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故障檢查與技術維護 |
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。配氣機構就像人類的呼吸系統(tǒng)， 可想而知，它對整個柴油發(fā)電機來講重要性是不言而喻的，為了更好的去理解柴油發(fā)電機的工作過程和工作原理，就應該對其配氣機構應有更深一步的學習。論文主要從配機構的組成、 工作原理及分類方面進行層層闡述，后查閱資料及自己在實習過程中遇到的問題加以總結。最后對其估故障的部位進行逐個分析判斷直到找到故障所在的部位并對其進行維修。
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發(fā)生磨損、燒蝕或變形等損傷，致使氣門漏氣或滲漏機油，影響柴油發(fā)動機的正常工作，導致柴油發(fā)動機的動力性和經濟性變壞。配氣機構的工作性能好壞，對發(fā)動機有重要影響。因此，應按要求檢查和調整配氣機構，發(fā)生故障時要及時維修，確保柴油發(fā)動機正常工作。
1、配氣機構的作用
配氣機構的作用是:按照發(fā)動機各缸的做功次序和每一氣缸工作循環(huán)的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，配合發(fā)動機各缸實現進氣、壓縮、做功和排氣的工作過程。
2、配氣機構的組成及使用要求
配氣機構由氣門組和氣門傳動組組成，零件分解圖如圖1所示。氣門組用來封閉氣缸的進、排氣道口；氣門傳動組使氣門打開和控制開啟與關閉的時刻及開啟與關閉的規(guī)律。配氣機構的氣門要關閉嚴密，開閉及時，開度足夠。如果氣門關閉不嚴，在壓縮行程會漏氣，造成氣缸壓力不足和燃氣的損失；在做功行程會泄壓，使燃氣壓力降低。如果氣門開閉不及時或開度不夠，則會使進氣不充分，排氣不徹底。上述情況都會嚴重影響發(fā)動機的功率，甚至使發(fā)動機不能啟動。
3、配氣機構的工作過程
配氣機構工作過程如圖2所示。凸輪軸轉動時，當凸輪的圓柱面（基圓）部分與挺柱接觸時，挺柱不升高，挺柱以上的傳動件不動作，氣門是關閉的。當凸輪的凸起部分與挺柱接觸時，便開始將挺柱頂起，于是氣門被打開。當凸輪的最大凸起處與挺柱接觸時，氣門達到最大開度。隨后，凸輪與挺柱接觸表面的凸起開始逐漸變小，氣門在氣門彈簧的作用下開始上升關閉，并反向推動搖臂等傳動桿件，使挺柱下壓保持與凸輪的接觸。當凸輪凸起部分離開挺柱時，氣門完全關閉。
大多數發(fā)動機每缸各有一個進氣門和排氣門。每個氣門都有一套氣門驅動裝置。所以，凸輪軸上的凸輪數與發(fā)動機的氣門數相同，各凸輪之間有一定的夾角，以滿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、刻痕、凹坑及其他缺陷。在非磨光部分允許有黑點和加工痕跡。
② 挺柱上端螺紋(側置式氣門)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。
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0. 01mm，徑向跳動量不應超過0. 05mm。如圖3所示。
⑤ 氣門挺柱與承孔的配合間隙如超過0. 10mm時，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、用曲軸正時帶輪的中心緊固螺栓順時針轉動曲軸，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(guī)，則須更換挺柱。
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圖3 氣門挺柱的檢測示意圖 |
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、再拆下正時帶上護罩。
②沿曲軸旋轉方向通過曲軸帶輪中心螺栓將曲軸盤至1缸上止點標記處。拆卸氣缸蓋罩，松開張緊裝置，從凸輪軸帶輪上拆下正時帶。
③用專用工具3036松開凸輪軸鏈輪，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。用傳動鏈張緊器3366的定位器固定住傳動鏈張緊裝置。注意定位器不要擰得過緊，否則可能損壞傳動鏈張緊裝置。
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個鏈輥（從豁口旁的進氣凸輪軸鏈輪的鏈輥開始計）。
⑤首先拆卸進、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、排氣凸輪軸鏈輪的兩個軸承蓋，擰下傳動鏈張緊裝置緊固螺栓。分幾步按對角線方向拆下進排氣凸輪軸的第2和4道軸承蓋緊固螺栓，然后拆下軸承蓋。
⑥拆下進、排氣凸輪軸及傳動鏈張緊裝置，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個鏈輥，如圖5所示。
② 更換傳動鏈張緊裝置的橡膠和金屬襯墊，并在陰影區(qū)域涂上一層薄薄的D454 30002密封劑。
③ 將傳動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）。分幾步按對角線方向擰緊進、排氣凸輪軸的第2和4道軸承蓋。安裝相鄰進、排氣凸輪軸鏈輪的兩個軸承蓋。
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(qū)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，安裝新的進排氣凸輪軸油封，安裝凸輪軸正時帶輪。檢查安裝位置，凸輪軸正時帶輪的窄幅板朝外（如圖6箭頭所示），須可見1缸上止點標記。安裝凸輪軸正時帶輪緊固螺栓（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帶護罩的標記。轉動凸輪軸時曲軸不得處于上止點，否則氣門可能碰撞活塞，導致損壞。
