柴油机气门与气门座圈缺陷的检验与维修
曲小明+肖慧慧
摘要：介绍了柴油机气门与气门座圈有缺陷时柴油机的表现，分析了导致此缺陷产生的原因，重点阐述了气门与气门座圈缺陷的检验与维修方法。
关键词：柴油机；气门；气门座圈；缺陷
中图分类号：TK423.43 文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.050
柴油机气门与气门座圈有缺陷不能很好地配合时，柴油机表现为：气缸压缩力不足，压缩比变小，功率下降。在排气口听到很长的“嘘”叫声，且工作时间不长，排气管温度很高，排气有“扑哧、扑哧”声，窜火星和间歇冒白烟，或进气管温度高，管口有热气流上冲。
1 发生原因
（1）气门与座圈高速往复冲击产生机械磨损，同时又受燃烧室高温气体侵蚀，产生化学热损伤而引起凹陷、烧蚀等。（2）空气过滤不净，含尘粒过多成为磨料，使气门、气门座圈磨损。（3）气门间隙太大，使高温气体窜出引起烧蚀。（4）气门导管不正或与气门杆间隙大，均会引起气门与气门座偏磨。（5）气门弹簧弹力减弱，致使气门开闭缓慢，关闭不严引起烧蚀，致使气门头下陷，密封不严，产生漏气。
2 检验方法
2.1 外观检验
对于气门、气门座圈的磨损、起槽、麻点、烧蚀和裂纹等缺陷，只要认真将气门和气门座彻底清洁，就不难发现。
2.2 测量检验
除上述外观检验外，还要测量气门锥面边缘厚度、气门头部端面凹陷、气门下沉量和气门锥面工作宽度等。
（1）气门锥面边缘厚度一般常用钢直尺进行检验。对于头部直径小于50 mm的气门，锥面边缘厚度减少到0.5～1.0 mm时，气门应作报废处理。若继续使用，则会因强度不足，工作时产生边缘向上卷曲变形。气门锥面边缘的厚度，一般中、小型柴油机规定应小于1 mm。
（2）气门锥面磨偏的检验方法与气门杆弯曲度的检查相似。只是百分表的触头抵在气门工作锥面上，转动气门观察百分表的摆差，当摆差超过0.05～0.06 mm时，应进行修磨。
（3）气门下沉量的检验，一般用深度尺、游标卡尺和深度千分尺等进行检查，气门下沉量过大，使燃烧室容积增加，压缩比减小，进气量减少。下沉深度过大还会引起排气量减少，残留在气缸内的废气增多，充气系数降低，柴油机输出功率下降。此外，现代小型高速柴油机中，气门和气门弹簧的装配都是采用弹簧座和锁夹连接的，即弹簧的装配长度是无法调整的。若气门下沉深度增加，相应地气门弹簧的装配长度也就增加，气门作用在气门座圈上的单位压力减小，不能保证气门的关闭严密。这些对柴油机的工作都是不利的。所以在柴油机修理时，要检查气门的下沉深度，对气门下沉深度的大小，各机型使用说明书中都有明确规定。
3 修理
3.1 气门的修理
（1）当气门杆弯曲超过极限值时，可放在小型的压力机上进行冷加压校直。在加压时可在承受压力的气门杆上垫放铜片，以防止损伤气门杆表面。
（2）气门杆端面磨损严重时，可在气门机上磨平，但应注意此端面与气门杆的垂直度。磨平后用油石打光，粗糙度Ra不能高于0.8 μm。
（3）气门锥面磨损时，如果气门仅有轻微的磨损和蚀痕，可让气门与气门座直接研磨来恢复其密封性。研磨前要清除气门、气门座和气门导管上的积碳和污物。研磨可以用手工，或在气门座研磨机上进行。如果气门锥面磨损起槽或有烧蚀麻点时，气门头厚度足够，气门杆与其导管的配合间隙符合要求，可利用气门机进行光磨。
（4）气门裂纹的检修，可用磁力探伤或粉渍法检验裂纹。对有裂纹的气门一般都需要换新的。
