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功能说明与康明斯知识 |
更换发动机气门油封最简单的安装方法 |
摘要：本文所述气门油封主要适用于发动机的气门导杆往复油封，其主要的作用是防止机油进入进排气管流失、防止机油进入燃烧室。因为气门油封主要是在高温下与燃油和机油接触，所以需要采用耐热性和耐油性都非常好的材料，一般制造气门油封用混炼胶分为A类为氟橡胶材料、B类为丙烯酸酯橡胶材料、C类为乙烯丙烯酸酯橡胶材料。气门封油是柴油机气门组的重要零件之一，但也是很容易老化的部件之一，当柴油发电机出现加载乏力或者是冒蓝烟的时候，说明气门封油已经老化，此时需要进行更换。
一、气门油封的基本结构、参数代号
因为在气门杆和气门导管之间有相对运动，必须有间隙，所以必须采取措施控制适度机油进行润滑。常用方法是在气门杆或气门弹簧上安装了气门油封（如图1所示），它们使机油从气门杆上脱开，并防止机油在气门导管的顶部聚集。
1、基本结构
气门油封基本结构由安装支撑部、唇部、骨架、弹簧（或无弹簧）组成。
（1）按安装支撑部的型式分为以下4种基本类型：
① 内包橡胶型，安装支撑部为内包橡胶，用QB表示，见图1；
② 內露骨架型，安装支撑部为内露骨架，用QC表示，见图2a；
③ 无骨架型，安装支撑部无骨架，用QD表示，见图2b；
④ 骨架橡胶装配型，橡胶硫化好后再装配骨架，用QZ表示，见图2c。
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图1 气门油封内包橡胶型 |
图2 气门油封支撑部的型式 |
（2）按功能分为以下2种类型
① 主动式导管油封
主动式导管油封是控制机油流动的另一种方式。主动式导管油封是一些小油封紧密地贴在气门杆的周围，通过小的弹簧或卡子保持在气门杆上。通常情况下流经气门导管的大部分机油都被这些油封挡住。
② 被动式导管油封
被动式油封包括O形圈和伞状气门杆油封。这种油封大多用在较新的发动机上，而不适用于气门杆磨损较大的老式发动机。如图2所示为主动式和被动式两种气门油封。
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图3 进排气门油封示意图 |
图4 气门油封分类 |
2、参数代号
气门油封的参数名称和代号见表1。
表1 气门油封的参数名称和代号
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代号
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名称
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代号
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名称
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d
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气门导杆公称直径
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h2
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装配部高度
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d1
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安装支撑部装配直径（与导管配合处直径）
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R1
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唇口圆角半径
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d2
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唇口直径
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α
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唇前角
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D
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气门导管公称直径（与支撑部装配直径配合处直径）
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β
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唇后角
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D1
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安装支撑部外径
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i
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唇口过盈量
