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故障檢查與技術(shù)維護 |
柴油發(fā)電機配氣機構的檢查、拆卸和安裝步驟 |
摘要：配氣機構的性能及其密封性直接影響柴油發(fā)電機的充氣效率、空燃比，乃至影響柴油發(fā)電機的性能。配氣機構就像人類(lèi)的呼吸系統， 可想而知，它對整個(gè)柴油發(fā)電機來(lái)講重要性是不言而喻的，為了更好的去理解柴油發(fā)電機的工作過(guò)程和工作原理，就應該對其配氣機構應有更深一步的學(xué)習。論文主要從配機構的組成、 工作原理及分類(lèi)方面進(jìn)行層層闡述，后查閱資料及自己在實(shí)習過(guò)程中遇到的問(wèn)題加以總結。最后對其估故障的部位進(jìn)行逐個(gè)分析判斷直到找到故障所在的部位并對其進(jìn)行維修。
一、配氣機構的結構和工作原理
柴油機在工作中，配氣機構的零部件會(huì )發(fā)生磨損、燒蝕或變形等損傷，致使氣門(mén)漏氣或滲漏機油，影響柴油發(fā)動(dòng)機的正常工作，導致柴油發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性和經(jīng)濟性變壞。配氣機構的工作性能好壞，對發(fā)動(dòng)機有重要影響。因此，應按要求檢查和調整配氣機構，發(fā)生故障時(shí)要及時(shí)維修，確保柴油發(fā)動(dòng)機正常工作。
1、配氣機構的作用
配氣機構的作用是:按照發(fā)動(dòng)機各缸的做功次序和每一氣缸工作循環(huán)的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，配合發(fā)動(dòng)機各缸實(shí)現進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣的工作過(guò)程。
2、配氣機構的組成及使用要求
配氣機構由氣門(mén)組和氣門(mén)傳動(dòng)組組成，零件分解圖如圖1所示。氣門(mén)組用來(lái)封閉氣缸的進(jìn)、排氣道口；氣門(mén)傳動(dòng)組使氣門(mén)打開(kāi)和控制開(kāi)啟與關(guān)閉的時(shí)刻及開(kāi)啟與關(guān)閉的規律。配氣機構的氣門(mén)要關(guān)閉嚴密，開(kāi)閉及時(shí)，開(kāi)度足夠。如果氣門(mén)關(guān)閉不嚴，在壓縮行程會(huì )漏氣，造成氣缸壓力不足和燃氣的損失；在做功行程會(huì )泄壓，使燃氣壓力降低。如果氣門(mén)開(kāi)閉不及時(shí)或開(kāi)度不夠，則會(huì )使進(jìn)氣不充分，排氣不徹底。上述情況都會(huì )嚴重影響發(fā)動(dòng)機的功率，甚至使發(fā)動(dòng)機不能啟動(dòng)。
3、配氣機構的工作過(guò)程
配氣機構工作過(guò)程如圖2所示。凸輪軸轉動(dòng)時(shí)，當凸輪的圓柱面（基圓）部分與挺柱接觸時(shí)，挺柱不升高，挺柱以上的傳動(dòng)件不動(dòng)作，氣門(mén)是關(guān)閉的。當凸輪的凸起部分與挺柱接觸時(shí)，便開(kāi)始將挺柱頂起，于是氣門(mén)被打開(kāi)。當凸輪的最大凸起處與挺柱接觸時(shí)，氣門(mén)達到最大開(kāi)度。隨后，凸輪與挺柱接觸表面的凸起開(kāi)始逐漸變小，氣門(mén)在氣門(mén)彈簧的作用下開(kāi)始上升關(guān)閉，并反向推動(dòng)搖臂等傳動(dòng)桿件，使挺柱下壓保持與凸輪的接觸。當凸輪凸起部分離開(kāi)挺柱時(shí)，氣門(mén)完全關(guān)閉。
大多數發(fā)動(dòng)機每缸各有一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)。每個(gè)氣門(mén)都有一套氣門(mén)驅動(dòng)裝置。所以，凸輪軸上的凸輪數與發(fā)動(dòng)機的氣門(mén)數相同，各凸輪之間有一定的夾角，以滿(mǎn)足各缸工作次序和每一缸工作循環(huán)的要求。
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圖1 配氣機構零件分解圖 |
圖2 柴油發(fā)電機配氣機構工作過(guò)程 |
二、配氣機構的檢修方法
1、挺柱的檢查與更換
（1）挺柱的檢查
① 挺柱表面不應有裂紋、皺紋、黑點(diǎn)、刻痕、凹坑及其他缺陷。在非磨光部分允許有黑點(diǎn)和加工痕跡。
