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故障檢修與技術(shù)維護 |
柴油機氣門(mén)導管致使燒機油的原因 |
摘要：氣門(mén)導管的功用是對氣門(mén)的運動(dòng)導向，保證氣門(mén)做往復直線(xiàn)運動(dòng)，使氣門(mén)與氣門(mén)座圈能正確貼合，并將氣門(mén)桿的熱量傳給氣缸蓋。氣門(mén)導管對在其內做往復運動(dòng)的氣門(mén)起支撐導向作用，保證氣門(mén)與氣門(mén)座能正確貼合，并起導熱作用。氣門(mén)導管有整體式和鑲入式兩種。整體式氣門(mén)導管在氣缸蓋中直接加工出氣門(mén)桿孔。鑲入式氣門(mén)導管在氣缸蓋內的導管孔內過(guò)盈壓入一根圓柱形管，過(guò)盈量為0.015～0.065mm。
一、氣門(mén)導管技術(shù)要求
1、氣門(mén)導管的工作環(huán)境
氣門(mén)導管是氣門(mén)往復運動(dòng)的導向件，氣門(mén)頭所受的熱量通過(guò)氣門(mén)桿傳給導管，再傳給缸蓋散熱。氣門(mén)導管除承受溫度外，還承受氣門(mén)傳動(dòng)機構傳給氣門(mén)桿、又通過(guò)氣門(mén)桿作用到氣門(mén)導管上的側壓力。同時(shí)，氣門(mén)桿與氣門(mén)座構成的運動(dòng)副之間沒(méi)有潤滑油，是干摩擦，摩擦力較大，磨損較大，使運動(dòng)副之間的間隙更大。過(guò)大的配合間隙使氣門(mén)運動(dòng)失去導向作用，氣門(mén)往復運動(dòng)時(shí)歪歪斜斜，使氣門(mén)座與氣門(mén)之間不密封，從而漏氣，動(dòng)力下降，油耗增高，排放差，散熱差。
2、氣門(mén)導管的技術(shù)條件
從氣門(mén)導管工作條件可知，氣門(mén)導管的材料必須散熱良好、耐磨。，其結構如圖1所示。
（1）導管材料：
一般是選中碳鋼，硬度40～45HRC。
（2）導管布置
采用相對缸蓋中心線(xiàn)呈V形布置。這種布置能使缸蓋中間水腔增大，加強冷卻，同時(shí)，能使燃燒室設計更緊湊、氣門(mén)頭直徑增大，排氣更暢，進(jìn)氣更充分。
（3）導管過(guò)盈量
氣門(mén)導管的過(guò)盈量必須選擇合適。過(guò)盈量太小會(huì )使導管松動(dòng)，漏機油到燃燒室；過(guò)盈量太大會(huì )使缸蓋在壓入導管時(shí)脹裂。過(guò)盈量一般選為0.027～0.045mm。
（4）壓入導管：
① 將缸蓋均勻加熱到80℃~100℃，并將氣門(mén)導管冷卻到- 40℃。
② 快速安裝沖棒，將導管壓入缸蓋上導管孔。導管上端露出缸蓋盆形槽內面時(shí)，必須按廠(chǎng)規定值的伸出量。不可伸出量過(guò)多，否則影響氣門(mén)彈簧工作。在導管長(cháng)度一定時(shí)，導管上端伸出太短，意味導管下端可能會(huì )伸入到氣道，會(huì )影響進(jìn)排氣。
③ 導管壓入后，按規定鉸削內孔，粗糙度為Ral.6~0.8μm。粗糙度不可高，因為，導管與氣門(mén)配合間隙無(wú)潤滑油潤滑。為防止機油從導孔與氣門(mén)之間的間隙漏入燃燒室，應在導管上端裝氣門(mén)油封（如圖2所示）。
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圖1 氣門(mén)導管結構類(lèi)別圖 |
圖2 氣門(mén)導管安裝圖 |
二、氣門(mén)導管更換方法
1、檢查氣門(mén)桿至導管的間隙。
測量方法（如圖1所示）：旋松取下緊固螺釘，定位滑塊解除對位置定位桿的卡合，參照位置定位桿上的刻度，上下移動(dòng)位置定位桿到指定位置，滑動(dòng)定位滑塊對位置定位桿進(jìn)行卡合，放上并旋緊緊固螺釘，將位置定位桿的頂部從氣門(mén)導管的底部放入，磁力吸附塊與外部的氣缸蓋氣門(mén)座圈磁性連接，位置定位桿和氣門(mén)導管的中心線(xiàn)同軸，將內徑千分尺的測量頭從氣門(mén)導管的頂部放入，測量頭與位置定位桿的頂部接觸，內徑千分尺的測量頭工作并讀數，得到試驗前氣門(mén)導管內徑長(cháng)度，試驗后同樣操作步驟，可得到氣門(mén)導管準確的相同位置的試驗后的內徑長(cháng)度，試驗前、后的內徑長(cháng)度差值可反映氣門(mén)導管的磨損程度，通過(guò)調整定位滑塊和位置定位桿的卡合位置，可測量氣門(mén)導管不同位置的試驗前后內徑長(cháng)度數據。
2、如圖4所示，對通用的空氣沖擊氣門(mén)導管拆裝器（A）進(jìn)行改裝，以適應氣門(mén)導管直徑。大多數情況下，使用氣門(mén)導管拆裝器和常規的錘子能夠完成同樣的程序。
3、選擇相應規格的氣門(mén)導管，并且在電冰箱的冷凍室將其冷凍約1h。
