談工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)維修工藝改進(jìn)

　　多年來，由于內(nèi)燃機(jī)的修理工藝落后，舊的傳統(tǒng)維修方法被絕大多數(shù)人所接受，嚴(yán)重影響了工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)的修理質(zhì)量。近年來雖然維修工藝也有一定的改善，但使用壽命沒有得到根本提高。究其原因，工程機(jī)械使用壽命短，主要是維修管理不當(dāng)造成的。不但影響了機(jī)械的完好率和施工成本，甚至造成嚴(yán)重的機(jī)械事故。不修還能用，越修問題越多。探索新的維修方法，盡快采用新技術(shù)、新工藝，摒棄舊觀念、舊習(xí)慣，做到維修工作中的事半功倍，是工程機(jī)械維修行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

　　《建筑機(jī)械化》(月刊)創(chuàng)刊于1980年，由中華人民共和國(guó)建設(shè)部主管，中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院主辦，是中國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)工程機(jī)械分會(huì)、中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)用戶工作委員會(huì)會(huì)刊，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行，是介紹工程機(jī)械、建設(shè)機(jī)械、機(jī)械化施工及行業(yè)信息的綜合性科技期刊，是國(guó)內(nèi)同類刊物中創(chuàng)刊時(shí)間早、發(fā)行范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)、影響力大的權(quán)威性雜志。

　　一、改變氣門修理的誤區(qū)

　　傳統(tǒng)工藝認(rèn)為：氣門與氣門座配對(duì)互研是為了得到一條良好的密封環(huán)帶，保證氣門良好的密封性。為此，制訂了許多修磨和檢驗(yàn)氣門的作業(yè)規(guī)范。如：研磨好的氣門接觸環(huán)帶必須呈均勻的銀白色，不得有漏研的點(diǎn)和面，環(huán)帶中部要研出一條“亮線”，檢驗(yàn)時(shí)，用鉛筆在接觸面垂直于“亮線”劃出若干條線條。然后使氣門落座旋轉(zhuǎn)一角度，取出觀察。要求所有的線條均在中部被切斷，不得漏線。也可用煤油、汽油或氣壓作密封試驗(yàn)或用專門的檢驗(yàn)儀器檢驗(yàn)其是否有滲漏現(xiàn)象。如有漏氣、滲油，還需繼續(xù)研磨。這種配對(duì)互研和檢驗(yàn)質(zhì)量的方法，不僅給修理作業(yè)帶來很大困難，使用壽命也大為降低。

　　我在1988年修建孝柳鐵路時(shí)，主管一個(gè)工程隊(duì)幾十臺(tái)工程機(jī)械維修技術(shù)管理。當(dāng)時(shí)雖然對(duì)機(jī)械按照嚴(yán)格的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)、走行公里數(shù)進(jìn)行各級(jí)保養(yǎng)和大、中、小修理，但總是不到規(guī)定的保修間隔期發(fā)動(dòng)機(jī)就出現(xiàn)竄油竄氣，動(dòng)力性能嚴(yán)重下降，能耗增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命短一直是擺在面前的一道難題。

　　后來經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過配對(duì)研磨的氣門，經(jīng)過數(shù)小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)后，接觸面白色環(huán)帶上的“亮線”已全部消失，甚至起了溝槽，寬度也有了明顯的增加。

　　我用未進(jìn)行配對(duì)互研的氣門裝配試驗(yàn)，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)使用后發(fā)現(xiàn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能并無影響。反而氣門的使用壽命有了顯著提高。氣門經(jīng)過量研磨后再運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)磨損量較大，接觸面出現(xiàn)斑點(diǎn)等問題。所以，發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí)，氣門配對(duì)互研工藝是沒有實(shí)用意義的。

　　試驗(yàn)還證明：密封性是氣門修理質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，但不是唯一指標(biāo)。這是因?yàn)椋簹忾T經(jīng)過光磨，氣門座也經(jīng)過鉸削或光磨，雖會(huì)因光磨精度及誤差造成氣門微量漏氣，但只需經(jīng)過很短時(shí)期的磨合運(yùn)轉(zhuǎn)后，靠氣門自身的拍擊就會(huì)恢復(fù)密封性能。若是新氣門，經(jīng)過過量研磨反而破壞了淺表硬化層，使用壽命大為降低。

　　如何保證氣門與氣門座的密封性，是擺在工程機(jī)械維修工作者面前的問題，要注意做好以下幾點(diǎn)：

　　1.不能過量消弱氣門頭的剛度。必須保證氣門頭的最小厚度。要求在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上保持一致，以免發(fā)生彈性變形磨損。

