一、珀金斯發(fā)動機氣門和導管間隙過大的危害
(一)簡述
珀金斯發(fā)動機在眾多領域都有著廣泛應用,而氣門和導管作為其配氣機構中的關鍵部件,二者之間的間隙大小對發(fā)動機的正常運轉起著至關重要的作用。當氣門和導管間隙過大時,會給發(fā)動機帶來諸多不良影響,下面就來詳細介紹一下。
首先,會導致發(fā)動機功率下降。因為氣門和導管間隙過大,氣門關閉就不完全,這使得燃燒室內(nèi)的壓縮氣體以及燃燒產(chǎn)生的高溫氣體會逃逸到氣門間隙當中,進而減少了發(fā)動機的壓縮比。大家都知道,壓縮比對于燃燒效率影響很大,壓縮比降低了,燃燒效率自然也跟著降低,最終發(fā)動機的動力輸出能力就會被削弱。而且,過大的間隙還會讓氣門開啟的持續(xù)時間減少,使得氣缸的充氣和排氣情況變差,進氣不足、排氣不凈,就像一個人呼吸不順暢一樣,發(fā)動機沒辦法充分發(fā)揮效能,功率也就下降了。
其次,會造成燃油消耗增加。間隙過大導致氣門無法完全關閉,燃氣就會泄漏出來,原本應該在燃燒室內(nèi)充分燃燒的燃油,由于燃氣泄漏而沒辦法充分燃燒,這就使得燃油的利用率大大降低,為了維持發(fā)動機的運轉,就需要消耗更多的燃油,增加了使用成本不說,還浪費了能源。
再者,會產(chǎn)生異常的噪音。由于氣門和導管之間有了較大的間隙,氣門在工作過程中受到高頻率的往復擺動力時,會產(chǎn)生明顯的搖動和震動,這種震動會使得配氣機構各部件之間發(fā)生撞擊,從而產(chǎn)生連續(xù)清脆的咔噠聲等異常噪音。并且,間隙越大,燃燒室壓力越低,動力越差的同時,發(fā)動機噪音也會越大,這不僅影響使用體驗,長期處于這樣的狀態(tài)還會進一步加劇各部件的磨損。
另外,還會影響發(fā)動機的排放情況。燃燒不完全的情況增多,會產(chǎn)生大量的廢氣和有害物質(zhì)排放,像一氧化碳、碳氫化合物等污染物的排放量都會上升,這對環(huán)境是一種不小的負擔,不符合當下對于環(huán)保的要求。
最后,會加速部件的磨損,甚至引發(fā)更嚴重的損壞。氣門在擺動時的搖動和震動,會加速氣門自身以及氣門導管的磨損,長此以往,可能導致氣門彎曲、氣門導管脫落等嚴重問題,一旦出現(xiàn)這些情況,發(fā)動機就需要進行大規(guī)模的維修甚至是更換關鍵部件,維修成本會大幅增加。
從以上這些方面可以看出,珀金斯發(fā)動機氣門和導管間隙過大的危害不容小覷,所以及時發(fā)現(xiàn)并處理這一問題,對于保障發(fā)動機的正常運行、延長發(fā)動機使用壽命以及降低使用成本、保護環(huán)境等方面都有著極為重要的意義。
二、珀金斯發(fā)動機氣門和導管間隙過大的原因
(一)部件磨損問題
1. 珀金斯發(fā)動機氣門導管磨損
在珀金斯發(fā)動機長期運行過程中,氣門導管會不可避免地出現(xiàn)磨損情況,進而致使氣門和導管之間的間隙增大。大家可以想象一下,就如同我們?nèi)粘4┑男?,?jīng)過長時間的反復穿著、摩擦,鞋子內(nèi)部空間會慢慢變大變寬松一樣。氣門導管在氣門頻繁的往復運動作用下,與之接觸的表面不斷經(jīng)受摩擦,久而久之,原本合適的尺寸就會發(fā)生改變,導管內(nèi)壁逐漸被磨耗,使得其與氣門桿之間的間隙越來越大。而且,當發(fā)動機處于高負荷運轉狀態(tài)時,這種磨損的速度還會加快,因為此時氣門的運動頻率和受力情況都更為劇烈,對氣門導管的摩擦作用也就更強了。
2.珀金斯發(fā)動機 氣門桿變形
珀金斯發(fā)動機氣門桿在工作時,很容易因為一些因素而發(fā)生變形,從而導致氣門導管間隙增大。比如說,發(fā)動機工作過程中溫度是不斷變化的,氣門桿在冷熱交替的環(huán)境下,其材質(zhì)會因為熱脹冷縮的原理產(chǎn)生不均勻的伸縮變化,如果這種變化過于頻繁或者幅度較大,就容易使氣門桿的形狀發(fā)生改變,就好比我們的手指,要是受到外力或者溫度等異常影響,也可能會出現(xiàn)彎曲變形的情況。另外,氣門桿在運動時如果受力不均,例如在開啟和關閉瞬間受到的沖擊力不一致等,也會促使其逐漸產(chǎn)生變形,最終使得氣門桿與氣門導管之間無法保持正常的配合間隙,間隙由此變大。