4、用加熱盤(pán)或烤箱將氣缸蓋均勻地加熱到150℃。用烹飪溫度計監測溫度，不要使氣缸蓋的溫度超過(guò)150℃，過(guò)熱可能會(huì )使氣門(mén)座松動(dòng)。
5、從凸輪軸側開(kāi)始，使用拆裝器和氣錘使導管向燃燒室移動(dòng)約2mm。這將除去一些積炭，并使拆卸更容易。將氣錘直接與氣門(mén)導管對準以防損壞拆裝器。戴上護目鏡或面罩。
6、將氣缸蓋翻轉，并將氣門(mén)導管朝氣缸蓋的凸輪軸側敲下。
7、如果氣門(mén)導管仍然不移動(dòng)，則用8mm 的鉆頭將其鉆出，然后再試一次。
注意：僅在極端情況下才鉆出導管；如果導管破裂，可能損壞氣缸蓋。
8、需要時(shí)，每次從冷凍室中取出一個(gè)新的導管。
9、在新氣門(mén)導管的外側，涂抹一薄層新的發(fā)動(dòng)機機油，從氣缸蓋的凸輪軸側安裝導管；使用5.5mm 氣門(mén)導管拆裝器將導管（B）壓至規定的安裝高度（A）。如果要安裝所有的16 個(gè)導管，可能需要重新加熱氣缸蓋。
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圖3 氣門(mén)導管磨損和間隙測量示意圖 |
圖4 氣門(mén)導管拆裝示意圖 |
三、故障案例分析
1、故障現象
一臺康明斯NTA系列柴油發(fā)電機組，工作過(guò)程中出現過(guò)熱和機油消耗過(guò)快的故障。起動(dòng)柴油機，發(fā)現在穩定運轉時(shí)排氣管冒藍煙，加速時(shí)冒黑煙。為了判斷冒藍煙的原因，拆下空氣濾芯直接起動(dòng)，發(fā)現排氣管排煙現象并未發(fā)生變化，說(shuō)明排氣管冒藍煙及黑煙現象不是由于進(jìn)氣不充分引起的。初步判斷柴油機存在燒機油現象。
2、故障查找分析
（1）考慮到該柴油發(fā)電機已經(jīng)使用較長(cháng)時(shí)間，可能是有與缸套磨損過(guò)多或活塞環(huán)損壞引起燒潤滑油。因此拆下柴油機缸蓋，發(fā)現活塞頂部有未燃燒完的潤滑油，并且燃燒室內積炭較多。轉動(dòng)曲軸，觀(guān)察缸壁磨損現象，磨損并不嚴重。繼續拆下油底殼，抽出活塞，檢查活塞環(huán)槽、活塞裙部及活塞環(huán)的狀況，沒(méi)有發(fā)現異常（活塞環(huán)完好，彈性正常，開(kāi)口間隙沒(méi)有超出標準值），活塞環(huán)也沒(méi)有裝反。因此排除了燃燒的潤滑油是由活塞與缸套間進(jìn)入燃燒室的可能性。
（2）進(jìn)一步判斷，燃燒的潤滑油極有可能是沿氣門(mén)導管進(jìn)入燃燒室的。因此拆下缸蓋上的進(jìn)排氣門(mén)，檢查發(fā)現氣門(mén)在導管內上下移動(dòng)時(shí)徑向有微量曠動(dòng)，氣門(mén)桿和氣門(mén)尾椎上殘留有潤滑油。經(jīng)過(guò)測量，發(fā)現有的氣門(mén)導管管徑（規定尺寸是11.56mm）過(guò)大。用棉紗將氣門(mén)導管內壁擦干凈，仔細觀(guān)察，發(fā)現氣門(mén)導管內壁磨損嚴重，由此可以判斷燒潤滑油的現象是由于氣門(mén)導管過(guò)度磨損引起的。
（3）氣門(mén)導管是3個(gè)月前換裝的新品，正常使用不會(huì )在這么短的時(shí)間內出現問(wèn)題。上次維修理工反映，當時(shí)換裝新氣門(mén)導管時(shí)，有的氣門(mén)桿穿過(guò)氣門(mén)導管時(shí)發(fā)緊發(fā)澀；修理工用手電鉆夾住裹著(zhù)紗布的磨桿在導管內進(jìn)行修磨，管徑雖然大了，但損壞了存有的螺紋線(xiàn)。其次是修理工用胎模和鐵錘從燃燒室方向打進(jìn)氣門(mén)導管時(shí)，打進(jìn)尺寸過(guò)大，又反方向修正了氣門(mén)導管高出氣門(mén)彈簧底的標高。因氣門(mén)導管上端面有倒角（錐面可減少滑油下泄），修正是將倒角砸毛損傷，為了修復損傷部位，有用刮刀對氣門(mén)導管口部進(jìn)行刮削，增大了導管口徑，略呈喇叭口。這樣造成氣門(mén)室里的潤滑油很容易沿氣門(mén)導管與氣門(mén)桿間隙流進(jìn)燃燒室，造成潤滑油消耗異常，排氣管排煙不正常。
3、故障排除
更換了一組新的氣門(mén)導管，在裝配時(shí)，使用手錘和胎模鑲嵌導管，敲擊的同時(shí)應不斷地旋轉胎模。這樣能保證導管鑲嵌不傾斜，氣門(mén)桿在裝配后的導管內上下運動(dòng)時(shí)不發(fā)澀，氣門(mén)落座迅速準確并與氣門(mén)座接觸良好，起到良好的密封作用（最好用專(zhuān)用工具壓裝，并按規定尺寸鉸銷(xiāo)內孔，保證合適配合間隙）。裝復后試機，排氣管排煙和潤滑油消耗均正常。
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