柴油机气门座损伤分析与修复

摘 要：气门座表面常见的损伤有磨损、烧蚀、凹痕和裂纹等，这些损伤会严重地破坏气门与气门座的密封性，影响柴油机正常工作。对气门座损伤的原因进行分析，探讨气门座损伤的修复方法。

关键词：柴油机；气门座；损伤分析

中图分类号：TK423文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.11.040

1 气门座的损伤分析

气门座表面常见的损伤有磨损、烧蚀、凹痕和裂纹。

1.1 气门座的磨损

气门座磨损主要表现在气门座面上拉毛，磨损严重时，会导致气门座严重下陷。这是由于气门座受到气门的冲击，使工作表面塑性变形而产生的。此外，由于爆发压力将迫使气缸盖底部及气门产生弹性变形，引起气门与气门座之间很微小滑动，因而引起微动磨损。燃烧的产物、硬的颗粒、金属屑及其它杂质落到气门座面上，起磨料的作用，引起磨粒磨损。燃料中含有钒、硫等，高温时引起钒腐蚀，低温时引起硫酸腐蚀。气门座与气门受冲击载荷，因接触疲劳产生表面疲劳磨损。因此，气门与气门座之间存在着上述几种磨损形式的综合作用。

在非增压柴油机上，由于进气门工作条件较排气门好，所以进气门座面的磨损较小。但是在增压柴油机上，情况则相反，即进气门座面的磨损较排气门座面大。因为增压柴油机的进气压力较高，使得润滑油无法从导管中进入座面，润滑条件差，导致磨损增大。排气门座靠残留在废气中的润滑油与烟粒组成一层很薄的非金属层，使得气门工作面不发生金属的直接接触，因而磨损减轻。

1.2 气门座的烧伤

烧伤发生在排气门座面上，其主要原因是气门座扭曲变形和积碳，以致使气门与气门座接触面暴露于高温燃气中引起烧损。当气门磨损过大、裂开，气门杆与导管间隙太小及气门盘翘起等也能引起气门座的烧损。燃料与润滑油不完全燃烧生成的碳粒，堆积在气门与气门座的接触面上，在气门的冲击作用下，它便不稳定而碎裂，部分脱离，从而使燃气经常流过其间。时间一长，就在此处发生烧损，甚至在气门座面上会形成若干条沟，烧损使其表面产生麻点及凹坑。

1.3 气门座的裂纹

气门座在高温下受强烈的冲击载荷，常常使气门座产生裂纹。由于排气门座的工作条件差，因此排气门座开裂的现象更多一些。上述缺陷严重地破坏了气门与气门座的密封性。由于漏气导致柴油机各缸功率不均匀，启动困难甚至不着火。同时火焰还会从不密封处穿出，引起局部过热，进一步损坏气门座。

2 气门座损伤的修复

气门座损坏进行修复是一项经常性的工作。如何修理，主要取决于损伤形式及其严重程度。

2.1 手工研磨

手工研磨用于损伤不严重，凹痕很小时。其方法是：将缸盖倒置，利用已经光整过的气门盘锥面，与气门座面互相研磨，研磨时两者之间涂上一层研磨剂。研磨好后，应作密封性检查。

2.2 气门座铰削工艺

（1）选择刀杆铰刀的尺寸和形状。铰刀的角度分为30°、45°、75°和15°四种。45°和30°铰刀用以铰削气门座相应角度的圆锥工作面，分粗刃和细刃两种。75°和15°铰刀是供调整接触带宽度和位置用的。铰削气门座是以气门导管为定位基准。根据气门导管的内径选择相应的铰刀刀杆直径。为保证气门导管中心与气门座中心相重合，铰削前，先进行气门导管的修整或更换，这样当选好的铰刀刀杆插入气门导管内时，使其与气门导管内孔表面贴合。有一种铰刀刀杆下部设有可涨缩的套管，易于对中。（2）粗铰用45°粗刃铰刀铰削圆锥工作面，直至消除表面凹坑、麻点等缺陷。有时铰刀打滑，可用砂布垫于铰刀下砂磨气门座工作面，去除表面硬化层再铰削。（3）试配与修整粗铰后，应用光磨过的镶配气门进行试配，检查接触环带位置。要求接触环带位于气门座圆锥工作面的中下部，宽度为1.2～2.5 mm。如果接触环带偏于气门座上部，用15°铰刀铰削上口，使接触环带下移；若接触环带偏于气门座下部，用75°铰刀铰削下口，使接触环带上移。（4）精铰用45°细刃铰刀进行精铰，保证表面粗糙度的要求。

2.3 气门座的磨削

气门座除用铰削加工外，还可用高速砂轮机进行磨削加工。磨削时，仍以气门导管为定位基准，利用与气门座各工作面角度相同的定型砂轮（该砂轮机可修整砂轮角度），对气门座进行修磨。气门座圈各角度的磨削顺序与铰削时相同。磨削加工速度快，质量好，劳动强度低。特别是用于硬度较高的气门座修磨，其磨削效果更好，排气门的效果一般比进气门好。磨削加工后的气门座，如与气门接触良好，可不再研磨。

2.4 气门座的研磨方法

为了提高气门与座的密合程度，经铰削加工后的气门座，一般还需与气门互相研磨。气门与座的研磨可在气门研磨机上进行，也可用手上操作。（1）清洁气门与座，将气缸体或气缸盖置于研磨机台面上。在各导管上套入圆柱形弹簧一只，在气门工作面周边涂上粗研磨砂，在气门杆上涂以机油，将气门插入导管。（2）移动气缸体或气缸盖，使各气门的座孔中心对准转动轴的中心。连接好研磨转柄，调节好气门升程，开动研磨机进行研磨。（3）研磨过程中应保证气门与气门座的相对位置不断变化，否则应予以调整。当磨到气门与座的工作面上无斑点痕迹之后，用布将气门与座上的粗研磨砂擦去，换用细的研磨砂继续研磨。（4）精磨后将气门与座清洗干净，其工作面应为平滑而无光泽的圆环，不允许有中断和可见的凹槽。

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