发动机气门弹簧故障修理和解体工具

摘要：气门弹簧则大多由中碳铬钒钢丝或硅铬钢丝制造而成，使弹簧拥有足够的刚性和抗疲劳强度，以承受频繁的压缩负载及保持合适的弹力。在气门弹簧的操作流程中，会常发生一些损坏，本文分述气门弹簧在发烫和周期性高频交变力的长久功能下，产生损伤和变形等故障的维修和拆装步骤。

      弹簧是确保气门立即落座并紧密配合的小工具，以预防发动机震动时气门跳动而事故其密封性能，其组织系统如图1所示。

      确认位置→组装工具→压缩弹簧→吸出锁片→放松工具→取出零件→整理清洗

      弹簧压夹持器分为手动、液压和气动三种，如图2所示。通常以手动式气门弹簧压缩器为常见大型康明斯发电机厂家。

      让气门弹簧锁块拆除工具的一端顶住气门，另一端的压头对准气门弹簧，如图5所示。然后拧紧挤压气门弹簧，直到锁块全部露出；用钳子取下气门锁块，即可进行相关的作业；安装时，也要用此专用工具压气门弹簧，并将气门两个锁块装入气门杆的凹槽内，拧松黄色部位的压头，取下专用工具；此工具的底部要顶的位置，以防止下压气门弹簧时气门移动。安装完成后江苏康明斯柴油发电机，气门组设计如图6所示。

      在发热和周期性高频交变力的长久作用下，气门弹簧使用一段时间后容易磨耗变形。在这种情形下，弹簧的弹性会被削弱和减小，从而危害气门关闭松动、发动机容量降低、启动不成功等故障。

（1）自由长度，减轻，弹力不足，簧身歪斜变形，折断；全部这些失效形式，关键是因为气门弹簧经太长久操作后，因为受力压缩造成塑性变形，促使弹性疲劳而致使的。

（2）气门弹簧圈受气门弹簧质量差、弹性弱或偏斜或气门弹簧断裂的影响。发动机怠速时，气门鸣响的症状可以在气门室盖上清晰地听到噪声，有时还伴有嗡嗡声，严重时会个别气缸作业不好的现象。

（3）气门弹簧自由长度减小和弹力不足基本都将危害配气的准确性和气门关闭的密封性。歪斜变形或折断，不但危害内燃机的正常转动，并且在顶置式的气门装置中，还可以发生气门掉入气缸，致使机器故障等严重损坏。

（4）特别是气门弹簧的折断，平日更用户须知，它除了由弹性疲劳而致使的原由外，还与弹簧的品质和曲轴箱的通风性有关。除此之外，不等距的弹簧假如装颠倒了，惯性力和震动会大大添加，也能很迅速使弹簧折断。

      如图7所示，将气门弹簧放在平板上，用90°的角尺检修其垂直度，将测定出来的垂直度误差与标准尺寸作比较，若超出规定范围，则须调校或更换。校正后在270～290℃温度下保温10mm，以排除内应力，保持校正后的形状。校正后的气门弹簧须再次检修，合格后装机使用。

      用游标卡尺检查气门弹簧的自由长度，如图8所示。如果超过使用限度，应更替。

      气门弹簧弹力的测定是在弹簧试验器上进行，将被检弹簧置于台架上的支承座与压头之间，扳动手柄带动压柱齿杆，并使压头下移而压缩弹簧。这时观察压力表的压力及长度标尺上的读数，再与标准数据比较，如未达到规定标准，则应更换新弹簧。

      检修检查气门弹簧的自由长度。用卡尺侧量气门弹簧自由长度，其值应符合标准值。若不符合，应替换之。检查气门弹簧的垂直度。用直角尺和平板，检验气门弹簧的垂直度，其值应符合标准值，否则必须更换。检查气门弹簧的预紧力。用测力器检测气门弹簧的预紧力，其值应符合标准。若预紧力低于标准值，则应替换气门弹簧。为了预防损毁，要经常压缩弹簧。弹力减弱或自由长度缩短的气门弹簧可选用适当的方式进行修理。常用的有两种步骤：冷作法和热解决法。

      把弹簧套在圆轴上（圆轴的外径要与弹簧的内径相适应），再将弹簧的一端与圆轴一起夹在车床卡盘上，在车床的刀架上固定一个移动杆，在移动杆头部锉出较弹簧钢丝直径稍大的凹槽，使弹簧嵌入槽内，借刀架将其压紧，慢慢在转动弹簧的同时，转动卡盘，每转一圈，移动杆移动的距离要比弹簧圈距大1~2mm。用小手锤轻轻地连续敲击弹簧，使弹簧金属表面硬化，从而增加其弹性。使用这种方式修复的弹簧，使用的时间较短，因此，在不得己的情形下才使用。一般来说，还是替换新弹簧为佳。

      将气门弹簧放在四周塞满铸铁铁屑的厚铁皮箱内（铸铁屑可以防止弹簧表面氧化），在炉内加热至925℃左右，保温约1h后，将铁皮箱取出，在空气中冷却，然后将气门弹簧取出套在修理夹具的心轴上，连同心轴装入夹具的柜架内。柜架是由6mm厚铸铁板制成，并按新气门弹簧的螺距切成槽穴。将套有气门弹簧的心轴压入槽穴内，再将气门弹簧连同夹具加热至810℃左右，然后油淬，再加热至310℃后在空气中冷却，此时硬度应为RC41、42。

      主要用于修理气门弹簧，其亮点在于对缸体无热影响，不会发生热应力拉裂机体。缸体的气门弹簧座处的壁厚约2mm左右，要焊补这么薄的部位是极为困难的康明斯柴油发电机控制面板，可以说是禁区。而用厌氧胶粘补则非常简便， 只要按下述工艺规范使用，很易成功。粘补的另一亮点是胶接层有良好的密封性，耐热、耐腐蚀，因此用于修补汽缸套壁的渗漏弊端非常合适。工艺步骤如下：

      先用喷灯或氧乙炔焰烧烤弊端部位，烧去油脂，蒸发水份。然后用砂布打磨弊端部位，磨去表面的积炭和锈迹， 最后用汽油擦洗表面， 待晾干后涂胶。

      剔除旧气门弹簧座圈，另配制新座圈，涂上厌氧胶压入即可。

      涂用的胶用ZY-802厌氧胶。涂胶的时候， 仅需在相互配合的任一个结合面上涂胶， 即单面涂胶， 而不需双面都涂胶。

      气门机构的损坏形式是多种多样的，各种缺陷所处的部位也不一样，因此维修时应灵活应用上述几种程序，并综合叙谈后选择那种方式后，才能取得满意的修复效果，如果选用单一的焊接或粘接法维修， 不是关于缺点对症下药，往往会减小维修质量，甚至致使短处扩大和延伸。只要按柴油发电机工厂供应的方式和规定采用修理工艺，并严格按照使用规范去做，通常的气门系统的缺点是不难修理的。