气门与气门座密封不良的诊断与检修
张跃江
气门与气门座密封不良,引起气门关闭不严而漏气,影响发动机正常工作。若进气门漏气, 活塞在压缩行程压燃混合气时, 部分高温燃气会窜入进气歧管, 此时可听到"啪啪"的响声。严重时在进气歧管处会见到火花或黑烟,进气歧管的温度也比其它缸高一些。若排气门漏气, 缸内的高温高压气体则由此窜出, 并伴有"吱吱"的响声,使气缸压力明显下降,导致柴油机功率不足、排气冒黑烟、曲轴箱窜气、机油变质等不良后果。因此,在使用中当发现气门关闭不严时,必须及时进行修复。
1.气门与气门座故障原因
气门在开启和关闭运动中,由于气门与气门座的相互撞击,使其工作面起槽、变宽。尤其排气时常受高温气体的冲刷,还会使工作面氧化烧蚀出现斑点和凹槽。气门杆在外力的强烈冲击和高温烧蚀下弯曲变形,或气门间隙过小及其它机械故障,气门杆与导管配合产生磨损,失去了气门杆与接触环带部分的同心度,导致气门头不能很好地落入气门座中而漏气。
2.气门与气门座故障诊断
气门与气门座圈密封性能的检验方法有专用检验仪检验,也有简易的检验方法。下面介绍几种常用的检测气门密封性能的方法,使用者可以根据相关条件自行选用。
(1)轻拍法:将气门与气门座圈的密封带面擦干净,将气门装上后,在气门头距离气门座20~30 mm时,用手将气门轻拍数下,气门与气门座的工作面均能出现一条完整的光环为正常。
(2)划线法:在研磨过的气门工作面上,每隔8 mm左右用软铅笔画一条线,然后将相配的气门放在气门座上旋转1/4圈。如所划的线条均被切断,则表示密封性良好;如有的线条未被切断,则说明密封不良,需重新研磨。
(3)加压法:从进、排气管接口处各注入50 mL煤油,然后施加0.020~0.030 MPa的气压,看是否有煤油经气门渗出。如果有煤油渗出,应拆出气门进行再次研磨,直到气门密封性能良好为止。
(4)涂色法:在气门工作面上涂上一层红色印泥,在气门自然压下气门座时,相对气门座旋转气门。此时,如果气门座密封面360°内都出现均匀的印泥,则说明气门是同心的,且密封带面研磨良好;反之则应重新研磨或更换气门。
(5)气门密封锥面的检查:气门密封锥面(在360°的范围内)应该是均匀且连续的研磨痕迹,如果出现没有研磨到的断续痕迹或麻点时,应该重新研磨或更换气门再行研磨。
3.气门与气门座技术状态检测
(1)气门组的拆卸。气门组在组装完毕后,弹簧处于预紧状态,如拆卸不当,弹簧弹出会击伤人体,因此在拆卸气门组时必须使用专门的气门弹簧拆卸器进行规范操作,方能保证安全拆卸气门组。拆卸时使用弹簧拆卸器将弹簧座连同已被预紧的弹簧一起压下,使锁销处于自由状态可方便取下。然后再将弹簧座连同弹簧一起慢慢放松,直至弹簧处于完全放松的自由状态,即可轻松取出弹簧座、弹簧和气门。
(2)气门座的磨损主要是磨料磨损和由于冲击负荷造成的硬化层疲劳脱落,以及排气门座受高温燃烧气体的腐蚀和烧蚀。气门座磨损后工作面加宽,气门关闭不严,气门密封性降低。检修时,首先使用铁刷清洗气门,再检查气门的磨损和损坏。
①检查气门头部和杆的弯度,气门杆端部变形或磨损时进行修正,修正值必须是最小值。
②气门厚度小于极限值时更换气门。在维修时,要检验每个气门杆尾端有无偏摇、磨损和弯曲。
③检查每个气门的工作面和杆有无磨损、烧毁或变形,如有必要应进行更换。
④气门杆尾端偏斜使用限度:进气门为0.1 mm,排气门为0.1 mm。测量气门头厚度标准值:进气门为10 mn,排气门为15 mm。使用限度:进气门为0.7 mm,排气门为1.0 mm。
⑤使用千分表和V形架,测量气门杆弯曲度。检查时,气门杆支承在两个距离100 mm的V形架上,然后用千分表检查气门长度的1/2处即为弯曲度。超过允许限度,应用手压机校正。
⑥检查气门座的工作锥面。若接触面过宽、烧蚀、斑痕或有凹点时,应对气门座进行铰削。边铰削,边与气门试配,最终达到要求,即接触面在气门工作锥面的中部偏下,接触面宽1.0~1.8 mm。
4.气门与气门座修理
(1)气门座的镶换:当气门座圈有裂纹、松动、烧蚀或磨损严重;或铰削气门座后,装入新气门,气门大端平面仍低于气缸盖燃烧室平面2 mm以上,应镶换新的气门座圈。镶配气门座圈的工艺如下:拉出旧气门座;选择新气门座圈。用外径千分尺测量座圈外径,用内径量表测量座圈孔内径,选择合适过盈量,一般在0.07~0.17 mm。
(2)气门的研磨:气门与气门座进行互研,研磨开始时,使用粗气门砂。当气门头与气门座锥面上出现一条比较整齐的接触带以后,将粗气门砂擦净,换用细气门砂研磨,直到气门头锥面上出现一条十分整齐的暗灰色环带为止。然后将细气门砂擦去,在密封锥面上涂少许清洁机油,继续研磨1~2 min,使气门和气门座之间更好地贴合。最后把气门和气门座清洗干净。
