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故障检修与技术维护 |
柴油机气门导管致使烧机油的原因 |
摘要：气门导管的功用是对气门的运动导向，保证气门做往复直线运动，使气门与气门座圈能正确贴合，并将气门杆的热量传给气缸盖。气门导管对在其内做往复运动的气门起支撑导向作用，保证气门与气门座能正确贴合，并起导热作用。气门导管有整体式和镶入式两种。整体式气门导管在气缸盖中直接加工出气门杆孔。镶入式气门导管在气缸盖内的导管孔内过盈压入一根圆柱形管，过盈量为0.015～0.065mm。
一、气门导管技术要求
1、气门导管的工作环境
气门导管是气门往复运动的导向件，气门头所受的热量通过气门杆传给导管，再传给缸盖散热。气门导管除承受温度外，还承受气门传动机构传给气门杆、又通过气门杆作用到气门导管上的侧压力。同时，气门杆与气门座构成的运动副之间没有润滑油，是干摩擦，摩擦力较大，磨损较大，使运动副之间的间隙更大。过大的配合间隙使气门运动失去导向作用，气门往复运动时歪歪斜斜，使气门座与气门之间不密封，从而漏气，动力下降，油耗增高，排放差，散热差。
2、气门导管的技术条件
从气门导管工作条件可知，气门导管的材料必须散热良好、耐磨。，其结构如图1所示。
（1）导管材料：
一般是选中碳钢，硬度40～45HRC。
（2）导管布置
采用相对缸盖中心线呈V形布置。这种布置能使缸盖中间水腔增大，加强冷却，同时，能使燃烧室设计更紧凑、气门头直径增大，排气更畅，进气更充分。
（3）导管过盈量
气门导管的过盈量必须选择合适。过盈量太小会使导管松动，漏机油到燃烧室；过盈量太大会使缸盖在压入导管时胀裂。过盈量一般选为0.027～0.045mm。
（4）压入导管：
① 将缸盖均匀加热到80℃~100℃，并将气门导管冷却到- 40℃。
② 快速安装冲棒，将导管压入缸盖上导管孔。导管上端露出缸盖盆形槽内面时，必须按厂规定值的伸出量。不可伸出量过多，否则影响气门弹簧工作。在导管长度一定时，导管上端伸出太短，意味导管下端可能会伸入到气道，会影响进排气。
③ 导管压入后，按规定铰削内孔，粗糙度为Ral.6~0.8μm。粗糙度不可高，因为，导管与气门配合间隙无润滑油润滑。为防止机油从导孔与气门之间的间隙漏入燃烧室，应在导管上端装气门油封（如图2所示）。
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图1 气门导管结构类别图 |
图2 气门导管安装图 |
二、气门导管更换方法
1、检查气门杆至导管的间隙。
测量方法（如图1所示）：旋松取下紧固螺钉，定位滑块解除对位置定位杆的卡合，参照位置定位杆上的刻度，上下移动位置定位杆到指定位置，滑动定位滑块对位置定位杆进行卡合，放上并旋紧紧固螺钉，将位置定位杆的顶部从气门导管的底部放入，磁力吸附块与外部的气缸盖气门座圈磁性连接，位置定位杆和气门导管的中心线同轴，将内径千分尺的测量头从气门导管的顶部放入，测量头与位置定位杆的顶部接触，内径千分尺的测量头工作并读数，得到试验前气门导管内径长度，试验后同样操作步骤，可得到气门导管准确的相同位置的试验后的内径长度，试验前、后的内径长度差值可反映气门导管的磨损程度，通过调整定位滑块和位置定位杆的卡合位置，可测量气门导管不同位置的试验前后内径长度数据。
2、如图4所示，对通用的空气冲击气门导管拆装器（A）进行改装，以适应气门导管直径。大多数情况下，使用气门导管拆装器和常规的锤子能够完成同样的程序。
3、选择相应规格的气门导管，并且在电冰箱的冷冻室将其冷冻约1h。
