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技术维修与康明斯知识

柴油柴油机摇臂的清洗检查及修理方法

 

摘要：柴油机摇臂的工作原理可以用一个简单的比喻来解释。摇臂杆就像是一个杠杆，曲轴的旋转运动作为杠杆的作用力，通过摇臂轴传递给气门，使其产生开闭运动。而摇臂杆的长度和角度则相当于杠杆的长度和角度，可以调节气门的开闭时间和幅度。柴油机摇臂是柴油机中实现气门控制的重要部件，由于其部件在柴油机中承担着重要的作用，需要合理设计和优质材料制造，以确保柴油机的正常运行和稳定性能。康明斯公司在本文中专门就气门摇臂组工作原理、磨损检查和维修事项进行论述，为售后人员的维修工作提供参考。

 

一、摇臂组结构与原理

 

      摇臂组通常由摇臂杆、摇臂轴和凸轮等部件组成，如图1所示。摇臂杆连接着气门和摇臂轴，而摇臂轴则通过滚子或凸轮与曲轴相连。摇臂是柴油机中的一个重要部件，外形如图2所示。它承担着将曲轴的旋转运动转化为气门的开闭运动的工作。柴油机摇臂的工作原理如下：

1、气门控制

      柴油机摇臂的工作首先要受到气门控制的指挥。柴油机中的凸轮轴通过正时齿轮与曲轴相连，凸轮轴上的凸轮通过凸轮跟踪器与摇臂相连。凸轮上的凸点和凹点分别对应着摇臂的上下运动，通过凸轮的不断转动，摇臂就能够按照一定的规律进行上下摆动。

2、气门升程

      柴油机摇臂的上下摆动是为了控制气门的开闭。当摇臂上升时，通过活塞推杆将力传递给气门杆，使气门向下运动，气门打开；当摇臂下降时，气门弹簧的作用下，气门向上弹回，气门关闭。因此，柴油机摇臂的工作原理是通过摇臂的摆动来控制气门的开闭，从而实现气门升程的控制。

3、气门作动力

      柴油机摇臂的摆动是由凸轮轴上的凸轮提供的动力。凸轮的形状和凸点的位置决定了摇臂的上下摆动轨迹。凸轮轴上的凸点越高，摇臂上升的幅度就越大；凸点的位置决定了摇臂的升程周期。通过合理设计凸轮的形状和凸点的位置，可以控制摇臂的摆动速度和摆动幅度，从而实现对气门的精确控制。

      柴油机摇臂的工作原理决定了气门的开闭时间和开度，进而影响到燃烧室内的气流和燃烧过程。因此，摇臂的设计和调整对柴油机的性能和效率至关重要。合理的摇臂设计可以提高柴油机的功率和燃烧效率，降低排放和噪音。

 

图1  柴油机摇臂组结构和位置图

图2  柴油机摇臂结构外形图

 

二、摇臂磨损原因与检查

 

       摇臂和摇臂轴常见缺陷是摇臂和摇臂轴的磨损。

1、原因分析

      柴油机缺少机油或长期缺乏保养，机油不清洁，机油泵工作压力低是加速气门摇臂磨损的重要原因。

      柴油机配气机构的凸轮轴、摇臂气门杆及摇臂轴的润滑，都靠缸体后上角一小孔流出的机油进行润滑的。为保证油道的机油压力和其它零件的正常润滑，此孔有规定尺寸，是一机油量孔，如果柴油机长期缺乏保养，机油过脏、变质都容易将此孔堵塞，轻则造成缸盖上零件，如摇臂等润滑不良，加速磨损，重则使凸轮轴咬死，同样原因如柴油机润滑油不足或机油泵工作压力过低，也会使缸盖上的摇臂等零件润滑不良而加速磨损。

2、故障表现

      摇臂和摇臂轴磨损的现象是使气门间隙发生变化。 

（1）摇臂损伤严重的部位常在摇臂头部柱面与调整螺钉球面。摇臂头部柱面在工作中不断与气门杆发生撞击、摩擦，易产生磨损或凹坑，严重时甚至产生裂纹（如图3所示）。

（2）对于带气门间隙调整螺钉的摇臂，应检查调整螺钉、锁紧螺母和摇臂上的螺孔，损坏时更换。

（3）对于带轴承的浮动摇臂，若轴承磨损严重或损坏应更换摇臂。

（3）对于带摇臂轴的摇臂，若心轴有穴蚀或拉伤应予以更换，如图4所示。

图3  检查摇臂有无裂纹或异常磨损

图4  柴油机摇臂轴有无穴蚀或拉伤损坏检查

 

3、检查方法

① 检查摇臂球面部位

      用圆弧半径测量摇臂撞头圆弧，用游标卡尺或千分尺测量摇臂撞头，与标准值≯0.50 mm比较。轻微的磨损沟痕用油石或磨光机修磨，磨损严重时更换摇臂。

② 检查摇臂轴向跳动和轴颈磨损

 