② 挺柱上端螺紋(側置式氣門(mén))應完整光潔，不得有凹坑、毛刺及黑皮等現象。
③ 挺柱的主要缺陷是挺柱球面〔或平面)的磨損、挺柱直徑的磨損、氣孔及麻點(diǎn)。
④ 挺柱直徑磨損可用外徑千分尺測定，圓度、圓柱度及彎曲度誤差均不應超過(guò)0. 01mm，徑向跳動(dòng)量不應超過(guò)0. 05mm。如圖3所示。
⑤ 氣門(mén)挺柱與承孔的配合間隙如超過(guò)0. 10mm時(shí)，應采用電鍍加大挺柱直徑及鉸大承孔的方法予以修復。配合間隙一般為0.020~0.035 mm。
⑥ 拆卸氣缸蓋罩、用曲軸正時(shí)帶輪的中心緊固螺栓順時(shí)針轉動(dòng)曲軸，直至待查挺柱的凸輪朝上，測定凸輪與挺柱的間隙。如圖4所示，用一楔形木棒或塑料棒壓下挺柱，若凸輪與挺柱間可插入0.20mm的厚薄規，則須更換挺柱。
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圖3 氣門(mén)挺柱的檢測示意圖 |
圖4 檢查凸輪與挺柱間的間隙 |
（2）挺柱的拆卸步驟
①拆下多楔帶及張緊裝置、再拆下正時(shí)帶上護罩。
②沿曲軸旋轉方向通過(guò)曲軸帶輪中心螺栓將曲軸盤(pán)至1缸上止點(diǎn)標記處。拆卸氣缸蓋罩，松開(kāi)張緊裝置，從凸輪軸帶輪上拆下正時(shí)帶。
③用專(zhuān)用工具3036松開(kāi)凸輪軸鏈輪，拉出凸輪軸鏈輪。拆卸霍爾傳感器殼體，從霍爾傳感器上拆下轉子。用傳動(dòng)鏈張緊器3366的定位器固定住傳動(dòng)鏈張緊裝置。注意定位器不要擰得過(guò)緊，否則可能損壞傳動(dòng)鏈張緊裝置。
④清洗面對軸承蓋鏈條及凸輪軸鏈輪，并用彩色標出安裝位置。注意不可用中心沖頭在鏈條上打標記或切口。兩箭頭的距離（即彩色標記間的距離）為16個(gè)鏈輥（從豁口旁的進(jìn)氣凸輪軸鏈輪的鏈輥開(kāi)始計）。
⑤首先拆卸進(jìn)、排氣凸輪軸的第3和第5道軸承蓋，再拆卸雙列軸承蓋。然后拆卸相鄰進(jìn)、排氣凸輪軸鏈輪的兩個(gè)軸承蓋，擰下傳動(dòng)鏈張緊裝置緊固螺栓。分幾步按對角線(xiàn)方向拆下進(jìn)排氣凸輪軸的第2和4道軸承蓋緊固螺栓，然后拆下軸承蓋。
⑥拆下進(jìn)、排氣凸輪軸及傳動(dòng)鏈張緊裝置，取出挺柱。
（3）挺柱的安裝步驟
① 將鏈條裝到兩凸輪軸上，兩箭頭間的距離為16個(gè)鏈輥，如圖5所示。
② 更換傳動(dòng)鏈張緊裝置的橡膠和金屬襯墊，并在陰影區域涂上一層薄薄的D454 30002密封劑。
③ 將傳動(dòng)鏈張緊裝置插入鏈條，用機油潤滑兩凸輪軸的工作面，將凸輪軸連帶鏈條及張緊裝置一起裝到缸蓋上，擰緊張緊裝置的連接件（注意定位套筒的位置）。分幾步按對角線(xiàn)方向擰緊進(jìn)、排氣凸輪軸的第2和4道軸承蓋。安裝相鄰進(jìn)、排氣凸輪軸鏈輪的兩個(gè)軸承蓋。
④ 檢查凸輪軸位置是否正確，然后擰緊軸承蓋。拆卸鏈條張緊器3366的定位器。在雙列軸承蓋陰影區域涂上一層薄薄的D454 300 02密封劑，然后裝上軸承蓋。安裝剩余軸承蓋，安裝新的進(jìn)排氣凸輪軸油封，安裝凸輪軸正時(shí)帶輪。檢查安裝位置，凸輪軸正時(shí)帶輪的窄幅板朝外（如圖6箭頭所示），須可見(jiàn)1缸上止點(diǎn)標記。安裝凸輪軸正時(shí)帶輪緊固螺栓（用定位器3036固定）。
⑤ 將霍爾傳感器轉子的凸起卡入進(jìn)氣凸輪軸的豁口，裝上墊圈（錐面朝外），安裝霍爾傳感器殼體。安裝氣缸蓋罩，將凸輪軸皮帶輪上的標記對準氣缸蓋上的標記，將扭轉減振器上的標記對準正時(shí)帶護罩的標記。轉動(dòng)凸輪軸時(shí)曲軸不得處于上止點(diǎn)，否則氣門(mén)可能碰撞活塞，導致?lián)p壞。
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圖5 凸輪軸結構位置圖 |
圖6 檢查凸輪軸正時(shí)帶輪 |
2、氣門(mén)桿油封的更換
（1）氣門(mén)桿油封的拆卸
① 安裝氣門(mén)彈簧壓縮器，使其與氣門(mén)和彈簧座底部在同一直線(xiàn)上，如圖7所示。
② 上緊氣門(mén)彈簧壓縮器，壓縮彈簧并取下兩塊氣門(mén)鎖片。
③ 松開(kāi)門(mén)彈簧壓縮器，拆卸彈簧座和彈簧，然后將氣門(mén)朝燃燒室的方向往外拉，拆卸氣門(mén)。
④ 依次拆下其它進(jìn)排氣門(mén)，并按各缸順序整齊放在工作臺上。
⑤ 用尖嘴鉗鉗住氣門(mén)油封底部的金屬部分，拆下氣門(mén)桿油封（也可用氣門(mén)油封鉗），如圖8（a）所示。