3.珀金斯發(fā)動機 氣門與氣門座磨損
珀金斯發(fā)動機氣門與氣門座之間同樣存在磨損導致間隙增大的問題。當發(fā)動機所使用的機油質(zhì)量較差時,其潤滑性能不足,氣門和氣門座在相互接觸、摩擦的過程中,就缺乏足夠的油膜保護,磨損程度會加劇。同時,要是發(fā)動機長時間處于高負荷的工作狀態(tài),氣門和氣門座之間的摩擦頻次大幅增加,相互的作用力也更大,就像兩個相互摩擦的物體,摩擦得多了、用力大了,表面就會被慢慢磨耗掉。隨著磨損的不斷積累,二者之間的貼合不再緊密,間隙也就慢慢變大了,影響了整個配氣機構的正常工作狀態(tài)。
4. 珀金斯發(fā)動機氣門桿與氣門導管磨損
珀金斯發(fā)動機氣門桿與氣門導管這一對配合部件,也常因多種因素出現(xiàn)磨損,使得間隙變大。如果它們自身的材質(zhì)不佳,本身的硬度、耐磨性等性能指標達不到要求,那么在正常的工作狀態(tài)下,就更容易被磨損。再者,潤滑油的粘附性差也是一個重要原因,潤滑油無法很好地附著在氣門桿和氣門導管表面形成有效的潤滑膜,二者之間的摩擦系數(shù)就會增大,磨損也就隨之而來了。此外,如同前面提到的,長時間高負荷工作時,頻繁的相對運動和較大的作用力,會加速它們的磨損進程,導致氣門桿與氣門導管之間的間隙不斷增大,破壞了發(fā)動機配氣系統(tǒng)原有的良好運行狀態(tài)。
(二)密封相關因素
1. 珀金斯發(fā)動機氣門油封老化
氣門油封老化后,會出現(xiàn)密封不嚴的情況,進而使得油氣泄漏,最終導致氣門導管間隙增大。這就好比我們生活中常見的密封容器,如果密封的橡膠圈老化了,原本密封的環(huán)境就被破壞了,里面的東西就容易泄漏出來。氣門油封老化后,無法有效地阻止機油進入氣門導管等部位,機油順著氣門桿流入燃燒室等不該出現(xiàn)的地方,一方面使得氣門導管內(nèi)的環(huán)境發(fā)生變化,潤滑和配合情況受到影響,另一方面也間接反映出氣門與氣門導管之間的密封出現(xiàn)了問題,間隙在這個過程中逐漸增大,影響發(fā)動機的正常工作。
2. 珀金斯發(fā)動機氣門座圈松動
珀金斯發(fā)動機氣門座圈要是出現(xiàn)松動現(xiàn)象,會使得氣門與氣門座之間的接觸不良,從而導致氣門導管間隙過大。造成氣門座圈松動的原因有多種,例如緊固螺絲在發(fā)動機長時間的震動等工況下發(fā)生松動,使得氣門座圈無法穩(wěn)固地安裝在相應位置,與氣門的配合就不再精準。又或者氣門座圈本身的材質(zhì)不佳,強度、韌性等性能不足,在受到發(fā)動機工作時的各種作用力后,容易產(chǎn)生位移、松動等情況。一旦氣門座圈松動,氣門在關閉和開啟時就不能很好地貼合氣門座,二者之間的間隙就會超出正常范圍,進而影響整個配氣機構的正常運轉,導致間隙不斷擴大。
(三)珀金斯發(fā)動機溫度影響因素
珀金斯發(fā)動機溫度過高
當發(fā)動機溫度過高時,會對氣門導管間隙產(chǎn)生影響,使其增大。大家可以聯(lián)想一下夏天的時候,放在戶外的塑料瓶子,在高溫環(huán)境下會發(fā)生膨脹,體積變大。發(fā)動機的金屬部件同樣有熱脹冷縮的特性,氣門導管以及與之配合的相關部件在過高的溫度下,會發(fā)生膨脹變形。原本合適的間隙就會因為這種熱膨脹效應而被撐大,而且溫度越高、持續(xù)時間越長,這種膨脹導致的間隙增大情況就越明顯。當發(fā)動機散熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障,或者長時間處于高負荷運轉使得熱量散發(fā)不及時等情況下,都容易引發(fā)發(fā)動機溫度過高,進而造成氣門導管間隙增大的問題。
