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故障检查与技术维护 |
柴油发电机气门的研磨方法和密封性检验 |
摘要：气门是柴油发电机配气机构的重要零件，经常处在高温（进气门约在300～400℃，排气门约在800～900℃）条件下工作，其润滑和冷却条件都很差，又在频繁的开闭运动中承受着撞击负荷，故成为柴油发电机易磨损，易损坏的机件之一。为使柴油发电机正常工作，必须对磨损或损坏的气门及时地予以研磨或修理。
气门分为进气门和排气门两种，都是由圆形且带有锥面的头部和圆柱形的杆部组成。气门头部的锥面用来与气门座的内锥面配合，以保证密封。气门杆部同气门导管配合，为气门运动起导向作用。在使用中气门常见的耗损有气门杆部及尾端的磨损、气门杆的弯曲变形、气门工作面锥面磨损与烧蚀等。
一、气门修理方法
用外径千分尺测量气门杆身的上、中、下3个截面，且测量位置应相互垂直分别测量。与杆尾端部尚未磨损部位的尺寸进行对比，得出磨损量和圆柱度误差，如图1所示。如偏差超过规定值，则应修理或更换。
1、气门杆部的修理
（1）气门杆的矫直
当气门杆直线度大于0.02 毫米时应予以矫直，大于0.2 毫米时应报废。矫直方法如图2所示，在专用的V形架上，使凸面向上，用手动压力机压矫。压矫时为10倍直线度，压下并停留2分钟。直线度矫正到0至反弯0.02 毫米之间，即可停矫。为避免压坏表面，可垫铜片。
（2）气门杆的重磨
气门杆磨损后，可在无心磨床上重磨，使直径减小至比修理尺寸和名义尺寸小0.25 毫米和0.50毫米装机时，需配用减小孔径的导管。杆部直径公差应与原厂制件公差相同，直线度小于0.02毫米，圆柱度误差小于0.01 毫米（在100 毫米长度内），表面粗糙度Ra0.8μm以下。今后，这一修理方法将被更换新件的方法代替。
（3）气门杆的镀铬修理
重磨法修理需同时配用修理尺寸的导管并备有相应的铰刀。在磨损不严重时，可以用镀硬铬（或松孔镀铬）的方法恢复气门杆的原始尺寸。镀铬时，应留有磨削余量，镀后将直径磨至原厂要求的尺寸。
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图1 气门磨损检查 |
图2 气门垂直检查和矫正 |
2、气门杆端面的修理
（1）杆端磨平。
气门杆端面如图3所示，若其被摇臂或挺杆螺钉磨凹时，可磨平，但累积磨低量不宜大于1.5 毫米（因为杆端淬硬层厚度下限为2毫米）。
（2）镀铬修理。
对于磨损较重、硬度偏低的气门采用局部镀铬修理方法较好，镀后不必重磨，只用00号细砂纸抛光即可。对于杆端多次重磨的气门也宜采用此方法恢复。
3、气门头部修理
（1）气门头部歪曲的冷矫。
在专用的胎模中，以手压床冲头压平气门顶面。矫后应检查颈部是否有裂纹。
（2）气门锥面的磨削。
气门锥面的角度如图4所示，磨锥面的加工通常在磨光机上进行，具体操作方法是将气门夹在夹头上，并按照气门锥面角度数扳动夹头座，使座上刻线对准床面标尺上的相应刻度。按下工件旋转按钮，使气门旋转。察看气门头部外径是否摇摆，如摆动较大，应重新矫正气门头部的歪曲或气门杆的直度。按下电钮，启动砂轮电动机。一手转动纵向进给手柄，另一手操纵横向移动手柄。磨削时，进刀量应小（由纵向进给控制）磨至出现完整的锥面为止。宜使用冷却液，以提高光洁度，并防止过热。检查气门头部厚度及直径大小。当厚度小于0.8 毫米时，应磨小气门头部直径，但不得小于规定尺寸，否则应报废气门。
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图3 气门组成结构图 |
图4 气门密封锥面角度 |
二、气门研磨
柴油机在使用过程中，若气门与气门座之间的密封锥面损坏严重，造成漏气的，就需要修磨。修磨前应先清理气门、气门座与气门导管表面的积碳及其它污渍，并清洗干净。检查气门导管与气门杆部之间的配合间隙，使它合格。在此基础上，才能车或磨气门锥面，并铰削气门座锥面，然后进行研磨；若密封锥面损坏较轻的，可直接研磨。