⑥ 用一字螺絲刀撬起氣門(mén)彈簧座，用磁性手柄吸出氣門(mén)彈簧座，如圖8（b）所示。
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圖7 柴油機氣門(mén)彈簧壓縮器安裝圖 |
圖8 柴油機氣門(mén)油封拆卸步驟圖 |
（2）氣門(mén)桿油封的安裝
安裝前，大概了解一下氣門(mén)導管和油封結構，如圖9所示。
① 先將氣門(mén)油封用機油浸泡10分鐘左右。將氣門(mén)底座的墊片安裝上。將氣門(mén)油封從機油里面撈出來(lái)。
② 將塑料套裝到氣門(mén)桿上，以防損壞新的氣門(mén)桿油封。在油封唇口輕涂一層機油。
③ 將油封裝到工具3365上，然后慢慢推到氣門(mén)導管上，如圖10所示。
特別提醒：如果沒(méi)有專(zhuān)業(yè)安裝工具，可以把氣門(mén)油封先用手按上去，再用比他略大的套筒套上，用錘子輕輕敲擊到位即可，這樣不會(huì )損傷到氣門(mén)油封的工作唇口，也很省心。
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圖9 氣門(mén)導管和油封結構圖 |
圖10 氣門(mén)桿油封安裝示意圖 |
3、氣門(mén)導管的檢查與更換
（1）氣門(mén)導管的檢查
將氣門(mén)插入導管內，直至氣門(mén)桿端部與導管端面平齊。因氣門(mén)桿直徑略有不同，進(jìn)、排氣門(mén)應裝入各自的導管內，如圖11所示，晃動(dòng)氣門(mén)頭部，測量進(jìn)、排氣門(mén)與導管的間隙，其磨損極限均為0.80mm。如果所測值超過(guò)磨損極限，應換上新氣門(mén)再次測量。如果還超差，則須更換氣門(mén)導管。
（2）氣門(mén)導管的拆卸
首先檢查氣門(mén)座鑲圈及氣缸蓋密封面是否可修整，若不能修整，則不應更換氣門(mén)導管。
① 將缸蓋螺栓定位銷(xiāo)A插入支承板孔2和孔3內，按氣門(mén)角度（外側進(jìn)氣門(mén)：21．5°；中間進(jìn)氣門(mén)：15°；排氣門(mén)：20°）將銷(xiāo)子B插入孔內。
② 用沖頭3360壓出磨損的氣門(mén)導管，如圖12所示：帶臺肩氣門(mén)導管從凸輪軸側壓出；不帶臺肩氣門(mén)導管從燃燒室側壓出。
（3）氣門(mén)導管的安裝
在新導管上涂一層機油，用沖頭3360將其從凸輪軸側壓入冷態(tài)缸蓋內直至臺肩接觸。導管臺肩接觸時(shí)的壓力不得超過(guò)10kN（約1.0t），否則臺肩將會(huì )破裂。
氣門(mén)導管可用手動(dòng)鉸刀3363擴孔，鉸孔時(shí)用切削冷卻液冷卻。
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圖11 檢查氣門(mén)與導管間的間隙 |
圖12 氣門(mén)導管的拆卸方法 |
4、氣門(mén)座的檢查與修整
修理氣門(mén)漏氣的柴油發(fā)電機時(shí)，僅研磨氣門(mén)座及更換氣門(mén)不足以解決問(wèn)題，同時(shí)還須檢查導管是否磨損，這對使用時(shí)間長(cháng)的柴油發(fā)電機尤為重要。氣門(mén)座僅應修整到貼合狀態(tài)良好即可，修整前須計算出最大允許修整尺寸。若超過(guò)修整尺寸，則不能保證挺柱正常工作，應更換氣缸蓋。
（1）計算最大允許修整尺寸
插入氣門(mén)，緊壓在氣門(mén)座上。若氣門(mén)本身需要換，則用新氣門(mén)進(jìn)行計算。
測量氣門(mén)桿端部至凸輪軸中心軸線(xiàn)的距離（凸輪軸中心軸線(xiàn)與氣缸蓋頂面平行）。所測得的距離減去最小尺寸（外側進(jìn)氣門(mén)：34.0mm；中間進(jìn)氣門(mén)：337mm；排氣門(mén)：34.0mm）就等于最大允許修整尺寸。
表1 氣門(mén)座的修理尺寸
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氣門(mén)座
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進(jìn)氣門(mén)座
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排氣門(mén)座
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A
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φ26.2mm