4、用加热盘或烤箱将气缸盖均匀地加热到150℃。用烹饪温度计监测温度，不要使气缸盖的温度超过150℃，过热可能会使气门座松动。
5、从凸轮轴侧开始，使用拆装器和气锤使导管向燃烧室移动约2mm。这将除去一些积炭，并使拆卸更容易。将气锤直接与气门导管对准以防损坏拆装器。戴上护目镜或面罩。
6、将气缸盖翻转，并将气门导管朝气缸盖的凸轮轴侧敲下。
7、如果气门导管仍然不移动，则用8mm 的钻头将其钻出，然后再试一次。
注意：仅在极端情况下才钻出导管；如果导管破裂，可能损坏气缸盖。
8、需要时，每次从冷冻室中取出一个新的导管。
9、在新气门导管的外侧，涂抹一薄层新的发动机机油，从气缸盖的凸轮轴侧安装导管；使用5.5mm 气门导管拆装器将导管（B）压至规定的安装高度（A）。如果要安装所有的16 个导管，可能需要重新加热气缸盖。
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图3 气门导管磨损和间隙测量示意图 |
图4 气门导管拆装示意图 |
三、故障案例分析
1、故障现象
一台康明斯NTA系列柴油发电机组，工作过程中出现过热和机油消耗过快的故障。起动柴油机，发现在稳定运转时排气管冒蓝烟，加速时冒黑烟。为了判断冒蓝烟的原因，拆下空气滤芯直接起动，发现排气管排烟现象并未发生变化，说明排气管冒蓝烟及黑烟现象不是由于进气不充分引起的。初步判断柴油机存在烧机油现象。
2、故障查找分析
（1）考虑到该柴油发电机已经使用较长时间，可能是有与缸套磨损过多或活塞环损坏引起烧润滑油。因此拆下柴油机缸盖，发现活塞顶部有未燃烧完的润滑油，并且燃烧室内积炭较多。转动曲轴，观察缸壁磨损现象，磨损并不严重。继续拆下油底壳，抽出活塞，检查活塞环槽、活塞裙部及活塞环的状况，没有发现异常（活塞环完好，弹性正常，开口间隙没有超出标准值），活塞环也没有装反。因此排除了燃烧的润滑油是由活塞与缸套间进入燃烧室的可能性。
（2）进一步判断，燃烧的润滑油极有可能是沿气门导管进入燃烧室的。因此拆下缸盖上的进排气门，检查发现气门在导管内上下移动时径向有微量旷动，气门杆和气门尾椎上残留有润滑油。经过测量，发现有的气门导管管径（规定尺寸是11.56mm）过大。用棉纱将气门导管内壁擦干净，仔细观察，发现气门导管内壁磨损严重，由此可以判断烧润滑油的现象是由于气门导管过度磨损引起的。
（3）气门导管是3个月前换装的新品，正常使用不会在这么短的时间内出现问题。上次维修理工反映，当时换装新气门导管时，有的气门杆穿过气门导管时发紧发涩；修理工用手电钻夹住裹着纱布的磨杆在导管内进行修磨，管径虽然大了，但损坏了存有的螺纹线。其次是修理工用胎模和铁锤从燃烧室方向打进气门导管时，打进尺寸过大，又反方向修正了气门导管高出气门弹簧底的标高。因气门导管上端面有倒角（锥面可减少滑油下泄），修正是将倒角砸毛损伤，为了修复损伤部位，有用刮刀对气门导管口部进行刮削，增大了导管口径，略呈喇叭口。这样造成气门室里的润滑油很容易沿气门导管与气门杆间隙流进燃烧室，造成润滑油消耗异常，排气管排烟不正常。
3、故障排除
更换了一组新的气门导管，在装配时，使用手锤和胎模镶嵌导管，敲击的同时应不断地旋转胎模。这样能保证导管镶嵌不倾斜，气门杆在装配后的导管內上下运动时不发涩，气门落座迅速准确并与气门座接触良好，起到良好的密封作用（最好用专用工具压装，并按规定尺寸铰销内孔，保证合适配合间隙）。装复后试机，排气管排烟和润滑油消耗均正常。
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