　　2.必須保證氣門落座壓強(qiáng)。氣門下陷或彈簧壓力不足，會(huì)使接觸面不能得到應(yīng)有的變形壓力，以致不能產(chǎn)生耐磨層。為此，修理時(shí)應(yīng)在彈簧座下面加墊片來調(diào)整氣門下陷量，彌補(bǔ)彈簧力不足，否則應(yīng)重新鑲氣門座或更換彈簧。

　　3.避免氣門頭彈性變形磨損。為了減小氣門頭彈性變形力矩，鉸氣門座口時(shí)，可用45度鉸刀鉸削工作面，而用15度鉸刀鉸上口，調(diào)整接觸面寬度;75度鉸刀只能用來修整接觸環(huán)帶的不均勻度，不能用以調(diào)整接觸環(huán)帶的寬度。

　　4.接觸環(huán)帶的寬度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。接觸環(huán)帶的寬度是保證氣門工作壽命的重要條件，過窄易起槽并使氣門間隙改變，引起漏氣、燒蝕;過寬易墊渣，出現(xiàn)斑點(diǎn)，落座壓強(qiáng)也降低。

　　5.氣門搖臂端與氣門桿端的接觸位置不得偏斜。否則等于給氣門額外增加一個(gè)彎曲力矩，加速氣門桿與導(dǎo)管的磨損，還影響氣門平穩(wěn)落座。

　　6.密封面應(yīng)平整光滑，不允許歪斜。鉸削氣門座時(shí)，要垂直汽缸蓋，氣門導(dǎo)管必須同心。為此，可用氣門砂稍加研磨，也可用紅丹油檢查，要求四周都有接觸印痕(允許有斷續(xù)不接觸)。氣門桿在導(dǎo)管內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)無阻滯現(xiàn)象。

　　7.修磨好的氣門，裝配前應(yīng)作平衡燃燒室的相互調(diào)整。若相差太大無法調(diào)整時(shí)，則應(yīng)更換或重鉸氣門座。

　　8.為保證密封，便于起動(dòng)，氣門頭可磨出0.5-1度的干擾角。使氣門接觸錐面大口接觸，不得磨成小口接觸，以防漏氣。

　　9.光磨好的氣門，若錐面光潔度較好，一般不需與氣門座配對(duì)互研。

　　在用鉸刀鉸削氣門座時(shí)發(fā)現(xiàn)：氣門座磨損量或下陷量大時(shí)，容易鉸削;磨損量小時(shí)就難以鉸削，產(chǎn)生鉸刀打滑現(xiàn)象，說明表面有一層硬度很高的硬化層。實(shí)踐證明：氣門與氣門座在工作一段時(shí)間后表面硬度發(fā)生了變化。接觸面寬的硬度低，窄的硬度高。硬化層是由氣門落座時(shí)的拍擊，在一定的壓強(qiáng)下會(huì)促使表層金屬晶格變形，產(chǎn)生變形應(yīng)力而生成的。此硬化層隨著磨損不斷生成，因而耐磨性大為提高。但也隨著氣門下陷量的增大，接觸面寬度增加，氣門落座拍擊壓強(qiáng)減小，變形應(yīng)力也隨之降低，氣門及氣門座的耐磨性也逐漸降低。

　　當(dāng)然，若氣門接觸面過窄，低于1.5毫米，落座拍擊壓強(qiáng)過大，造成氣門頭起槽，則下陷量迅速增大，而改變了氣門間隙，造成關(guān)閉不嚴(yán)漏氣，導(dǎo)致氣門頭變形及燒蝕等不良后果。還會(huì)由于散熱不良而加速接觸面的高溫氧化變形，漏氣及燒蝕。

　　若氣門接觸面過寬，大于2.5毫米以上，落座拍擊壓強(qiáng)不夠，不足以產(chǎn)生表面硬化層，耐磨性也不高。

　　氣門落座拍擊壓強(qiáng)的大小除與接觸面寬窄有關(guān)外，還與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、氣門間隙大小、氣門彈簧的彈力等因素有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)使挺桿脫離凸輪輪廓而跳起;氣門落座時(shí)，又會(huì)發(fā)生大的沖擊而起槽。若氣門彈簧彈力不足，將會(huì)因氣門落座拍擊壓強(qiáng)不足而難以形成表面硬化層。

