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柴油机配气系统的使用与维护

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  摘 要:介绍了柴油机配气机构的工作原理,对常见故障进行了分析,阐述了重要参数的调整与维护,为柴油机使用者提供参考。
  关键词:柴油机;配气系统;使用与维护
  中图分类号:S219.07        文献标识码:A
  doi:10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.036
   配气机构的功用是按照发动机每一个汽缸工作循环的需要,在进、排气过程中定时开启进气门和排气门,使新鲜气体及时进入汽缸,废气及时排出汽缸,同时在压缩和作功过程中,保持燃烧室的密闭,保证发动机正常工作。配气系统发生故障,会导致柴油机运行性能的下降。
  柴油机配气系统由气门、气门弹簧座、气门内外弹簧、气门座、气门导管及气门锁夹等构成。根据气门组的安装位置不同,配气机构分为顶置式气门和侧置式气门两种。顶置式的气门,位于缸盖上;侧置式的气门,位于汽缸侧面的机体上。中小型拖拉机用的柴油机均采用顶置式气门配置机构。
  1 配气机构的工作原理
  从发动机工作原理可知,充气系数越大,表明进入气缸的新鲜气体就越多,有利于提高动力性和经济性。由于现代发动机的转速都比较高,并且进、排气的通道截面很窄小,进排气都有阻力,加之上一循环残余废气的影响,充气系数总是小于l。因此要提高充气量,就要从结构因素和使用因素多方面着手。就配气机构来说,主要是要求它的结构形式和参数有利于减小进气和排气的阻力,并且进、排气门的开启时刻要适当,使持续开启的时间尽可能长些,以求充分地进气和排气。柴油机工作时,由曲轴正时齿轮驱动凸轮轴齿轮旋转。当凸轮轴上的进排气凸轮旋转时,挺柱将被凸轮的凸起部顶起向上,通过推杆及调整螺钉推动摇臂的后端,使摇臂绕摇臂轴转动,摇臂前端向下压缩气门弹簧,气门即可开启。当凸轮轴继续旋转,其凸轮凸起部转离挺柱时,挺柱下落,气门在气门弹簧的作用下,重新关闭。
  2 配气系统故障分析
  2.1 气门关闭不严
  气门关闭不严造成气门漏气,其表现是汽缸的压缩力减小,冒黑烟,功率下降,严重时启动困难。原因:(1)因气缸头燃烧室积沉物或冷却循环不良而形成的局部热点;进气管渗漏排气背压高,点火落后,空燃比不利等形成的热源都会使气门烧损。(2)气门间隙太小。(3)气门弹簧弹力不足或折断。(4)气门杆与气门导管间隙过大,气门晃动,关闭时产生偏斜,使密封不良。若间隙过小或有异物,使气门杆在导管中卡滞,气门运动受阻。(5)气门杆弯曲,形成气门顶部的歪斜和偏置,影响气门的密封性能。引起气门杆弯曲的原因有:气门顶部受汽缸内气体压力、气门杆尾端受凸輪通过挺柱的撞击,造成气门杆弯曲;气门顶与活塞碰撞也会使气门杆弯曲;气门杆尾端面摇臂间的间隙过小,受热膨胀后,顶住气门杆尾端而使其弯曲和端面不平;气门或气门座圈工作面与气门杆不同心,气门座与气门导管不同心而使气门杆弯曲。针对气门关闭不严的原因,采取研磨气门,更换导管、气门、气门弹簧等措施排除。
  2.2 气门脱落
  柴油机的响声突然发生变化,排气冒烟,或有强烈的机械撞击声等,严重时打坏缸盖、活塞等零件。原因是:气门锁片脱出或气门沟槽处断裂。避免气门脱落的方法是大修时严格检查锁片和气门杆端有无变形、裂纹等,保证零件的质量。安装时,气门锁片要到位,锁紧。
  2.3 气门间隙调整不好
  调整好的气门间隙,复查时又发生变化,而且数值彼此不相同。原因是:摇臂支座固定螺母松动,气门推杆弯曲变形,摇臂衬套与摇臂轴磨损后间隙过大,气门杆与气门导管间隙过大,气门杆弯曲等,气门调整螺钉头部、推杆两端、挺柱与推杆接触凹坑磨损过大,形状发生变化等。排除方法:针对原因采取措施,固紧松动的螺母,修理或更换损坏的零件。
  2.4 气门弹簧折断
  气门弹簧折断会使气门关闭不严、漏气;柴油机会出现声音突变、敲击、“缺腿”、冒白烟等现象。主要原因:若是新更换的气门弹簧折断,则原因是弹簧质量不过关,如材质不佳,热处理不当,过软或过硬。若是旧气门弹簧折断,则原因是气门弹簧长期在高速、高温下工作,金属材料疲劳而断裂。另外,柴油机转速突变引起气门弹簧折断,如驾驶员乱“轰油门”,操作人员控制油门不当,频繁而突然地增大和减小油门,柴油机出现“游车”或“飞车”故障等。
  3  配气系统的调整与维护
  3.1 气门间隙的调整
  气门间隙影响着柴油机的技术状态,必须按规范检查调整气门间隙。以375Q柴油机为例,调整时,首先转动曲轴,使第一缸处于压缩上止点位置,此时曲轴皮带轮上的“0”刻线正好与齿轮室盖上的指针对正。松开第一缸进、排气门、第二缸进气门、第三缸排气门的气门间隙调整螺钉,用厚薄规分别插入气门与摇臂之间,检查并调整气门间隙,保恃进气门冷态间隙为0.20~0.25 mm,排气门冷态间隙为0.25~0.30 mm,然后紧固螺母,再将曲轴转动360°,以同样方法调整第二缸和第三缸进气门的气门间隙。
  3.2 检查及研磨气门
  当发现气门漏气时,应拆下气门清洗积碳和检查密封性,如气门及座圈烧损和失圆不太严重时,可用研磨的方法修整。研磨时,注意不要让研磨膏进入气门导管内。研磨好的气门及座圈接触带应呈灰白色,无麻点、刻线和亮线。应将研磨后的气门与气门座用煤油或柴油仔细清洗干净,装上气门及气门弹簧,然后向缸盖气道内注入煤油,在2~3 min内气门处不渗漏,则气门密封性良好。
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