3.2 气门座的修理
多数发动机的气门座单独制成座圈，然后压装到燃烧室内的进、排气道口处，气门座圈与座孔有足够的过盈配合量，以防止发动机工作时气门座脱落。为保证气门与气门座可靠密封，气门座上加工有与气门相适应的锥面，气门座的锥面包括三部分：45°（或30°）锥面是与气门密封锥面配合的工作面，宽度为1～3 mm，15°锥面和75°锥面是用来修正工作面位置和宽度的。气门座圈锥面如磨损变宽，或烧蚀产生麻点和凹坑时，应根据其损坏程度采取研磨、铰削、磨削和更换座圈等方法进行修理，而更换座圈后还必须铰削和研磨修理。
气门座圈的铰削通常用气门座圈铰刀来进行。它是由导杆和多只不同直径及不同角度的铰刀所组成，铰刀的角度分为30°、45°、75°和15°四种，30°和45°铰刀又分粗刃和细刃两种。铰削时铰刀通过插入气门导管来定位，以此保证铰出的气门座圈中心线与气门导管的中心线相重合。为此，这项修理必须在装配好气门导管以后再进行。气门座圈铰销步骤如下：（1）铰刀导杆的选择与固定。根据气门导管的内径，选择相适应的铰刀导杆，并插入气门导管内。调整铰刀导杆与气门导管孔表面紧密贴合。（2）砂磨硬化层。由于气门座圈表面有一硬化层，在铰削时会使铰刀打滑，此时可用粗砂布垫在铰刀下面先进行砂磨，然后再铰削。 （3）铰削。根据气门座工作面损伤的情况和不同角度，选择不同粗细刀刃和角度的铰刀套在导杆上，即可进行铰削。铰削时铰刀应正直，两手用力要均衡，直到将烧蚀、斑点等缺陷铰去为止。（4）试配与修整接触面。经铰削后，应用光磨过的气门进行试配。要求接触面应在气门斜面的中下部或中部，工作面宽度应符合要求。（5）精铰。最后用45°（或30°）的细刃铰刀或在铰刀下垫以细砂布，轻轻地再次修铰（磨）气门座圈接触带。
摘要：介绍了柴油机气门与气门座圈有缺陷时柴油机的表现，分析了导致此缺陷产生的原因，重点阐述了气门与气门座圈缺陷的检验与维修方法。
关键词：柴油机；气门；气门座圈；缺陷
中图分类号：TK423.43 文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.050
柴油机气门与气门座圈有缺陷不能很好地配合时，柴油机表现为：气缸压缩力不足，压缩比变小，功率下降。在排气口听到很长的“嘘”叫声，且工作时间不长，排气管温度很高，排气有“扑哧、扑哧”声，窜火星和间歇冒白烟，或进气管温度高，管口有热气流上冲。
1 发生原因
（1）气门与座圈高速往复冲击产生机械磨损，同时又受燃烧室高温气体侵蚀，产生化学热损伤而引起凹陷、烧蚀等。（2）空气过滤不净，含尘粒过多成为磨料，使气门、气门座圈磨损。（3）气门间隙太大，使高温气体窜出引起烧蚀。（4）气门导管不正或与气门杆间隙大，均会引起气门与气门座偏磨。（5）气门弹簧弹力减弱，致使气门开闭缓慢，关闭不严引起烧蚀，致使气门头下陷，密封不严，产生漏气。
2 检验方法
2.1 外观检验
对于气门、气门座圈的磨损、起槽、麻点、烧蚀和裂纹等缺陷，只要认真将气门和气门座彻底清洁，就不难发现。
2.2 测量检验
除上述外观检验外，还要测量气门锥面边缘厚度、气门头部端面凹陷、气门下沉量和气门锥面工作宽度等。
（1）气门锥面边缘厚度一般常用钢直尺进行检验。对于头部直径小于50 mm的气门，锥面边缘厚度减少到0.5～1.0 mm时，气门应作报废处理。若继续使用，则会因强度不足，工作时产生边缘向上卷曲变形。气门锥面边缘的厚度，一般中、小型柴油机规定应小于1 mm。