　　特別要強(qiáng)調(diào)的是：為延長(zhǎng)氣門及氣門座的工作壽命，修理時(shí)必須保證接觸面的寬度，氣門頭下沉量和氣門彈簧的彈力等在規(guī)定的范圍內(nèi)。

　　我們?cè)诟鼡Q燒蝕的缺口氣門時(shí)發(fā)現(xiàn)，若排氣門頭有翹曲變形或燒蝕缺口，則其接觸面寬度很不均勻。這是因?yàn)榕艢忾T大部分熱量是靠與氣門座的接觸散去。但由于散熱面寬窄不均，使氣門頭各部散熱速度不均，產(chǎn)生了溫差應(yīng)力。當(dāng)此應(yīng)力超過材料的彈性極限時(shí)，氣門頭即發(fā)生翹曲變形，造成漏氣，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)發(fā)生燒氣門故障。[!--empirenews.page--]

　　氣門間隙的調(diào)整有人認(rèn)為：間隙大一點(diǎn)進(jìn)、排氣充分，還可以防止氣門燒蝕。實(shí)際上恰好相反，氣門間隙調(diào)大，工作時(shí)氣門行程減小，開度不夠，使進(jìn)氣量不足，或排氣不暢，由于進(jìn)氣門阻力增大，反而降低了內(nèi)燃機(jī)功率。同時(shí)磨損加劇。

　　二、改變濕式缸套安裝的誤區(qū)

　　安裝內(nèi)燃機(jī)氣缸套阻水圈時(shí)，往往為了防止阻水圈處漏水，選用其斷面大于缸套槽斷面的阻水圈，并涂上漆，鉛油或防漏膏等，然后用螺旋壓缸器或墊木塊用大錘打入。

　　實(shí)踐證明：用這種方法安裝缸套，不但難以防止阻水圈處漏水，而且有時(shí)擠爛了阻水圈，容易引起缸套變形，還需取出重新裝配。這是因?yàn)樽杷孛娣e過大，高出過多，在槽內(nèi)安裝，經(jīng)擠壓變形后，余隙不足以容納阻水圈的變形量。經(jīng)加壓安裝，則會(huì)切壞阻水圈，引起漏水的可能性較大。由于安裝缸套施加壓力過大或用大錘打入，引起的缸套變形。

　　缸套和阻水圈的正確安裝方法是：阻水圈斷面或高度要符合標(biāo)準(zhǔn)，與槽的配合余隙適當(dāng)，缸套下凸出圓柱與缸套安裝孔間隙符合要求，安裝前應(yīng)檢查濕式缸套與安裝孔系的動(dòng)配合，上下凸肩處均有間隙。缸套在未裝阻水圈前，放入安裝孔，應(yīng)無阻滯且可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。徑向晃動(dòng)量不應(yīng)過大。

　　缸套高出缸體量可用深度游標(biāo)卡尺檢查，也可用平尺和厚薄規(guī)檢查。高出量不合適，可用增減調(diào)整墊片的方法進(jìn)行調(diào)整。

　　安裝阻水圈應(yīng)選用耐油、耐熱及彈性好的橡膠圈。裝入槽后，要求松緊度適當(dāng)，還要檢查高于槽外的量及兩邊的預(yù)留脹量，如不合適，應(yīng)修整阻水圈或另行更換。裝好的阻水圈，表面涂以肥皂水或稀油。用雙手將缸套推入。如推不進(jìn)，應(yīng)取出查明原因，不可強(qiáng)行壓入。

　　若阻水圈過高，可進(jìn)行調(diào)整，但高度h不得小于0.80～1.00毫米。按規(guī)定裝入槽內(nèi)，不得扭曲。

　　我們注意到：由于安裝缸套不當(dāng)造成的變形，不易檢查，常被忽略。因而引起缸套的早期磨損，活塞環(huán)折斷，活塞偏磨及上油排煙等故障。

　　所以，缸套安裝后，需要用量缸表在兩個(gè)垂直方向進(jìn)行細(xì)致的檢查，看有無安裝引起變形。檢查部位是缸套上凸緣及下阻水圈處的缸徑。如查明缸套有變形，應(yīng)取出另行安裝。

　　濕式缸套上端面約高出缸體上平面0.13～0.18毫米，可在裝配時(shí)用墊片調(diào)整。若高出量過小，易造成漏氣、漏水、燒缸墊;過高又會(huì)使缸套變形或壓裂安裝孔凸肩，這都是需要注意的。

　　三、改變汽缸墊安裝的誤區(qū)

