柴油機氣門座松動故障的分析與維修

吳新艷

摘 要：重點闡述了柴油機氣門座松動時的外在表現及判斷方法，分析了氣門座松動產生的原因，介紹了氣門座圈拆卸與安裝技術要點。

關鍵詞：柴油機;氣門座;維修

中圖分類號：S219.07 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.070

發(fā)動機的氣門座有些是用耐磨合金鑄鐵制成鑲圈，鑲在汽缸蓋上。這種結構的氣門座，磨損后易于更換，而不至于報廢整個汽缸蓋。氣門座圈壓入汽缸蓋時會產生一定的裝配應力，工作狀態(tài)下氣門座圈（特別是進氣門座圈）圓周上的溫度分布是不均勻的，因而易產生一定的熱應力，而引起座圈的翹曲變形。所以，在結構上要求一定的壁厚和一定的高度，以增強其剛性，并確保它與氣門密封錐面貼合良好。進氣門座圈內孔一般還制成截面漸擴型式，以對進氣流起引導作用，減小流阻。為達到上述要求，氣門座圈一般采用中銅（含銅量為0.8%～1.2%）鉻鉬合金鑄鐵材料（S195、D180型柴油機采用）。但隨著柴油機的高速化趨向，往往要求采用耐磨性能和熱強度更好的高鉻（含鉻量為12.5%～14%）合金鑄鐵材料（S1100A型柴油機采用）。這兩種材料的硬度均須低于氣門頭部硬度3～5個洛氏單位，以達到良好匹配，并且使切削性能不至于惡化。在柴油機使用過程中，氣門座會發(fā)生松動現象，引起氣門間隙的變化，使發(fā)動機功率下降，甚至無法工作。

1 氣門座松動時柴油機的表現

氣門座松動時，會有以下外在表現：（1）柴油機突然出現異響，汽缸上部有明顯的敲擊聲。著火時出現“缺腿”現象，功率下降、嚴重者不能工作。（2）排氣管出現有規(guī)律的、間斷的冒白煙（有時冒黑煙）現象，并多呈霧狀。（3）加大油門或加大負荷作業(yè)時，有嚴重的氣門敲擊活塞聲。（4）有竄氣現象，嚴重時從曲軸箱通氣孔向外竄氣。

2 氣門座松動故障的判斷方法

（1）柴油機工作時，用手觸摸進氣支管有燙手的感覺，且該缸進氣支管比其他缸熱，說明進氣門座松動。再對進氣支管旁邊側耳聽診，會有“啪、啪”的響聲，這是在壓縮行程中，可燃混合氣體倒流進入空氣濾清器的緣故。

（2）側耳聽診在排氣支管處有“撲、撲”的響聲，且柴油機在工作時，該缸的排氣支管比其他缸的排氣支管溫度低，則說明排氣門座松動。

（3）在小油門工況下，逐缸擰松高壓油管，當松開某缸高壓油管，冒白煙現象消失，并聽到“嚓、嚓”的聲音，伴隨這種聲音的還有一股氣流聲（柴油機將要熄火時刻聽得非常清楚），則可斷定該缸氣門座松動。

（4）若是該缸氣門座松動或脫落，該缸會產生漏氣、壓縮壓力不足、壓縮壓力比其他缸的壓縮壓力小，或無壓縮力。在壓縮過程中進氣或排氣支管會出現明顯的“嘶、嘶”漏氣響聲。

（5）熄火進行檢查，氣門座松動的氣門桿常升不到最高點。調好氣門間隙后，搖轉曲軸復查時，其間隙會出現時大時小，氣門在導管內的往返運動有滯澀或發(fā)卡現象。

3 氣門座松動的原因

（1）氣門座嚴重磨損、下陷量過大，氣門座燒損或產生裂紋等都會造成氣門座松動;缸蓋螺栓扭力不均或柴油機在高溫時驟加冷水，使缸蓋變形或產生裂紋，也會導致氣門座松動。

（2）在生產裝配或修理時，選購、更換的氣門座圈外徑過小，使鑲嵌緊度不夠，也會造成氣門座松動。維修時，擴銑氣門座圈孔座的精度不夠（圓柱度及圓度超限）、表面粗糙度不合格等，使座圈鑲入座孔后配合緊度不夠，接合不牢，造成氣門座圈變形、松脫。

（3）柴油機長期超負荷作業(yè)或柴油機使用時間較長，經高溫高壓氣體不斷沖擊，致使座圈與座孔的配合逐漸松動。另外，汽缸蓋上的氣門座孔經過多次拆裝，座孔口徑增大，若配上原來尺寸座圈，氣門座圈也會松動。

4 氣門座圈的更換

（1）拆卸。由于氣門座圈與汽缸蓋座圈孔是過盈配合，因此，在更換拆卸氣門座圈時，要用專用的工具進行拆卸。若沒有氣門座圈拉出器，可用舊氣門閥在砂輪機上磨削成鏨子后，將舊氣門閥分別從進、排氣管安裝座孔插入氣門座圈凸緣或貼合面之間，然后用錘子敲擊舊氣門閥頭部。這樣轉過幾個角度，進、排氣門座圈便能卸下。

（2）安裝。采用加大尺寸法，即重新車制加工氣門座圈。只需稍微加大氣門座圈的外徑尺寸，提高其配合緊度，實際尺寸應根據氣門座孔的口徑尺寸來確定。冷鑲時過盈量為0.10～0.15 mm，熱鑲時過盈量為0.2～0.25 mm。氣門座圈其余的尺寸，如高度、內徑、斜面、角度等技術要求應和原來的氣門座圈相同。農村的修理工一般采用冷鑲法，將氣門座圈放正于汽缸蓋座孔后，分別用原機型的廢舊進、排氣門閥頭部圓面對準進、排氣門座圈（要基本保持同心），然后用錘子平穩(wěn)地敲擊氣門桿頂部，就能把氣門座圈裝上。也可用膠粘法，即選購原來型號的氣門座圈，用磷酸一氧化銅無機膠粘接，具體操作方法是：①先將缸蓋上的氣門座孔、氣門座圈的臟污、積碳清除干凈，然后用脫脂棉沾上丙酮擦去接合面上的油漬。②制膠時，將固體粉狀的氧化銅與液態(tài)磷酸，按1 mL磷酸溶液加3.5～4.5 g氧化銅粉配比，并按使用說明攪拌均勻。③將配制的粘膠厚薄均勻地涂在座孔與座圈的接合面上，把座圈裝入座孔內，再用小錘輕輕敲擊座圈，經過振動使粘膠充分填滿縫隙。④在室溫下自然固化3～4 h后，即可鉸削研磨氣門。