发动机气门座的维修方法，都在这里了
发动机气门是高速运动件气门维修方法的好坏会影响气门质量的好坏也会影响到乘员的安全
气门及气门座是影响发动机可靠性安全性的关键零部件之一主要用于启动和关闭发动机工作过程中的进气道和排气道控制燃料混合气或空气的进入以及废气的排出气门及气门座的工作环境十分恶劣除承受高温燃气的腐蚀外还要承受气缸内爆发压力的冲击,主要失效模式为磨损气门及气门座的磨损失效通常有4种型式即接触疲劳磨损高温腐蚀磨损磨粒磨损和高温蠕变并且磨损失效过程遵循一般机械零件磨损的规律高温下的蠕变和腐蚀介质在这一过程中起加速作用研究证明汽油发动机与柴油发动机中各腐蚀介质所扮演的角色不完全相同大致情况见下表
气门及气门座同时也存在一些非正常磨损的因素比如燃烧室空气中含有大量的灰尘;燃烧室内积碳过多;燃烧室内进水导致气门及气门座锈蚀等发动机气门及气门座磨损失效使得进排气道关闭不严导致发动机漏气气缸压力减小功率下降耗油增加严重时还会导致发动机排气冒黑烟空气滤清器窜气起动困难等
气门座通常有两种型式一种是直接从气缸盖中镗出来这种型式具有良好的散热性能加工也比较方便;另一种是在气缸盖上镶气门座圈这种型式便于修理和更换气缸盖与气门座圈采用过盈配合来保证可靠性本文将介绍气门座的几种维修方法
一气门座圈拆除方法
由于气门座圈与气缸盖为过盈配合并且内孔表面光滑因此欲拆除气门座圈必须在气门座圈上建立一个着力点或对气门座圈进行毁坏性拆解通常有如下几种方法
1切削法
即在机床上用刀具将气门座圈切削掉由于气门座圈被切削到较薄时气门座圈收缩并与气门座圈底孔失去过盈配合在切削力的作用下气门座圈与刀具一起回转结果可能会导致气门座圈底孔的尺寸变化圆度不满足技术要求因此采用此法拆除气门座圈时为保证气门座圈与气门座圈底孔良好的过盈配合一般都需要用刀具扩大气门座圈底孔尺寸同时采用相应加大外径尺寸的气门座圈与之配套使用
2拉拔法
即采用某一拉拔工具将气门座圈直接从气缸盖上拉拔出来例如先在气门座圈内圆面上攻制螺纹然后将相应尺寸的螺纹杆旋入气门座圈在保证气门座圈和螺纹杆垂直的情况下用铁锤轻轻敲击螺纹杆直至拔出气门座圈采用拉拔法基本上都会改变气门座圈底孔尺寸尺寸改变量取决于拉拔工具的拉拔方式及其用力方式
3电焊加热法
即采用电焊设备用焊条对气门座圈加热以达到破坏气门座圈与气门座圈底孔过盈配合的目的通常的做法是用焊条沿气门座圈的内表面连续均匀点焊当气门座圈被加热发红时立即在气门座圈上浇上冷水此时气门座圈通常会断裂采用此法不宜对气门座圈加热时间过长一般以气门座圈被加热到发红为止
4感应加热法
感应加热是利用电磁感应原理将工频电源变换成特定频段的电源从而加热金属材料的一种方法感应加热系统主要由感应线圈交流电源和工件组成感应线圈中的交变电流使气门座圈产生电涡流从而达到加热气门座圈的目的试验证明采用感应加热设备对气门座圈加热36s可轻松将气门座圈从气缸盖中取出气门座圈底孔尺寸及周围铸铁的金相组织没有任何变化采用此法也不宜对气门座圈加热时间过长否则可能会改变气门座圈底孔周围铸铁的金相组织
二气门座圈修复方法
气门座使用一定时间后常常会出现不同程度的磨损失效在维修气门座的过程中应根据气门座不同的磨损情况选择不同的维修方法以降低维修成本
1研磨法
当气门座密封锥面仅有宽度未超过2.5mm的轻微磨损或仅有少量较浅的麻点及蚀痕时可采用气门与气门座相互配对研磨的办法来消除缺陷恢复气密性研磨的方法分手工研磨和机器研磨两种手工研磨一般以气门作为工具具体做法为先在气门的密封锥面上均匀地抹上一层薄薄的研磨膏又称阀尔沙并将气门插入气门导管孔中然后用力使气门紧贴气门座的密封锥面来回转动必要时也可使气门上下运动轻轻敲击气门座当气门座与气门研磨面上都出现一条完整而连续的暗灰色环带时 可对气门及座圈进行气密性检查如不合格则继续研磨直至合格为止整个研磨过程按先粗磨后精磨进行
为保证研磨质量在研磨过程中还应注意以下几点
1研磨前应清除气门座气门及气门导管上的积炭及油污
2整个研磨过程均以气门导管孔作为定位基准当气门导管孔磨损过大时需要更换新的气门导管此时一般不单独采用研磨法来修复气门座
3防止研磨膏掉入气门导管孔内以免研磨过程中造成气门导管孔磨损
4已与气门座配对研磨好的气门不能与其它气门对调装配
5研磨结束后必须清洗干净气缸盖上的研磨膏