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φ29.0mm
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B
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最大允許修整尺寸
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最大允許修整尺寸
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C
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1.5～1.8mm
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約1.8mm
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Z
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缸蓋底面
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缸蓋底面
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α（氣門(mén)座錐角）
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45°
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45°
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β（上修正角）
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30°°
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30°
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γ（下修正角）
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60
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60°
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如果最大允許修整尺寸等于0mm或小于0mm，則換一新氣門(mén)并再次測量。若測量結果仍為零或小于0mm，則應更換缸蓋。
（2）修整氣門(mén)座
① 手工研磨氣門(mén)的步驟
② 研磨氣門(mén)時(shí)應注意：
在研磨中要使氣門(mén)在氣門(mén)座內朝一個(gè)方向轉動(dòng)，應不時(shí)提起和轉動(dòng)氣門(mén)，變換氣門(mén)與座的相對位置，以保證研磨均勻；研磨時(shí)不應過(guò)分用力，也不要提起氣門(mén)用力在氣門(mén)座上撞擊敲打，否則會(huì )將氣門(mén)工作面磨寬或磨成凹形槽痕。
③ 要注意檢查氣門(mén)的接觸情況：
若接觸面太靠上，砂要點(diǎn)在接觸面的上面，將接觸面往中間趕；如果接觸面太靠下，砂要點(diǎn)在下面，將接觸面往中間趕；如果接觸面在中間并基本適合要求時(shí)，可在接觸面的上下兩處點(diǎn)砂，以便能迅速磨出接觸面來(lái)，增大接觸面。
總結：
配氣機構的作用是及時(shí)的將可燃混合氣吸入氣缸和及時(shí)的將氣缸中的廢氣排出，以保證柴油發(fā)電機的正常工作。配機構是實(shí)現柴油發(fā)電機進(jìn)過(guò)程和I排氣過(guò)程控制機構，它的作用是按照柴油發(fā)電機的正常工作次月按時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)，使新鮮空氣或可燃混合氣進(jìn)入氣缸把燃燒后的廢氣從氣新缸工內排出。配氣機構要有足夠的氣體流通面積，要保證適時(shí)的開(kāi)啟與關(guān)閉進(jìn)排氣孔，使廢氣充分地排出干凈，盡可能地吸進(jìn)新鮮可燃混合氣，配氣機構要求簡(jiǎn)單，工作可靠，調整維修方便。
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