　　氣缸墊的卷邊一面一律朝向汽缸體的方法：實(shí)際上，汽缸墊的安裝應(yīng)有方向性。由于金屬石棉墊缸孔處卷邊的一面高出了一層金屬，對(duì)與它接觸的平面會(huì)造成單面壓痕變形，因此，卷邊的一面應(yīng)朝向易修整的接觸面或硬平面。對(duì)于缸體、缸蓋同為鑄鐵者，卷邊面應(yīng)朝向氣缸蓋。對(duì)于缸體為鑄鐵、缸蓋為鋁合金者，卷邊面應(yīng)朝向汽缸體。

　　缸蓋螺栓應(yīng)按規(guī)定的順序和力矩?cái)Q緊。只有這樣才能防止或減少汽缸蓋翹曲變形和氣缸墊被沖壞的故障發(fā)生。

　　四、改變傳統(tǒng)軸瓦修理工藝的誤區(qū)

　　1.傳統(tǒng)的刮瓦工藝：內(nèi)燃機(jī)的曲軸主軸承，連桿軸承換新時(shí)，只有經(jīng)刮削才能保證修理質(zhì)量，實(shí)際上存在很多缺點(diǎn)，盡管接觸面達(dá)到75%以上，松緊度也合適，但軸頸和軸承的早期磨損是不可避免的，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起燒瓦抱軸。這是由于現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)無鏜刮量的軸承刮削后，把性能良好的第三層刮掉了，軸承工作面受到破壞，光潔度降低，刮削時(shí)很容易跳刀和粘刀，將工作面拉傷或呈波紋型，曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易造成局部油膜峰值壓力過高，加速了軸承的疲勞剝落。另外，由于潤(rùn)滑油的流通量受阻，使軸承局部溫升過高而降低了合金的疲勞強(qiáng)度。嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)工作面的龜裂或脫皮。

　　所以，柴油機(jī)軸承的表面材料大多采用高錫—鉛合金及有第三工作層的銅鉛合金。合金層較薄，如將其刮掉，會(huì)破壞工作層的良好性能，是不允許刮削的，只能按相應(yīng)的尺寸選配;如果沒有合適尺寸的曲軸軸承，必要時(shí)可采用基孔制方法磨削曲軸，以求軸承在座孔中有較好的圓度，以保證良好的油楔作用，避免發(fā)生過高的油膜峰值壓力和表面光潔度被破壞。

　　修理時(shí)要注意的是：⑴滑動(dòng)軸承不能用刮配的方法達(dá)到75%～85%接觸印痕來作為衡量修理質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)在不經(jīng)刮削的情況下，使軸承與軸頸的配合間隙符合要求，軸能在軸承中轉(zhuǎn)動(dòng)且無明顯阻滯，軸承工作面無明顯摩擦接觸印痕。⑵軸承與軸頸的配合間隙應(yīng)符合原廠規(guī)定。

　　2.內(nèi)燃機(jī)軸瓦磨損后在瓦背上加墊：實(shí)際上在瓦背上加墊后，將破壞其與曲軸的原有間隙，使得接觸面積和配合緊密度沒有保障，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)就會(huì)導(dǎo)致軸瓦松動(dòng)，破壞軸與瓦之間的油膜，使其導(dǎo)熱和潤(rùn)滑的性能下降，并且會(huì)產(chǎn)生邊界摩擦，甚至造成軸瓦燒熔而咬死在曲軸上。

　　五、改變油底殼加油的誤區(qū)

　　對(duì)內(nèi)燃機(jī)油底殼加油寧多勿少，認(rèn)為加少了容易引起燒瓦抱軸，加多了關(guān)系不大。其實(shí)機(jī)油加多了，對(duì)內(nèi)燃機(jī)同樣會(huì)造成危害。主要是增加曲軸、連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，同時(shí)使飛濺到缸壁上的機(jī)油增多，導(dǎo)致燃燒室積炭增加。因此，機(jī)油加多了就會(huì)降低內(nèi)燃機(jī)功率，反而增加磨損，引起排藍(lán)煙等故障。

　　六、維修工作者要掌握科學(xué)方法

　　要從根本上提高工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)的修理質(zhì)量，延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命，就必須經(jīng)過試驗(yàn)和改革途徑，掌握科學(xué)的維修方法，解決維修工作中的不當(dāng)因素。最大限度地提高機(jī)械完好率來降低施工成本，這是我們維修技術(shù)工作者努力的方向。