气门间隙、气门杆与导管配合间隙过度因由

摘要：发电机持久操作后的摩擦、磨耗以及安装、调整检修错误等都会致使发电机各部件的配合间隙过度，从而导致康明斯发电机组各种损坏。在这些康明斯发电机组故障中，配气装置损坏的比例很大，而气门间隙、气门杆和导管配合间隙不正常损坏在配气系统故障中占很大比例，因此必须对气门间隙和配合间隙加以重视。

      用户操作流程中气门间隙变小具体产生在电控发电机上。电喷发电机由于提速较快，各运动副响应较快，使气门对座圈的冲击加大，因此普通材料的气门及座圈使用性能达不到要求，容易发生磨损。

      用户对发电机操作一段时间后，气门间隙变大的状况较为易发：

      康明斯柴油发电机产品操作使用手册规定，发电机在每使用1000h后，需要调整一次气门间隙。但实际使用中，很多用户不按使用手册规定进行使用，从而造成气门间隙超差。

      在2008年，一台发电机试验95h后拆机检修中发现，第2缸排烟摇臂和第6缸进气摇臂内孔直径磨耗近0.40mm，磨出了一个0.40mm的台阶。衬套磨损后使摇臂上抬会引起摇臂前端放大比例大于2:1以上的抬高，导致气门间隙变大。

      挺柱内球形凹坑与推杆下端球头之间的接触表面粗糙度达不到技术规定要求或技术规范要求较低，造成该部位接触异常损伤，使得气门间隙变大。在市场用户使用一段时间后的发电机上，产生过推杆球头不正常磨损数毫米的现象。同样的异样磨耗还可能产生在推杆球窝和调节螺钉球头之间。以某故障发电机为例，因为该用户操作非康明斯原厂零件而造成零件磨损异常的情形下，检修数据如图1所示，同时可从推杆的形貌和材料诠释可以得出，推杆球头、球窝表面加工精度较差康明斯发电机配件厂家，对气门间隙的不正常偏大存在一定危害。

      凸轮轴磨损出现在凸轮桃尖部分的现状较为常见（如图2所示），但桃尖磨损不会引起气门间隙变大，只会导致气门升程不足。只有凸轮基圆部分磨耗后才会使气门间隙变大。

      气门导管的作业因素与气门的作业要素基础相同，其易见损坏如下：

      详细是因为气门与气门导管摩擦频繁的结果。

       气门导管多见的损坏是内径损伤，它会使气门杆与导管之间的配合间隙过度，加载气门杆与导管的磨耗，对气门散热也造成困难。所以，在康明斯发电机组大中修时，必须对气门杆与气门导管的配合间隙进行查验与检修。

① 发电机排烟门与气门导管配合间隙过量会引起燃烧室烧机油，排烟管排蓝烟；会致使机油通过导管进入燃烧室。

② 发电机气门间隙过度，会引起气门传动零件之间及气门和气门座之间发生撞击响声，加载损伤，气门开启的连续时间减小，致使发电机进气量不足及排烟不彻底，影响发电机动力性。

      气门间隙是指气门处于完全关闭状态下摇臂碰头与气门杆尾部（顶置式）之间的间隙。发电机在冷态时需预留气门间隙3。为**发电机在高负荷工况时热膨胀状态下气门杆部与摇臂之间仍留有合适的间隙，以确保气门能够正常开启、关闭。气门间隙便于检查和调节，因此在发电机生产和用户使用过程中，可通过检验气门间隙来预判配气系统运行状态。发电机运转一段时间之后，配气机构零件发生损伤或松动，气门间隙出现改变，对柴油发电机的运转出现影响，因此需要定时检查和调节气门间隙，以保证发电机的正常运行。

      综上所述，气门间隙异常产生变小的状况较少，变大的状况较为易损。根据近期装试现场统计参数叙述，排在前3位的变大原因是挺柱球形凹坑内有铁屑异物、装配调整操作“非法”、摇臂调节螺钉下端球头较大外径处的线接触磨损后掉落引起气门间隙变大。

      气门间隙的查看和调整是发电机保养、维护和修理中必须进行的一项工作，气门间隙分为冷间隙和热间隙2种。不一样材质对气门间隙有一定危害，铸铁缸盖的气门间隙在热态时与冷态时基本一致或热态间隙比冷态略小，而铝合金缸盖的热态间隙比冷态稍大一些。