图5  外径千分尺测量摇臂轴直径

图6  手感检查摇臂与摇臂轴配合间隙

 

③ 检查摇臂轴弯曲变形

      摇臂轴直线误差在100mm以内，直线度≯0.03 mm。超过允许极限，应采用冷压校直或更换摇臂轴。

④ 检查摇臂和摇臂轴间隙

     可用外径千分尺测量摇臂轴的外径，用内径卡表（如图7a）或内径百分表（如图7b）摇臂孔的内径，两者之差即为摇臂和摇臂轴间的间隙，如图8所示。它们最大磨损允许间隙为0.20～0.25mm。

 

图7  柴油机摇臂空内径检查

图8  摇臂衬套孔内径检查示意图

 

三、康明斯摇臂维修注意事项

 

1、检修要点

      检修摇臂组之前，首先需要拆开摇臂室，同时检查其是否有裂纹现象，如图9所示。

（1）检查机油孔是否有阻塞现象，油槽是否积有污垢，必须清理干净，油路要畅通。 　　

（2）某些柴油机采用铝制摇臂代替铸铁摇臂。因此，在摇臂轴纵向加了一些油槽。

注意：未加油槽的摇臂轴不能用于铝制摇臂。 　　

（3）轴承盖及摇臂轴的检修及安装，零件组成如图10所示。   　　

① 轴承盖(支座)的接合面的磨损和不平，以及摇臂轴承孔和螺栓孔的磨损、不圆等的检查，根据损伤情况，予以修整。 　　

② 摇臂轴油孔、油槽是否畅通，轴杆是否有弯曲、磨损，V形凹槽有无损伤，应修整完好。 　　

③ 安装时应使摇臂V形凹槽向上，朝前轴承盖承孔装入。

注意：左摇臂轴为进气边.轴长些；右摇臂轴为排气边，轴短些。 　　

（4）应检查波状弹簧垫圈弹性是否合适。装置时，应将波状弹簧垫圈平整地放于正确位置。 

 

图9  检查摇臂室壳体裂纹现象

图10  柴油机摇臂总成零件示意图

 

2、常规修理步骤

（1）用清洗液清理摇臂组所有零件，如图11所示。其后再用压缩空气吹干所有零件，如图12所示。

（2）用压缩空气清理所有油道（包括摇臂轴上的油孔和摇臂体内的油孔）。

（3）用磁力探伤法检查摇臂表面有无裂纹损伤。

（4）摇臂上气门间隙调整螺钉的球窝必须是正确球形。用6.35mm的球形规检查，如螺钉底部磨平。有明显的伤痕或粗糙时，应予以更换。

（5）检查进排气门摇臂与丁字压板的接触凸面有无磨损或损伤、必要时可更换摇臂。

（6）检查所有螺钉和摇臂螺钉孔的螺纹状态。检查螺钉锁紧螺母处的螺纹有无扭曲，螺钉在摇臂螺钉孔中必须转动自如。

（7）检查喷油器驱动摇臂上的喷油器座与喷油器销是否正确配合，应更换损坏的喷油器座。

（8）检查摇臂衬套有无损伤或凹坑，用内径千分表检查衬套内径。 KTA50型柴油机摇臂衬套内径为34.887～34.997mm。

（9）如摇臂衬套磨损超过磨损极限，就应当用摇臂衬套心轴压出衬套，清洗衬套座孔并用压缩空气吹干，然后压入新衬套。

（10）进气门摇臂必须在有道钻孔内装一步通孔铆塞，喷油器和排气摇臂则不能再油道钻孔内装不通孔铆塞，在摇臂上的油道钻孔必须是敞开的，一边能润滑丁字压板和喷油器驱动销。

（11）检查摇臂轴的磨损及伤痕。由于摇臂在摇臂上运动，在轴上产生台肩或凸起时，应将摇臂轴更换。6BT型柴油发电机组的摇臂轴径径为34.823～34.862mm。

（12）摇臂轴上有三个具有相同中心高度的油道钻孔，装配时必须向摇臂带有调整螺钉的那一端。在主油道钻孔内的堵塞，必须是靠近排气摇臂。

 

图11  柴油机摇臂组件清洁方法

图12  吹干摇臂和轴支架

 

 总结：

      柴油机摇臂是柴油机中实现气门控制的重要部件，它通过将曲轴的旋转运动转化为气门的开闭运动，实现了柴油机的正常工作。摇臂杆、摇臂轴和滚子或凸轮等部件在柴油机中承担着重要的作用，需要合理设计和优质材料制造，以确保柴油机的正常运行和稳定性能。摇臂的工作原理直接影响到气门的开闭时间和开度，进而影响到柴油机的性能和效率。因此，在柴油机维修和调整过程中，需要重视摇臂的检查，以实现更好修复的柴油机性能。

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