挖掘机发动机活塞顶上有气门头印痕

在一些发动机拆检时,会发现活塞顶部有明显的或隐约的气门头印痕.轻的0.02~0.06mm深,重的则有0.08~0.25mm深.这表明发动机在运转过程中,已发生了气门与活塞的接触或碰撞.如图2-4所示,即是活塞顶与气门相碰撞形成很深印痕的实例.

引起上述故障现象的原因,实践证明多是使用装配调整不当所致.具体地说,包括以下内容:

(1)气门间隙发生变化有些发动机气门间隙调整好后,工作时间很短,甚至不到半天,气门间隙就会明显改变.究其原因多是:

1)气门推杆弯曲或挺杆磨损畸形以485发动机为例,气门推杆和挺杆、气门推杆和气门调整螺钉多呈凸球面和凹球面接触传动.当气门推杆弯曲后,接触点的位置就会发生变化.当推杆顶在凹坑的深处时,犹如气门推杆变短,则气门间隙值变大.当推杆顶在凹坑的浅处时,犹如气门推杆变长,因而又使气门间隙变小.如此反复不断多变,即有可能导致上述损伤现象的发生.此外,如气门推杆插在挺杆内的凹坑里高速高频率工作时,由于磨损剧烈且不稳定,将会导致凹坑底面磨损凸凹不平.安装时,有可能将气门推杆放在凸台上进行气门间隙的调整.而工作时,推杆又顶住了凹坑的凹处,使气门间隙变大,从而影响活塞与气门的正常工作.

2)进气凸轮严重磨损当凸轮轴上的进气凸轮平面严重磨损时,可使凸轮变成尖圆形.此时,气门挺杆也会因受光圆凸轮的影响而会发生位置变化.所以当气门间隙调整好后,发动机在运转过程中凸轮轴稍有串动,就会改变气门间隙.

以485发动机为例,凸轮轴轴向间隙为不可调式.止推挡片与该轴前止推衬套的端面间隙,在安装凸轮轴前应进行检查.若过小或过大都应该进行修整或更换轴套.其轴向间隙应保持在0.075~0.165mm范围内.

3)气门间隙调整方法不对调整气门间隙时,若使活塞处于排气行程上止点位置,则此时正是进、排气门重叠开启的时候,此时调整的气门间隙显然是不准确的.因此,务必使活塞处于压缩行程上止点,才能将气门间隙调整正确.

以索菲姆8140发动机为例,气门间隙的调整,是用改变气门间隙垫片厚度来保证的.与此同时,调整时需要使用专用的工具.所以一些单位限于条件而忽略精确的调整,这是务必要引起注意的.

(2)曲轴回转半径值不对曲轴的回转半径即是主轴颈中心与连杆轴颈中心间的距离.以6105发动机为例,其变型产品6105QA和6105QC发动机的曲轴行程不同,不能通用.若不了解这一情况而误用,则可能会因曲轴回转半径小使气缸压力下降,也可能会因曲轴回转半径大发生活塞顶气门.

检查时,可将曲轴放在车床上的两个顶尖上,用高度游标尺测量连杆轴颈转到最高和最低位置时的高度(应扣除轴颈圆度的影响,其两个高度之差除以2,即为曲轴回转半径.通常可在曲轴磨床上磨削连杆轴颈进行校正.

(3)气缸存气间隙不合要求存气间隙是指活塞位于上止点时,活塞顶平面至气缸盖平面的距离.此值,又称为压缩室高度.校正存气间隙,实际上就是校正压缩比.以485发动机为例,此值应为1.2~1.4mm.而135系列发动机,要求此值则为1.2~2.Imm.如需测量实际存气间隙,可用压铅法.

此时,用直径为3~4mm的电器熔丝,放在活塞顶面.然后装上气缸盖,均匀拧紧气缸盖螺母,慢慢转动曲轴一圈多,取出被压的保险丝,测量它的厚度,即是存气间隙.存气间隙过小,虽然压缩比变大,但易导致活塞顶撞气门.

影响存气间隙的因素,多在于气缸垫的厚度、活塞销孔中心线到活塞顶的距离,以及连杆大小端孔中心距离等.以索菲姆8140发动机为例,气缸垫的厚度一般有1.35mm、1.50mm、1.65mm三种.气缸垫的选择,主要按装配完毕后的各缸活塞处在上止点时凸出于气缸体上平面的高度来决定的.若4只活塞的凸出量在0.55mm以下,可选用1.35mm厚的气缸垫.凸出量在0.55~0.70mm.选用1.50mm气缸垫.凸出量大于0.7mm,则选用1.65mm气缸垫.若薄的气缸垫配凸出量较大的活塞,则在运转中导致气门与活塞接触和碰撞的概率就较大.

(4)气门凹陷度不当以索菲姆8140发动机为例,气门头工作锥面与气门座圈研磨及装配后,气门头上平面与气缸盖平面之间的凹陷量应在1~1.4mm之间.而135系列发动机,要求此值应在1.45~2.25mm之间.102系列发动机,则要求此值为0.8~1.2mm.485发动机,此值要求为0.25~0.55mm.凹陷量不足,即有可能引起气门头与活塞顶的接触和碰撞.

(5)正时齿轮传动位置存在误差为了保证配气正时,装配发动机正时齿轮时都知道必须注意齿轮之间记号的对正.一个现实问题是发动机长期使用后,可能发生齿轮记号模糊不清的情况.此时若安装方法不当,以致正好装错一个齿的位置,或者正时同步带出现爬齿现象,都会导致气门头和活塞顶部的接触或撞击.此外,若发动机配气正时齿轮键槽严重磨损,凸轮轴键槽磨松呈倒八字形,而自制的键又比规定的键窄许多.这样一来,当发动机处于空转小油门,转速变化不大的情况下,键尚能居于槽中间位置,配气相位无明显变化.当发动机突然加速、减速,以致转速频繁变化时,在凸轮轴惯性力的作用下,键在槽中松动,正时齿轮使配气相位发生变化,从而也有可能造成气门撞击活塞顶.

(6)曲轴连杆轴瓦间隙不当以索菲姆8140发动机为例,曲轴连杆轴颈与轴瓦的间隙规定为0.027~0.059mm.此间隙不宜过大或过小,过大的间隙和连杆轴瓦磨损后的继续运转,与其他因素组合在一起,即会增大气门头与活塞碰撞的概率.当前在新型发动机普遍使用装配轴瓦而曲轴又暂时无法修磨的情况下,更要注意保持符合要求的轴瓦间隙.

(7)减压机构调整不当以485发动机为例,设有减压机构的目的是便于起动.由于其压缩比较高,故活塞行至上止点时其顶部与气缸盖底平面的距离很小.因此,调整减压机构间隙时,稍有不当,也有可能使活塞顶与气门相碰撞.按要求,该机排气门被减压轴螺钉顶开的数值应为0.6mm.