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发动机部分气门故障分析

发布时间:2014-03-11 
2-1、安装气门须知
  气门是汽车发动机中的重要零件,工作时受强力机械应力、高温和化学腐蚀,因此在安装使用时应仔细开箱和正确安装。在开箱和装配过程中,不得磕碰气门,在装配和使用过程中,气门不可受侧向力,否则,将使气门变形变位,影响密封导致早期损坏。维修发动机时,更换新气门是明智的,用过的气门,即使表面无任何缺陷,也可能存在不可见的疲劳损伤,不宜继续使用。更换新气门时,应同时更换新的气门导管和弹簧,使用旧的导管将增加机油消耗和积碳,而积碳将导致气门工作温度升高,影响气门使用的寿命,旧的气门弹簧因弹力降低,对气门寿命和发动机的功率是有害的。 

  1、新导管装入缸体后,应用绞刀校正导管的圆度和内孔尺寸,使气门杆与导管孔的间隙符合发动机说明书的规定,不可加工已精加工过的气门杆,使用中,气门杆与导管之间的间隙不得超过发动机说明书规定的磨损极限,一般只要气门杆与导管之间的间隙达到了0.13毫米(杆径等于或小于直径8毫米的气门)或0.16毫米(杆径大于直径8毫米的气门)就需要更换气门或导管,不然将导致气门早期损坏。 
  2、对变形或烧伤的气门座圈,必须通过铰、磨校正,不能仅用与气门对研的方法修复,对无法修复的气门座圈应换新的。修复或更换的座圈,口应与导管孔同轴,同轴度误差小于0.03毫米。气门装入气门座圈中,气门盘端面的位置符合发动机说明书要求(一般不应高出缸盖平面),符合上述要求后,再与气门对研。 
  3、气门与气门座轻轻对研,保证气门密封性。研磨时不可用粗研磨料。气门座圈与气门锥面的接触部位,应在气门锥面中下部。气门与座圈必须密封。密封不良将导致发动机功率下降和气门早期损坏。 
  4、研磨后,应用煤油将磨料清洗干净,再用清洁的机油润滑气门杆、座、和导管。 
  5、装新阀杆密封圈(油封)。 
  6、选择合格的气门锁夹。锁夹筋宽度不应大于气门锁夹槽的宽度,锁夹卡入气门槽颈,轻轻对研。在锁夹开口处无卡口现象,套入气门弹簧座,座内锥孔与锁夹外锥面接触应良好。 
  7、装气门锁夹,不得敲击气门杆端部,且须装牢,否则将造成气门摇动,致使锁夹伤气门槽颈,最后使用中在气门锁夹槽颈处断裂。 
  8、调整气门脚间隙。正确的气门脚间隙非常重要,必须按发动机说明书调整。最好汽车行驶800——1000公里后,重新校正一次。气门脚间隙过小,将使气门工作中温度升高;气门脚间隙过大,将造成气门冲击座圈。这两种情况,都会使气门在头和杆的交界处断裂。 

2-2、气门常见失效模式故障分析
  发动机进排气门是发动机的关键之一。工作时长时间处于高温,有害气体腐蚀及反复的冲击载荷作用下,其工作环境十分恶劣,加之修理装配,使用方面不按技术规程要求进行,以及气门相关件的质量不合格等原因,气门失效发生故障是很难避免的,因为气门失效的原因是多方面的,且较为复杂,不能逐一叙述,现将常见的几种气门失效模式故障分析如下,请用户对照,凡是相符合的均不属于气门本身质量问题造成。 


缸体气门座圈质量问题引起气门失效图
 
  原因:因气门座圈材质及加工不符合标准或缸盖上直接加工气门座圈的机型(如康明斯6BT系列),使用中气门座圈失效,下陷密封带偏斜,造成气门密封带烧蚀、麻坑、掉块、掉头,应查找缸盖质量原因。


气门锥面局部烧蚀(俗称“烧口”)

  原因:座合面密封不良,漏气是引起燃烧的直接原因,发动机过热引起气门变形,更换气门时与气门座研配不良,气门间隙过小,气门弹簧弹力不足,过多的积碳使气门发卡在座合面上沉积,或气门座圈磨损、下陷等,都会造成座合面密封不良。


气门颈部断裂、盘部掉头

  特征:气门杆部单边磨损异常磨损,磨合面偏磨、断口,呈明显的疲劳断口。
  原因:气门落座不正,产生交变弯曲应力引起,主要原因是:
  1、气门导管与气门杆间隙过大。
  2、气门座口与气门导管不同心。
  3、气门座松脱。
  4、气门间隙过大。
  5、发动机超速超载,气门温度过高,材料强度下降。
  6、其他原因使气门受到撞击。


气门顶撞折断

  特征:气门顶撞活塞,在活塞顶上留下与气门盘部直径大小的深坑,盘端面无积碳,活塞损坏甚至破碎。
  原因:正时齿轮装错、正时齿轮过度磨损、滚键等造成配气相位紊乱或不正确的气门间隙调整。

气门盘部掉块

  特征:杆部和座合面偏磨、杆端与摇臂接触位置偏。
  原因:此种损坏量由于摇臂与杆端接触不正产生侧推力,导致气门落座时局部冲击力过大引起。


气门盘部裂开
  原因:此种损伤是由于气门过高的热应力和机械负荷引起的。发动机过载,负荷波动大以及不正常燃烧会引起气门变形。当气门落座时造成机械过载;如此反复冲击使盘部裂开。


气门盘部裂开
  特征:锁夹槽部断裂,与锁夹接触部位可见明显的啮伤痕迹或在杆端可见与摇臂的接触偏向一边。
  原因:
  1、锁夹与气门锁夹槽槽形不符。
  2、两片锁夹不配对,与弹簧座接触明显不一致。
  3、摇臂与气门接触太偏,气门杆端受到侧向推力。
  4、气门弹簧两端不平行或者弹簧不直。

 
 
  过高的热负荷和机械负荷使座合面开裂,从而引起漏气造成的综合损坏。


 
  特征:气门座合面上出现明显的麻坑。
  原因:汽油燃烧生成的氧化铅或柴油燃烧生成的酸腐蚀座面,加上落座时的冲击力形成腐蚀疲劳坑。


气门座合面严重磨损
  原因:
  1、长期重负荷工作。
  2、气门间隙过大。
  3、气门密封接触带过宽。
  4、不适合的燃烧如含硫量过高。


气门锁夹槽断裂
  特征:气门锁夹槽部位完好,气门杆弯曲,气门颈部折断。
  原因:
  1、气门锁夹选用不当,安装不良或受强烈震动冲击,使气门锁夹脱落,气门掉入气缸。
  2、气门弹簧折断使气门掉入气缸。


座合面及边缘烧伤
  原因:座合面密封不良漏气是引起燃烧的直接原因。发动机过热引起的气门变形;更换气门时与气门座面研配不良;气门间隙过小;气门弹簧弹力不足;过多的积碳使气门发卡及在座合面上沉积等都会造成座合面密封不良。


气门杆部损伤,严重磨损
  原因:
  1、导管孔与气门间隙过小。
  2、润滑不良。


 
  装配时不正确地盘端面上打硬标记或研磨时敲击气门盘端面产生局部应力集中,引起盘部开裂。
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