（2）气门锥面磨偏的检验方法与气门杆弯曲度的检查相似。只是百分表的触头抵在气门工作锥面上，转动气门观察百分表的摆差，当摆差超过0.05～0.06 mm时，应进行修磨。
（3）气门下沉量的检验，一般用深度尺、游标卡尺和深度千分尺等进行检查，气门下沉量过大，使燃烧室容积增加，压缩比减小，进气量减少。下沉深度过大还会引起排气量减少，残留在气缸内的废气增多，充气系数降低，柴油机输出功率下降。此外，现代小型高速柴油机中，气门和气门弹簧的装配都是采用弹簧座和锁夹连接的，即弹簧的装配长度是无法调整的。若气门下沉深度增加，相应地气门弹簧的装配长度也就增加，气门作用在气门座圈上的单位压力减小，不能保证气门的关闭严密。这些对柴油机的工作都是不利的。所以在柴油机修理时，要检查气门的下沉深度，对气门下沉深度的大小，各机型使用说明书中都有明确规定。
3 修理
3.1 气门的修理
（1）当气门杆弯曲超过极限值时，可放在小型的压力机上进行冷加压校直。在加压时可在承受压力的气门杆上垫放铜片，以防止损伤气门杆表面。
（2）气门杆端面磨损严重时，可在气门机上磨平，但应注意此端面与气门杆的垂直度。磨平后用油石打光，粗糙度Ra不能高于0.8 μm。
（3）气门锥面磨损时，如果气门仅有轻微的磨损和蚀痕，可让气门与气门座直接研磨来恢复其密封性。研磨前要清除气门、气门座和气门导管上的积碳和污物。研磨可以用手工，或在气门座研磨机上进行。如果气门锥面磨损起槽或有烧蚀麻点时，气门头厚度足够，气门杆与其导管的配合间隙符合要求，可利用气门机进行光磨。
（4）气门裂纹的检修，可用磁力探伤或粉渍法检验裂纹。对有裂纹的气门一般都需要换新的。
3.2 气门座的修理
多数发动机的气门座单独制成座圈，然后压装到燃烧室内的进、排气道口处，气门座圈与座孔有足够的过盈配合量，以防止发动机工作时气门座脱落。为保证气门与气门座可靠密封，气门座上加工有与气门相适应的锥面，气门座的锥面包括三部分：45°（或30°）锥面是与气门密封锥面配合的工作面，宽度为1～3 mm，15°锥面和75°锥面是用来修正工作面位置和宽度的。气门座圈锥面如磨损变宽，或烧蚀产生麻点和凹坑时，应根据其损坏程度采取研磨、铰削、磨削和更换座圈等方法进行修理，而更换座圈后还必须铰削和研磨修理。
气门座圈的铰削通常用气门座圈铰刀来进行。它是由导杆和多只不同直径及不同角度的铰刀所组成，铰刀的角度分为30°、45°、75°和15°四种，30°和45°铰刀又分粗刃和细刃两种。铰削时铰刀通过插入气门导管来定位，以此保证铰出的气门座圈中心线与气门导管的中心线相重合。为此，这项修理必须在装配好气门导管以后再进行。气门座圈铰销步骤如下：（1）铰刀导杆的选择与固定。根据气门导管的内径，选择相适应的铰刀导杆，并插入气门导管内。调整铰刀导杆与气门导管孔表面紧密贴合。（2）砂磨硬化层。由于气门座圈表面有一硬化层，在铰削时会使铰刀打滑，此时可用粗砂布垫在铰刀下面先进行砂磨，然后再铰削。 （3）铰削。根据气门座工作面损伤的情况和不同角度，选择不同粗细刀刃和角度的铰刀套在导杆上，即可进行铰削。铰削时铰刀应正直，两手用力要均衡，直到将烧蚀、斑点等缺陷铰去为止。（4）试配与修整接触面。经铰削后，应用光磨过的气门进行试配。要求接触面应在气门斜面的中下部或中部，工作面宽度应符合要求。（5）精铰。最后用45°（或30°）的细刃铰刀或在铰刀下垫以细砂布，轻轻地再次修铰（磨）气门座圈接触带。