1、研磨气门的注意事项
（1）首先检查气门工作面有无麻点、凹陷和斑痕，应采取光磨消除。检查气门杆的弯曲度，可将气门杆放在V型架上，用千分表检查其中部的摆差，超差时应予冷压校直。检查气门杆的磨损量，可用外径分厘卡检查，如其磨损超过0.125毫米，应更换或喷镀、光磨至规定尺寸。气门头部锥面经多次磨削直径会减小，当气门头边缘厚度小于0.8毫米时，应更换新件。
（2）在电动光磨机上光磨气门时，须注意其工作面的磨修角度，在保证消除气门表面麻点、凹坑的前提下，尽量减少磨削量，以延长气门的工作寿命。如无光磨机时，可用台钻或车床来锉磨。锉磨时，先将气门夹在台钻或车床卡盘上，然后开动电机，用油石或细平锉刀沿气门的工作面进行磨削，直到麻点、凹坑和斑痕等缺陷消除为止，最后用细砂布将锉刀包一层后进一步光磨气门。
（3）气门光磨后，按工艺规范再进行气门座的铰削。气门座的铰削分初铰、精铰和光磨，光磨须保证其工作面角度和粗糙度。气门座铰削后，可用标准气门插入座口，用皮碗轻拍数下（注意不要转动气门），此时气门中间偏下处出现几道圆圈，即有线接触印痕，说明合乎要求。
2、手工研磨气门步骤
手工研磨气门应采取“一次涂砂、两次检查”的方法。研磨方法如下：
（1）在气门锥面上涂一层薄薄的粗研磨砂（凡尔砂）或沿锥面均匀地点几点粗研磨砂，将气门杆上涂一层润滑油插入气门导管内。最好用一软垫套在气门杆上，防止研磨时研磨砂漏到气门导管内，破坏了气门杆和气门导管之间的配合。
（2）用研磨专用工具的皮碗或橡皮捻子吸住气门大头平面（如图5所示），手搓工具木杆，边左右转动、边上下拍打，并适时地向一个方向转动一下气门，使研磨均匀（步骤如图6所示）。
（3）待研磨出一个完整无缺陷的环带后，清洗粗研磨砂，换上细研磨砂，重复上述研磨动作，直到研磨表面出现一条整齐无光泽的灰色环带为止。环带宽度不宜超过2 毫米。
（4）彻底清洗研磨砂后，一定要在气门锥面上涂一层清洁的润滑油，再研磨几分钟才算结束。研磨后的气门与气门座必须成对配套使用，不可互换。
研磨后的气门接触线应在其锥面中部，要求接触线带宽度：进气门为1.2~1.5毫米，排气门为1.5~2.0毫米，接触线宽度过大、过小都不利于密封。
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图5 气门手工研磨示意图 |
图6 气门锥面手工研磨步骤图 |
三、研磨后密封性的检验
检验柴油发电机气门与气门座密封性通常有以下方法。
1、目视检查法
气门研磨后，在其接触面出现有光泽的圆圈时，将气门与座口用汽油洗净擦干装回气门轻拍数次，然后取出察看气门和座口工作面，若有明亮而完整的光环且无斑点时，即可认为达到密封要求。
2、铅笔画线检查法
如图7所示，气门接触面宽度合乎要求时，用铅笔在气门工作面上均匀地画上若干道线条，使气门的工作面与相配的座口工作面接触，并转动气门1/4转，取出气门，检查其斜面上的铅笔线条。若其中间全部被均匀切断，则表示接触良好，密封可靠。
3、红丹鉴别法
在气门工作面上淡淡地涂抹一薄层红丹油，将气门压在座圈上旋转1/4转后取出，若气门接触面上的红丹油整个圆周整齐且无间断被刮去即为合格。
4、液体检验法
将缸盖放平，燃烧室朝上，把研磨好的气门洗净后插入导管，往气门头上倒满汽油并注意观察，若5分钟内无渗漏现象，表明气门密封性能良好。
5、仪器检查法
用油洗净气门及其座口，用带有气压表的专门检验气门密封性的检验器检查，如图8所示。检查时，先将空气容筒紧密地压在气门座缸体上，再捏橡胶球，使空气容筒内具有0.6~0.7kgf/cm2（1kgf/cm2一98.0665kPa）的压力，如果在30s内，气压表的读数不下降，则表示气门与座密封性良好。
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图7 气门密封性试验（划线法） |
图8 气门密封性的检验器 |
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