(diǎn)，即氣門(mén)的鑒定。
① 氣門(mén)頂及頸部有裂紋，嚴重爆皮及其頭部邊緣厚度<0.5mm時(shí)應作報廢處理；
② 氣門(mén)彎曲度>0.03mm或氣門(mén)頭部擺差（徑向跳動(dòng)）>0.05mm，應進(jìn)行冷壓校正或用軟質(zhì)錘進(jìn)行敲擊校正，無(wú)法校正時(shí)應更換新件；
③ 氣門(mén)桿失圓度、錐形度>0·03mm時(shí)作報廢處理；
④ 氣門(mén)桿磨損量>0·075mm，應更換或鍍鉻修復；
⑤ 氣門(mén)錐形工作面燒蝕、斑點(diǎn)及凹陷輕微時(shí)，經(jīng)研磨修復后可繼續使用；
⑥ 氣門(mén)錐形工作面燒蝕、斑點(diǎn)及凹陷嚴重時(shí)，必經(jīng)進(jìn)行光磨修復。
2、氣門(mén)的測量
① 正確的氣門(mén)維修對柴油發(fā)電機性能至關(guān)重要。因此，必須遵守所有測量程序細節以便識別超過(guò)規格的部件。
② 如測量程序顯示氣門(mén)或氣門(mén)座必須修整，在修整后應執行測量程序。
3、氣門(mén)座寬度的測量
① 用適當的標尺測量汽缸蓋中的氣門(mén)座寬度。
② 用適當的標尺在氣門(mén)錐面上測量氣門(mén)座寬度。
維修提示：氣門(mén)座接觸面至少要距離氣門(mén)外徑（余量） 0.5 mm。如果氣門(mén)座接觸面離氣門(mén)余量太近， 必須修整氣門(mén)座， 以使氣門(mén)座接觸面離開(kāi)余量。
4、氣門(mén)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(mén)座圓度。導向桿安裝到導管上時(shí)，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?？烧{式導向桿會(huì )損壞氣門(mén)導管。
② 如果氣門(mén)座圓度超過(guò)規格，必須研磨氣門(mén)和氣門(mén)座。
③ 如使用的是新氣門(mén)，氣門(mén)座圓度必須在0.05mm 以?xún)取?br />
5、氣門(mén)余量的測量
① 用適當的標尺測量氣門(mén)余量，如圖7所示。
② 如果氣門(mén)余量超過(guò)規格，則更換氣門(mén)。
6、氣門(mén)對氣門(mén)座同心度的測量
特別注意：檢查氣門(mén)對氣門(mén)座同心度， 確定氣門(mén)和氣門(mén)座是否正常密封。必須測量氣門(mén)錐面和氣門(mén)座以確保氣門(mén)正常密封。
① 將藍染色劑輕輕涂于氣門(mén)錐面上。
② 將氣門(mén)安裝到汽缸蓋內。
③ 用足夠的壓力抵著(zhù)氣門(mén)座轉動(dòng)氣門(mén)，以磨去染料。
④ 將氣門(mén)從汽缸蓋上拆下。
⑤ 檢查氣門(mén)錐面。
如果氣門(mén)錐面和氣門(mén)桿是同心的，則會(huì )提供正確的密封，圍繞整個(gè)錐面的印痕應該是連續的。如果氣門(mén)錐面和氣門(mén)桿不同心，氣門(mén)錐面上的染料磨去印痕將是不連續的。氣門(mén)應進(jìn)行表面修整或更換。
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圖7 氣門(mén)卡槽的測量工具（千分尺） |
圖8 氣門(mén)座圈密封面的深度檢測裝置 |
三、氣門(mén)的修復