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h
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气门油封高度
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R
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弹簧中心相对主唇口轴向位置
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h1
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安装支撑部高度
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二、性能要求及试验方法
按下列要求进行试验，气门油封漏油量应符合用户发动机的规定值。
1、试验台
试验台示意图如图5所示。试验台主要由主机、油泵、真空泵、控制盘等组成，能够收集通过气门油封泄漏的润滑油。试验台应符合以下要求：
（1）能够安装不同直径的导杆，不同直径的导管；
（2）导杆往复行程可以调整；
（3）导杆的往复频率可以调整；
（4）润滑油的温度最高能达到150℃，温度控制精度±3℃；
（5）真空泵压力可以达到100kPa；
（6）气门导杆和气门导管的尺寸公差、表面粗糙度、倒角等要求应符合发动机的实际工况，或按用户要求。
2、试验前的测量
为了便于准确地分析试验结果，在进行试验以前应对气门油封测量以下特性值：
（1）装簧后气门油封唇口直径d2（装簧4小时后测量）；
（2）安装支撑部装配直径d1以及圆度；
（3）气门杆径、材料硬度及表面粗糙度。
3、安装及试验
（1）先将气门油封放入安装工装内，再将工装、气门油封一起插入导管上端，然后平稳压入导管上，见图6，并将导管固定在主机座上，最后将导杆插入气门油封及导管内孔后固定。
（2）盖好主机盖板并固定。
（3）安装固定好接油试管。
（4）加入润滑油(应与发动机润滑油牌号一致)。
（5）设定试验油温度、压力、往复行程、往复频率、试验时间。
（6）按规定的试验条件及技术要求进行试验。试验周期为10 h，或按用户要求。
4、试验后的测量
试验完成后，称量试管内的油重量，并作记录。拆下气门油封，测量密封唇的直径，检查密封唇口磨损情况及表面状态并记录出现的任何裂纹、撕裂、及缺陷。
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图5 柴油机气门油封试验台结构图 |
图6 柴油机图气门油封安装示意图 |
三、更换气门油封步骤
发动机的气门油封密封不好时，机油就会从气门油封进入气门导管，然后顺着气门导管流入进气道，随空气进入燃烧室燃烧（如图7所示）。气门油封漏油在外表也是不可见的，它漏油最明显的特征就是在排气管处排出淡蓝色的烟，等发动机温度升高后排气颜色正常。如果漏油严重的话，在排气管的尾部有一圈油印。因此，发现上述情况应立即更换油封（安装示意图如图8所示）。
1、更换气门油封的方法
（1）如果确认气门油封有异常情况，同时气缸数量有超过两个。针对这种情况建议先打开发动机缸盖，然后把其它气门油封一起更换。具体操作的方式就是先把发动机缸盖拆卸下来，顶住气门以后，再去对气门油封进行更换。虽然这种方法很可靠，但可能需要花费2个小时左右来密封新油。。
（2）如果只有两个气缸密封件有问题，可以在不拆下气缸盖的情况下更换气门密封件。这种更换气门密封件的方法不仅可以节省大量资金，还可以大大缩短工时。
（3）如果想要更换某个气缸的进、排气门油封，建议使用细绳把气门吊住，有必要的情况下需要把这个缸的火花塞拆卸下来，然后再去从火花塞的孔里面引入到高压空气。这样就能有效顶住气门，从而方便更换气门油封。这样不仅可以节省至少1.5小时，还可以避免气缸垫损坏、正时紊乱、冷却液污染或缺陷等。
2、更换气门油封的注意事项
更换气门油封要必须要定心，安装进、排气管前，一定要在杆上涂一层机油，避免引发一系列后遗症，在安装气门油封时一定要用专用的工具，检查唇口是否变形，唇口是否外翻，倘若唇口变形或者外翻一定要重新安装，不然容易造成其松紧度不够，引发导杆继续漏油出现气门油封换了还不如不换的情况。
（1）将塑料套装到气门杆上，以防损坏新的气门杆油封；
（2）将油封装到工具上，然后慢慢推到气门导管上；
（3）要抬下缸盖才行，直接用铨子夹住，把旧的油封拿出来，装新的油封前，涂点机油在油封上，也可以直接放在机油里泡一下就拿起，然后对准位置用手直接按下去，再用10的套筒或10的T筒对准上面，注意角度，再用锤子轻敲T筒就可以了，然后再观察它们的角度是否正确。
（4）气门油封更换工艺要求严格，需要拆下气门室和缸头，工作很复杂，安装时规皮带时一定要把凸轮轴放置在0刻线处，曲轴对准上止点。
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图7 柴油机气门油封漏油区域图 |
图8 气门油封安装位置图 |
总结：
气门油封混炼胶每批应进行硬度、拉伸强度和拉断伸长率、密度检验；应随机抽取混炼胶至少进行一次热空气老化性能、耐液体、压缩永久变形性能试验和一次脆性温度试验。当性能检验项目出现不合格时，应取双倍试样对不合格项进行复验，复验仍有不合格时，允许对该批混炼胶进行修炼，修炼后应进行全项性能检验。气门油封除另有规定外，标志、包装、运输和贮存应符合GB/T 5721-1993规定。在遵守GB/T 5721-1993第5.1和5.2规定的条件下产品的贮存期为三年。
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