(四)珀金斯發(fā)動機調(diào)整不當問題
珀金斯發(fā)動機氣門間隙調(diào)整不當
在對氣門間隙進行調(diào)整的時候,如果操作不當,也會造成氣門導管間隙增大。比如在擰緊調(diào)整螺絲時,要是擰緊力度過大,可能會使氣門的位置發(fā)生偏移,或者導致氣門桿等部件產(chǎn)生變形,原本合適的氣門與導管之間的間隙就被改變了,間隙會變大。又或者擰緊方向錯誤,這同樣會破壞氣門系統(tǒng)原有的合理結構和配合關系,使得氣門不能按照正常的軌跡和狀態(tài)進行運動,與氣門導管之間的間隙也就無法維持在正常范圍,從而出現(xiàn)間隙過大的情況,影響發(fā)動機正常的配氣功能和整體性能。
(五)其他相關原因
珀金斯發(fā)動機氣門彈簧故障
珀金斯發(fā)動機氣門彈簧出現(xiàn)故障也是導致氣門導管間隙過大的一個因素。當氣門彈簧發(fā)生斷裂或者因為長期使用出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象時,它的彈力就會減弱,無法有效地保證氣門能夠完全關閉到位。就好像一個彈簧失去了應有的彈性,沒辦法把東西緊緊地固定住一樣。氣門彈簧的材質(zhì)如果不佳,本身的強度和耐久性就差,容易在工作過程中出現(xiàn)損壞情況。而且氣門彈簧預緊力的設置也很關鍵,如果預緊力過大或者過小,都會影響其正常工作,過大可能加速彈簧的疲勞損壞,過小則無法保證氣門關閉的緊密性。一旦氣門不能完全關閉,氣門與氣門導管之間的間隙自然就會因為這種不正常的狀態(tài)而逐漸增大,對發(fā)動機的運行產(chǎn)生諸多不利影響。
三、珀金斯發(fā)動機氣門和導管間隙過大的處理方法
(一)前期準備工作
1. 確認發(fā)動機狀態(tài)
在著手處理珀金斯發(fā)動機氣門和導管間隙過大的問題前,一定要確保發(fā)動機處于合適的狀態(tài)。首先,發(fā)動機必須是停止運轉的狀態(tài),避免在操作過程中因發(fā)動機意外啟動等情況帶來危險,同時也防止正在調(diào)整的部件因發(fā)動機運轉產(chǎn)生的震動等因素影響調(diào)整的準確性。而且要選擇在一個相對安全、平穩(wěn)且光線充足的環(huán)境下進行操作,便于清晰地觀察各個部件以及進行相關的測量、調(diào)整工作。另外,如果發(fā)動機此前處于高溫運行狀態(tài),需要等待其充分冷卻,因為熱態(tài)下的發(fā)動機部件存在熱脹冷縮情況,此時進行調(diào)整難以保證達到精準合適的間隙,待冷卻后操作才能符合標準要求,確保后續(xù)處理效果良好。
2. 準備工具
處理氣門和導管間隙過大問題需要準備好相應的工具。比如扳手,它可以用來拆卸和安裝一些固定部件,像氣門室蓋的固定螺絲等,方便后續(xù)操作時打開相應的部位進行調(diào)整;塞尺是必不可少的,它能夠精確測量氣門與導管之間的間隙大小,從而確定是否符合廠家規(guī)定的標準值,以及調(diào)整后進行再次測量確認;螺絲刀也是常用工具之一,在調(diào)整氣門挺桿上的調(diào)節(jié)螺釘?shù)炔僮鲿r會用到,通過螺絲刀來擰動調(diào)節(jié)螺釘改變氣門間隙。此外,還可以準備清潔布,用于擦拭部件表面的油污等雜質(zhì),保持操作環(huán)境的清潔,防止雜質(zhì)進入發(fā)動機內(nèi)部影響其正常運行。同時,根據(jù)實際情況,可能還需要準備一些如鉗子等輔助工具,便于處理一些可能出現(xiàn)的諸如卡滯等小問題,確保整個處理過程能夠順利進行。
(二)常見調(diào)整方法
1. 逐缸調(diào)整法