氣門(mén)工作面的光磨，根據設備條件，可采用光磨和銼磨兩種辦法修復。光磨可在氣門(mén)光
1、光磨
氣門(mén)工作面氣門(mén)光磨機的結構，其底座上裝有縱拖板和橫拖板，縱拖板能用手柄作縱向移動(dòng)，上面安裝的有電動(dòng)機和左右兩個(gè)砂輪；橫拖板可用手柄作橫向移動(dòng)，上面安裝的有氣門(mén)夾架，由電動(dòng)機帶動(dòng)旋轉。橫拖板上附有刻度，當松開(kāi)夾架上的固定螺釘時(shí)，即可調整所需角度的位置。氣門(mén)光磨步驟如下。
① 檢查砂輪面情況，如不平整，應用金剛砂修整。
② 根據氣門(mén)桿外徑選擇適當夾心，將氣門(mén)端正而穩妥地緊固在夾架上（氣門(mén)頭伸出夾心的長(cháng)度以4（）mrn左右為宜），并使氣門(mén)先不要和砂輪接觸。
③ 調整氣門(mén)夾架，使氣門(mén)的角度與砂輪工作面的角度（30°或45°）相符，并將緊固母旋緊。
④ 光磨：先開(kāi)動(dòng)夾架上的電動(dòng)機，察看氣門(mén)是否有搖擺現象，氣門(mén)無(wú)搖擺時(shí)，再開(kāi)動(dòng)砂輪電動(dòng)機進(jìn)行光磨。
光磨時(shí)，一手轉動(dòng)橫向手柄，使氣門(mén)慢慢向右移動(dòng)，一手轉動(dòng)縱向手柄，使砂輪漸漸移近氣門(mén)工作面，在磨的過(guò)程中，不要使光磨量過(guò)大，并來(lái)回轉動(dòng)橫向手柄，使氣門(mén)工作面在砂輪面上左右慢慢移動(dòng)，以保持砂輪平整，但需注意：氣門(mén)移動(dòng)不能超過(guò)砂輪面，以防打壞砂輪和氣門(mén)。光磨后搖退砂輪，關(guān)閉電動(dòng)機。
⑤ 用“00#”砂布磨光氣門(mén)工作面。
2、銼磨
氣門(mén)工作面銼磨可用于臺鉆或車(chē)床，也可用銼刀直接銼磨，方法如下：
（1）將臺鉆或車(chē)床銼掉。
首先把氣門(mén)夾在臺鉆夾頭或車(chē)床上，啟動(dòng)電機，用細平鈍刀沿原工作角度，將麻點(diǎn).凹陷.斑痕等缺陷磨掉，最后在磨削時(shí)把氣門(mén)磨光。在研磨過(guò)程中，應盡量減少金屬的研磨量，以免影響斜面的光潔度，速度不宜過(guò)快，以免出現打銼現象。鈍磨時(shí)，當氣門(mén)頭斜面出現明顯的搏動(dòng)現象時(shí)，可能是由于氣門(mén)不正確或氣門(mén)桿彎曲所致，氣門(mén)桿應重新夾持或校正。
（2）用銼刀磨削閥門(mén)表面。
這一方法不使用上面提到的裝置而實(shí)現。做法是：左手握住氣門(mén)，并保持一定的角度，右手拿銼刀進(jìn)行銼削，把邊緣銼轉氣門(mén)，使氣門(mén)四周光滑，最后在鈍刀上包一層砂布將氣門(mén)打光。
從上述氣門(mén)的光磨過(guò)程中可以看出，氣門(mén)經(jīng)過(guò)光磨，解決了氣門(mén)由于磨損、燒蝕等原因而導致氣門(mén)關(guān)閉不嚴、漏氣的矛盾。但經(jīng)過(guò)多次光磨后，閥頭邊緣的厚度會(huì )逐漸減小，如果氣門(mén)頭邊沿厚度太薄，在工作中容易出現翹曲。所以，當汽油機的閥端部厚度小于0.5mm、閥頭邊厚小于1mm、柴油發(fā)電機氣門(mén)頭厚時(shí)，要進(jìn)行換氣。
總結：
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