      发电机冷机状态下检测的气门间隙即为冷间隙，气门间隙绝大多数指冷间隙。气门间隙的查看和调整一般在冷态下进行，调整前应查看各传动零部件状态：挺杆能灵活转动、气门弹簧无法有断裂现状、上座卡簧无法磨耗或缺失、横桥上接触面平整光滑、调整螺钉转动灵活等。

      气门间隙常规调整程序有逐缸调整法和两次调节法。两种步骤除气门调节的次序不同，其他步骤相同，包括：

② 旋松锁紧螺母使摇臂与气门杆顶部留有间隙，查看推杆是否在挺柱球窝中心，摇臂调整螺钉是否在推杆球窝里。

③ 按照设计要求，选定合适的塞尺插入气门杆或气门桥端面与摇臂之间（如图3所示），同时旋转调节螺钉，直至拉动塞尺感到稍有阻力后用锁紧螺母锁紧调节螺钉（如图4所示）。

      通常而言，为了使气门杆能在导管中自由运动，气门杆与气门导管之间有0.05~0.12mm间隙，位置如图5所示。

      将气门置于气门导管孔内，使气门顶高出座口10mm左右，并在汽缸体的适当位置装配百分表，使其量头触点抵住气门头的边缘，然后将气门头部沿百分表触点方向往复推动。百分表上测得的摆差的一半，即是气门杆与导管孔间的近似间隙。进气门为0.04~0.08mm，使用极限为0.15mm；排气门为0.05~0.16mm，操作极限为0.22mm。测定实例如图6所示，处理方法如下：

      用内径千分尺或球形量规测得的气门导管内径，减去用千分尺测得的气门杆外径。沿气门杆的三点和气门导管内的三点进行测量康明斯发电机生产厂家。导管较大测量值与气门杆较小检测值之间的差值不应超出使用极限。

      如果间隙超过使用极限东风康明斯柴油发电机，应选配杆部经过镀铬加大至规定检修尺寸的气门，或更替气门导管，但更多的步骤是更换气门导管，使其配合间隙达到要求。

      详细采用吸尘办法。康明斯公司在2009年9月，在机体装配翻身后采取对挺柱球形凹坑吸尘举措，高效减小了挺柱球形凹坑内积存的异物。

      从2010年12月试车时根据发电机声响判定气门间隙不正常的参数统计和现场阐释来看，损坏率从吸尘前的0.26%下降到0.22%。拆检了2台发电机的摇臂和推杆，发现挺柱孔内都有铁屑异物。装配的吸尘位置在吊装缸盖之前，于是一旦缸盖上的铁屑掉入挺柱孔，还是会导致下道工序调节气门间隙时基准产生偏差。而且这些铁屑如果没有彻底解除，试车工只是简单地做重新调整间隙处理，那么这些铁屑可能还是夹在挺柱球形凹坑与推杆球头之间，只是被敲扁了一点，在发电机主机厂配套调试等继续操作过程中气门间隙将继续出现变大的异样。故而目前要求试车工对气门间隙异常变大的挺柱孔内采取再次用磁性吸棒吸取铁屑的做法。

      挺柱球形凹坑内的垃圾异物尽管采取了高效的吸尘措施，但因吸尘不能做到彻底清洗，而无法实现损坏的根本解决，故障率也没有显着变化。目前还在采取电控发电机热试后复校气门间隙的后期动作予以弥补。

      需要在调整螺钉球头加工质量及采购进货查验把关等环节加强改善和控制。

      康明斯公司2009年将摇臂铜套结构逐步切换为氮化全钢摇臂后，这一损坏模式被高效处理。摇臂结构更改后已生产销售了10万台以上的发电机，目前市场上基本没有此类故障反馈。

       康明斯公司在2009年底已将球窝表面粗糙度要求由Ra3.2改善为Ra0.8，并改用冷挤压加工。改善后用户报修中也未再发现。

       康明斯公司已采取培训、2次校准等方案，目前故障统计中基础没有此类情形；挺柱卡滞现状在改良安装使用方式后很少再现。

      康明斯发电机服务中心采取了强保措施，在用户操作250h后主动派服务人员上门为用户做维保，包括调整气门间隙。高效减小了因疏于维护而引起的发电机异样故障。

       气门间隙对于发电机来说是极为重要的，因此在规划、工艺制造、装配步骤等各个环节都要十分重视这个问题。同样，用户也要严格按照柴油发电机代理商的使用维保说明书中的要求，定时调整气门间隙。实践证明，采用吸尘、强保等临时性的辅助方案，对减小气门间隙的异样情况是很有效的，而采取具体零件构成布置优化、材料升级等是消除气门间隙异样的根本方案。