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气门与气门座密封不良,引起气门关闭不严而漏气,影响发动机正常工作。若进气门漏气, 活塞在压缩行程压燃混合气时, 部分高温燃气会窜入进气歧管, 此时可听到"啪啪"的响声。严重时在进气歧管处会见到火花或黑烟,进气歧管的温度也比其它缸高一些。若排气门漏气, 缸内的高温高压气体则由此窜出, 并伴有"吱吱"的响声,使气缸压力明显下降,导致柴油机功率不足、排气冒黑烟、曲轴箱窜气、机油变质等不良后果。因此,在使用中当发现气门关闭不严时,必须及时进行修复。
1.气门与气门座故障原因
气门在开启和关闭运动中,由于气门与气门座的相互撞击,使其工作面起槽、变宽。尤其排气时常受高温气体的冲刷,还会使工作面氧化烧蚀出现斑点和凹槽。气门杆在外力的强烈冲击和高温烧蚀下弯曲变形,或气门间隙过小及其它机械故障,气门杆与导管配合产生磨损,失去了气门杆与接触环带部分的同心度,导致气门头不能很好地落入气门座中而漏气。
2.气门与气门座故障诊断
气门与气门座圈密封性能的检验方法有专用检验仪检验,也有简易的检验方法。下面介绍几种常用的检测气门密封性能的方法,使用者可以根据相关条件自行选用。
(1)轻拍法:将气门与气门座圈的密封带面擦干净,将气门装上后,在气门头距离气门座20~30 mm时,用手将气门轻拍数下,气门与气门座的工作面均能出现一条完整的光环为正常。
(2)划线法:在研磨过的气门工作面上,每隔8 mm左右用软铅笔画一条线,然后将相配的气门放在气门座上旋转1/4圈。如所划的线条均被切断,则表示密封性良好;如有的线条未被切断,则说明密封不良,需重新研磨。
(3)加压法:从进、排气管接口处各注入50 mL煤油,然后施加0.020~0.030 MPa的气压,看是否有煤油经气门渗出。如果有煤油渗出,应拆出气门进行再次研磨,直到气门密封性能良好为止。
(4)涂色法:在气门工作面上涂上一层红色印泥,在气门自然压下气门座时,相对气门座旋转气门。此时,如果气门座密封面360°内都出现均匀的印泥,则说明气门是同心的,且密封带面研磨良好;反之则应重新研磨或更换气门。
(5)气门密封锥面的检查:气门密封锥面(在360°的范围内)应该是均匀且连续的研磨痕迹,如果出现没有研磨到的断续痕迹或麻点时,应该重新研磨或更换气门再行研磨。
3.气门与气门座技术状态检测
(1)气门组的拆卸。气门组在组装完毕后,弹簧处于预紧状态,如拆卸不当,弹簧弹出会击伤人体,因此在拆卸气门组时必须使用专门的气门弹簧拆卸器进行规范操作,方能保证安全拆卸气门组。拆卸时使用弹簧拆卸器将弹簧座连同已被预紧的弹簧一起压下,使锁销处于自由状态可方便取下。然后再将弹簧座连同弹簧一起慢慢放松,直至弹簧处于完全放松的自由状态,即可轻松取出弹簧座、弹簧和气门。
(2)气门座的磨损主要是磨料磨损和由于冲击负荷造成的硬化层疲劳脱落,以及排气门座受高温燃烧气体的腐蚀和烧蚀。气门座磨损后工作面加宽,气门关闭不严,气门密封性降低。检修时,首先使用铁刷清洗气门,再检查气门的磨损和损坏。
①检查气门头部和杆的弯度,气门杆端部变形或磨损时进行修正,修正值必须是最小值。
②气门厚度小于极限值时更换气门。在维修时,要检验每个气门杆尾端有无偏摇、磨损和弯曲。
③检查每个气门的工作面和杆有无磨损、烧毁或变形,如有必要应进行更换。
④气门杆尾端偏斜使用限度:进气门为0.1 mm,排气门为0.1 mm。测量气门头厚度标准值:进气门为10 mn,排气门为15 mm。使用限度:进气门为0.7 mm,排气门为1.0 mm。
⑤使用千分表和V形架,测量气门杆弯曲度。检查时,气门杆支承在两个距离100 mm的V形架上,然后用千分表检查气门长度的1/2处即为弯曲度。超过允许限度,应用手压机校正。
⑥检查气门座的工作锥面。若接触面过宽、烧蚀、斑痕或有凹点时,应对气门座进行铰削。边铰削,边与气门试配,最终达到要求,即接触面在气门工作锥面的中部偏下,接触面宽1.0~1.8 mm。
4.气门与气门座修理
(1)气门座的镶换:当气门座圈有裂纹、松动、烧蚀或磨损严重;或铰削气门座后,装入新气门,气门大端平面仍低于气缸盖燃烧室平面2 mm以上,应镶换新的气门座圈。镶配气门座圈的工艺如下:拉出旧气门座;选择新气门座圈。用外径千分尺测量座圈外径,用内径量表测量座圈孔内径,选择合适过盈量,一般在0.07~0.17 mm。
(2)气门的研磨:气门与气门座进行互研,研磨开始时,使用粗气门砂。当气门头与气门座锥面上出现一条比较整齐的接触带以后,将粗气门砂擦净,换用细气门砂研磨,直到气门头锥面上出现一条十分整齐的暗灰色环带为止。然后将细气门砂擦去,在密封锥面上涂少许清洁机油,继续研磨1~2 min,使气门和气门座之间更好地贴合。最后把气门和气门座清洗干净。
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