康明斯动力（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

柴油机气门室异常响声造成的原因和修理方法

 

摘要：发动机是康明斯发电机组中应用于燃油发电的一种动力类型，其优良的动力性能和高效的燃烧特性受到了众多用户的青睐。然而，随着使用时间的增长，柴油发动机会出现一些故障，其中最为常见的就是柴油发动机气门异响的现象产生。康明斯公司本文将详细讲解柴油发动机气门室内异响的原因及其解决方法，希望通过对发动机配气机构响声及危害性的深入分析，相信能提高读者对其有进一步的认识。总而言之，导致其产生响声的原因也是相当复杂，而且响声对配气机构产生的影响程度变化，因此必须要进行科学的判断，才能够避免造成不必要的浪费。

 

一、配气机构异响的危害

 

      发动机配气机构是发动机中至关重要的部分，发动机配气机构的正常运作是发动机能够稳定运行的先决条件，其结构组成如图1、图2所示。然而就目前发动机配气机构在发动机中应用的实际情况而言，通常由于发动机配气机构和发动机中其他构件之间的相互摩擦，从而产生一些响声甚至噪音，这些响声和噪音有些无伤大雅，但是有些却能够对发动机的正常运行产生严重的影响，并且会造成发动机功率下降，还可能损坏发动机的内部结构。因此，对发动机配气机构的几种响声及其危害性进行研究不仅迫在眉睫，而且意义重大。本文通过对发动机配气机构的几种响声的深入研究，并对其危害性进行了详细分析，并对具有危害性的响声判断进行了详细的阐述，以供同行参考。

      随着科学技术的进步，在当前社会的各个领域中，其生产方式早已从传统的手工作业过渡到现代的机械作业。随着各个领域逐步实行了机械化生产，是各个领域中的生产效率和质量大幅度提升，进而极大的促进了社会经济的发展。而发动机是各种机械设备的动力源泉，其正常运行是现代社会机械生产的先决条件。然而在发动机的运行过程中，却通常会因为各种原因的影响，导致发动机出现运行故障，甚至被损坏。

      在影响发动机正常运行的众多因素中，发动机配气机构的响声是一种隐伏的危害。发动机配气机构是发动机中至关重要的结构部分，而发动机配气机构的正常运行更是直接关系到发动机能否正常稳定的运行。然而就目前发动机配气机构在发动机中应用的实际情况而言，通常由于发动机配气机构和发动机中其他构件之间的相互摩擦，从而产生一些响声甚至噪音，当发动机配气机构出现响声时，一部分不会对发动机配气机构造成影响，但是有些却能够对发动机的正常运行产生严重的影响，并且会造成发动机功率下降，还可能损坏发动机的内部结构。

      因此，必须对发动机配气机构的几种响声及其危害性进行研究，从而有效的保证发动机的正常运行。本文从气门脚间隙大产生的响声出发，对发动机气门室响声和危害性进行了深入分析，并且对具有危害性的响声判断进行了详细的阐述。希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为今后具有危害性的响声判断起到一定的参考作用。

 

图1  康明斯柴油机配气机构零件图

图2  配气机构组成展开图 1一调整螺钉；2一摇臂；3一气门座；4一凸轮；5一挺柱；6一推杆；7一气门杆；8一气门头；9-垫块；10一挺柱

 

二、故障原因

 

      柴油发电机启动后，听到在气门室内有不正常的响声，转速提高，响声加大，且在汽缸内发出有节奏的沉重敲击声。其故障主要表征为发动机运转时发出连续不断的、有节奏的“嗒、嗒、嗒”（在气门脚处）或"啪、啪、啪”（在气门座处）的金属敲击声；转速增高时响声亦随之增高，温度变化和单缸断火时响声不减弱；若有数只气门响，则声音显得杂乱。气门脚响和气门落座响统称为气门响。

1、汽缸内气门脚响

2、气门间隙过大

① 一般是由于气门调整不当或者部件（气门和摇臂）磨损，会引起气门间隙过大；

② 还有一种可能，就是积碳过多，造成的气门间隙过大。

3、气门被卡死

① 气门]杆与导管之间的间隙过小。

② 气门杆与导管处润滑不良，造成干摩擦。

③ 门杆与导管处有水进入，且又停用时间过长，致使气门杆与导管之间生锈而被卡死。

④ 长时间超负荷作业，柴油机冒烟严重，在气门导管和气门杆处形成积碳。

⑤ 柴油机维护保养不当，使过多的尘砂通过气门进入气缸，部分尘砂窜入气门导管内，将气门杆卡死。

      在使用中一且发生气门杆卡死的情况，很容易造成气门杆弯曲或折断，引发摇臂或摇臂架折断等故障。

4、凸轮轴磨损严重

① 磨损的主要原因是机油压力不足或机油粘度不足，不定期更换机油引起的；

② 配气相位的影响，如正时皮带、正时链条磨损严重。

5、气门弹簧折断

6、供油提前角过小

① 高压泵凸轮轴两端的轴承间隙调得过小或烧蚀，造成运转阻力增大，从而使供油提前角减小。

② 凸轮轴弯曲造成凸轮轴两端轴承发卡或调速齿轮与离心块上的齿轮产生卡滞。

 