6研磨过程中应经常检查研磨效果以免研磨时间过长造成密封锥面过宽
7用气门敲击气门座时不能用力过猛以免造成密封锥面凹陷
2铰削法
当气门座密封锥面严重磨损,宽度显著增加或烧蚀严重时可用铰刀对气门座进行铰削来恢复气密性发动机的进排气门与气门座的密封锥角基本上都是45°因此可采用45°15°和75°三种铰刀铰削气门座来恢复气密性其中45°铰刀又分为粗刃和细刃两种铰削前应根据气门座及气门导管孔的尺寸选择合适的铰刀及刀杆如果气门导管孔磨损严重则需要更换新的气门导管后再铰削气门座45°铰刀铰削过程如下
1用45°粗刃铰刀对气门座进行粗铰由于气门座存在硬层在铰削时铰刀可能会打滑此时可用粗砂布垫在铰刀下面对密封锥面砂磨后再铰
2当密封锥面过宽时可用15°或75°铰刀铰削气门座来调整密封锥面宽度及位置气门座密封锥面b的宽窄直接影响气门的使用寿命若密封锥面过宽,单位密封锥面上的压力减小降低硬化层的形成能力导致气门座耐磨性降低若密封锥面过窄则气门与气门座的接触面容易磨出沟槽且气门头散热能力差容易导致气门烧蚀
3用45°细刃铰刀对气门座密封锥面进行精铰为改善密封锥面的质量和光洁度可在铰刀下垫抛光砂布光磨密封锥面
图2为45°铰刀铰削气门密封锥面的过程其中a为用45度粗刃铰刀粗铰45°斜面;b为用75°铰刀铰削上斜面;c为用15°铰刀铰削下斜面;d为用45°细刃铰刀精铰45°斜面
在铰削过程中应注意以下几点
1铰削时铰刀刀杆应与气缸盖底平面垂直并且用力要均匀平稳不得倒退直到将烧蚀斑点等缺陷铰去为止
2在确保能够消除凹陷斑点以及能铰出完整密封锥面的前提下对气门座铰削量越小越好
3气门座铰削到气门装入气门座内后密封锥面位于气门工作面的的中下部且宽度在1.22.5mm为宜
4为保证气门杆与气门导管合理的配合间隙延长气门导管使用寿命更换气门座时一般都需要跟换气门导管并且用专用复合刀具同时铰削气门座锥面与气门导管孔
5对气门座的铰削应在保证气门下沉量满足要求的前提下进行
3镶嵌气门座圈
当气门座密封锥面的缺陷不能通过研磨或铰削方式来直接修复时则可通过镶嵌气门座圈然后再铰削气门座圈密封锥面来恢复气密性对于直接从气缸盖上加工出来的气门座可切削气门座后镶嵌一定尺寸的气门座圈对于原来镶有气门座圈的气缸盖可拆掉气门座圈后按原尺寸镶配气门座圈也可适当扩大气门座圈底孔尺寸后镶配相应加大外径尺寸的气门座圈镶配气门座圈时可先将气门座圈用液氮冷却510min然后快速压入气缸盖内或者加热气缸盖后快速压入气门座圈不宜将常温下的气门座圈直接压入气缸盖内否则会损坏气门座圈拉伤气门座圈底孔同时压入的气门座圈也易脱落此外为保障气缸盖的可靠性不可随意扩大气门座圈底孔尺寸后重镶气门座圈
三气密性检查
为检验气门座的修复是否合格需要检查气门与气门座的气密性以保障发动机正常工作通常有以下几种方法检查气密性
1将与气门座配套使用的气门放入气门导管孔内并使气门紧贴气门座的密封锥面然后在气门上倒上足够的煤油经35min后如没有出现漏油现象则可认为气密性良好
2在气门密封锥面涂上一层红丹油并把气门放入气门导管孔内然后用力将气门压在气门座上旋转1/81/4周后取出最后检查气门座上的红丹油情况如果气门座密封锥面上全部沾上红丹油并且均匀整齐则说明气密性良好
3用带有气压表的气密性检测器见图3进行检查即将检测器的空气容筒紧紧压在气门座的外缘上并使空气容筒与气缸盖结合面保持良好的气密性然后用手捏橡皮球向空气容筒内充气使其具有 0.60.7MPa 的气压如果在30s内气压表的读数不下降则表示气密性良好
4将气门与气门座清洗干净后把气门杆放入气门导管孔内当气门盘部离气门座25mm左右时用手轻拍气门使其沿气门导管孔垂直落下连续数次后取出气门检查气门座密封锥面若气门座密封锥面上有明亮而完整的光环且无斑点即可认为气密性良好
5用气密性试漏机全自动气密性检测此法适合在大型汽修厂及柴油机装配厂使用主要将气门及气门座处于具有一定压力的压缩空气中并对气密性进行定量检测然后判定气门与气门座的气密性是否合格常用泄漏量及泄漏率来表示气密性
由于气门座的工作环境十分恶劣以及气门的频繁撞击和摩擦气门座的磨损是不可避免的当气门座出现磨损失效时应及早修复以确保发动机的正常运行延长发动机使用寿命同时还应该注意发动机的日常保养消除导致气门座非正常磨损失效的因素以延长气门座的使用期限