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圖5 凸輪軸結構位置圖 |
圖6 檢查凸輪軸正時帶輪 |
2、氣門桿油封的更換
（1）氣門桿油封的拆卸
① 安裝氣門彈簧壓縮器，使其與氣門和彈簧座底部在同一直線上，如圖7所示。
② 上緊氣門彈簧壓縮器，壓縮彈簧并取下兩塊氣門鎖片。
③ 松開門彈簧壓縮器，拆卸彈簧座和彈簧，然后將氣門朝燃燒室的方向往外拉，拆卸氣門。
④ 依次拆下其它進排氣門，并按各缸順序整齊放在工作臺上。
⑤ 用尖嘴鉗鉗住氣門油封底部的金屬部分，拆下氣門桿油封（也可用氣門油封鉗），如圖8（a）所示。
⑥ 用一字螺絲刀撬起氣門彈簧座，用磁性手柄吸出氣門彈簧座，如圖8（b）所示。
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圖7 柴油機氣門彈簧壓縮器安裝圖 |
圖8 柴油機氣門油封拆卸步驟圖 |
（2）氣門桿油封的安裝
安裝前，大概了解一下氣門導管和油封結構，如圖9所示。
① 先將氣門油封用機油浸泡10分鐘左右。將氣門底座的墊片安裝上。將氣門油封從機油里面撈出來。
② 將塑料套裝到氣門桿上，以防損壞新的氣門桿油封。在油封唇口輕涂一層機油。
③ 將油封裝到工具3365上，然后慢慢推到氣門導管上，如圖10所示。
特別提醒：如果沒有專業(yè)安裝工具，可以把氣門油封先用手按上去，再用比他略大的套筒套上，用錘子輕輕敲擊到位即可，這樣不會損傷到氣門油封的工作唇口，也很省心。
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圖9 氣門導管和油封結構圖 |
圖10 氣門桿油封安裝示意圖 |
3、氣門導管的檢查與更換
（1）氣門導管的檢查
將氣門插入導管內，直至氣門桿端部與導管端面平齊。因氣門桿直徑略有不同，進、排氣門應裝入各自的導管內，如圖11所示，晃動氣門頭部，測量進、排氣門與導管的間隙，其磨損極限均為0.80mm。如果所測值超過磨損極限，應換上新氣門再次測量。如果還超差，則須更換氣門導管。
（2）氣門導管的拆卸
首先檢查氣門座鑲圈及氣缸蓋密封面是否可修整，若不能修整，則不應更換氣門導管。
① 將缸蓋螺栓定位銷A插入支承板孔2和孔3內，按氣門角度（外側進氣門：21．5°；中間進氣門：15°；排氣門：20°）將銷子B插入孔內。
② 用沖頭3360壓出磨損的氣門導管，如圖12所示：帶臺肩氣門導管從凸輪軸側壓出；不帶臺肩氣門導管從燃燒室側壓出。
（3）氣門導管的安裝
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。導管臺肩接觸時的壓力不得超過10kN（約1.0t），否則臺肩將會破裂。
氣門導管可用手動鉸刀3363擴孔，鉸孔時用切削冷卻液冷卻。
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圖11 檢查氣門與導管間的間隙 |
圖12 氣門導管的拆卸方法 |
4、氣門座的檢查與修整
修理氣門漏氣的柴油發(fā)電機時，僅研磨氣門座及更換氣門不足以解決問題，同時還須檢查導管是否磨損，這對使用時間長的柴油發(fā)電機尤為重要。氣門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，緊壓在氣門座上。若氣門本身需要換，則用新氣門進行計算。
測量氣門桿端部至凸輪軸中心軸線的距離（凸輪軸中心軸線與氣缸蓋頂面平行）。所測得的距離減去最小尺寸（外側進氣門：34.0mm；中間進氣門：337mm；排氣門：34.0mm）就等于最大允許修整尺寸。
表1 氣門座的修理尺寸
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氣門座
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進氣門座
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排氣門座
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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）修整氣門座
① 手工研磨氣門的步驟
② 研磨氣門時應注意：
在研磨中要使氣門在氣門座內朝一個方向轉動，應不時提起和轉動氣門，變換氣門與座的相對位置，以保證研磨均勻；研磨時不應過分用力，也不要提起氣門用力在氣門座上撞擊敲打，否則會將氣門工作面磨寬或磨成凹形槽痕。
③ 要注意檢查氣門的接觸情況：
若接觸面太靠上，砂要點在接觸面的上面，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，可在接觸面的上下兩處點砂，以便能迅速磨出接觸面來，增大接觸面。
總結：
配氣機構的作用是及時的將可燃混合氣吸入氣缸和及時的將氣缸中的廢氣排出，以保證柴油發(fā)電機的正常工作。配機構是實現柴油發(fā)電機進過程和I排氣過程控制機構，它的作用是按照柴油發(fā)電機的正常工作次月按時打開和關閉進、排氣門，使新鮮空氣或可燃混合氣進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，要保證適時的開啟與關閉進排氣孔，使廢氣充分地排出干凈，盡可能地吸進新鮮可燃混合氣，配氣機構要求簡單，工作可靠，調整維修方便。
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