三、故障排除方法

 

1、气门间隙检查

      按照顺序拆下气门室罩壳（如图3所示），对气门间隙进行检查，转动飞轮在“0”刻度为止，这时，柴油发电机第一汽缸正好是在压缩冲程的上止点，用塞尺分别检查第一、二、三汽缸的气门间隙（如图4所示），未发现异常。继续按柴油发电机的转动方向转动到第四汽缸压缩冲程上止点，开始检查第二汽缸排气门、第三汽缸进气门、第四汽缸进、排气门间隙，结果发现只有第三汽缸进气门不正确，间隙为0.6mm左右，经调整后，启动柴油发电机至700r/min时，气门室罩壳内的节奏恢复正常。

 

图3  柴油机摇臂室壳体固定螺钉拆卸顺序

图4   柴油机气门间隙检查示意图

 

2、更换机油

      对于柴油发动机气门响的情况，首先需要考虑更换机油。更换合适的机油，可以有效减少机油对气门的影响，从而减少气门响声。

3、更换气门零部件

      如果更换机油不能减少气门响声，就需要更换柴油发动机的气门零部件。如更换气门、更换气门弹簧、更换气门导杆等，可以有效解决柴油发动机气门响的问题。

3、清洗气门

      清洗气门可以有效去除气门上的积碳、油垢和灰尘等杂质，恢复其原有的光滑状态，从而降低气门响声。

4、喷油提前角调整

      按柴油发电机的各项要求，对供油提前角进行检查和调整（结构如图5所示），常见的方法分为两种：

（1）拆下第1缸的高压油管，转动曲轴，使第1缸活塞处于膨胀冲程始点，此时飞轮壳上的指针对准飞轮上的“O”刻度线。然后反转柴油机曲轴，使检视窗上的指针对准飞轮上相当于喷油提前角规定的角度，然后松开喷油泵传动轴节和盘上的两个紧固螺钉，按喷油泵的转动方向，缓慢而均匀地转动喷油泵凸轮轴至第1缸出油口油面刚刚发生波动的瞬时为止（参照图6所示），并拧紧结合盘上的两个螺钉。

（2）拆下第1缸高压油管，转动曲轴，使第1缸活塞处于压缩终点位置前40度左右，然后按柴油机旋转方向缓慢而均匀地转动曲轴，同时密切注意喷油泵第1缸出油口的油面情况。当油面刚刚发生波动的瞬时，即表示第1缸喷油开始，此时检视窗上指针所对准的飞轮上刻度值就是喷油提前角度数。如这角度与规定范围不符，可松开接合盘上的两个螺钉，将喷油泵凸轮轴转过所需调整的角度（传动轴接盘上的刻度，每个相当于曲轴转角3度），提前角过小，凸轮轴按运转方向转动；提前角太大，则按运转的反方向转动，然后拧紧接合盘上的两个螺钉，再重复核对一次，直至符合规定范围为止。

 

图5  柴油机喷油泵联轴器结构图.

图6  柴油机喷油提前角的调整

 

总结：

      随着科学技术的日新月异，在当前社会的各个领域中生产方式都已实现了机械化生产，从而大幅度提高了生产效率，为社会经济的高速发展奠定了坚实的基础。发动机配气机构是发动机中至关重要的结构部分，而发动机配气机构的正常运行更是直接关系到发动机能否正常稳定的运行。但是由于发动机配气机构和发动机中其他构件之间的相互摩擦，从而产生一些响声甚至噪音，这些响声和噪音有些无伤大雅，但是有些却能够对发动机的正常运行产生严重的影响，并且会造成发动机功率下降，还可能损坏发动机的内部结构。因此，必须要对发动机配气机构的气门室响声及其危害性进行深入的研究。

      综上所述，柴油发动机气门响声的原因可能很多，但解决方法也有很多。康明斯公司告诫维修人员，只需要根据具体情况选择正确的方法和维修方式，就可以快速解决气门响声问题，并保持柴油发动机的正常运转。最后，建议用户定期对柴油发动机进行保养和维护，以保障其正常运作。

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