逐缸調(diào)整法的操作步驟如下:首先要明確發(fā)動機的汽缸點火次序,這是關鍵前提。然后緩慢搖轉曲軸,根據(jù)相應的標記等確定某缸活塞處于壓縮上止點位置,例如對于珀金斯發(fā)動機來說,可以通過觀察飛輪上的標記或者其他正時標記來準確判斷。當確定好某一缸處于壓縮上止點后,該缸的進、排氣門此時是完全處于關閉狀態(tài)的,就可以使用塞尺插入氣門桿尾端與搖臂端頭之間,測量氣門間隙是否符合標準要求。若間隙不符合規(guī)定值,先松開進、排氣門鎖緊螺母及調(diào)整螺栓,接著用旋具調(diào)節(jié)螺釘,使得塞尺剛好能順利通過且達到規(guī)定的氣門間隙值,之后再用旋具將鎖緊螺母緊固,緊固后還需用塞尺再次復檢一次,確保間隙準確無誤。完成這一缸的調(diào)整后,按照點火順序依次搖轉曲軸一定角度(比如常見的是轉動 120° 等,具體根據(jù)發(fā)動機缸數(shù)和點火順序而定),再對下一缸的進、排氣門間隙進行同樣的調(diào)整操作,如此逐缸進行,直到所有氣缸的氣門間隙都調(diào)整完畢。
2. 兩次調(diào)整法
采用兩次調(diào)整法時,第一步要依據(jù)發(fā)動機的點火順序來操作,先找到正時標記,這個正時標記的位置因不同車型有所差異,通??梢栽诎l(fā)動機的正時皮帶輪、鏈輪或飛輪上找到相應的標記,找到標記并準確對準是能夠精準調(diào)節(jié)氣門的基礎所在。例如對于一些六缸發(fā)動機,其做功順序一般是特定的,可根據(jù)此順序進行調(diào)整。在確定好正時標記且對準后,以對應的氣缸為基礎開始進行氣門間隙的測量,使用塞尺測量氣門桿與搖臂之間的間隙,如果測量的間隙不符合廠家規(guī)定的標準值,通過調(diào)整氣門搖臂上的調(diào)整螺釘來進行調(diào)整,調(diào)整時要邊擰調(diào)整螺釘,邊用塞尺來回拉動感受阻力,當阻力合適且間隙達到標準值時,將調(diào)整螺釘緊固可靠。完成這一輪的部分氣門調(diào)整后,轉動曲軸一周(360 度),再根據(jù)相應的順序和標記,對其余未調(diào)整的氣門進行同樣的測量和調(diào)整操作,經(jīng)過這兩次的調(diào)整,就能將所有氣缸的氣門間隙都調(diào)整到位。
(三)不同缸數(shù)珀金斯發(fā)動機調(diào)整要點
1. 珀金斯六缸發(fā)動機
對于珀金斯六缸發(fā)動機,首先要把缸序理清,一般其缸序為 1-5-3-6-2-4。通常在發(fā)動機的冷態(tài)下進行調(diào)整,先盤車到一缸上止點,此時可以調(diào)整 1 進 1 排 2 進 3 排 4 進 5 排這些氣門的間隙,具體操作就是使用塞尺測量相應氣門桿與搖臂之間的間隙,若不符合標準(進氣門的正確間隙一般為 0.20mm 即 0.008in,排氣門的正確間隙一般為 0.45mm 即 0.018in 等,具體參照發(fā)動機使用說明書),通過調(diào)整氣門上的調(diào)整螺栓來改變間隙,調(diào)整好后再次用塞尺確認。然后盤車至 6 缸上止點,接著調(diào)整 2 排 3 進 4 排 5 進 6 排 6 進這些氣門的間隙,同樣按照上述測量、調(diào)整、再確認的步驟進行操作。調(diào)完后最好是再一缸一缸的重新檢查一遍,因為在調(diào)整過程中可能存在一些細微的變化或者誤差,重新檢查能確保每個氣門的間隙都準確無誤且符合廠家要求。
2. 其他缸數(shù)發(fā)動機(如有)
對于其他缸數(shù)的珀金斯發(fā)動機,在調(diào)整氣門間隙時也有各自需要重點關注的地方。比如四缸發(fā)動機,通常可以按照點火順序或者 “雙排不進法” 進行調(diào)整,要先確認氣門調(diào)整的時機,一般選擇發(fā)動機停止運轉且冷卻后操作,避免燙傷和因熱態(tài)部件變形等影響調(diào)整精度。調(diào)整時要嚴格按照原廠規(guī)定的間隙值來操作,這個數(shù)值可以在發(fā)動機的維護手冊中查找。先找到第一缸壓縮行程上止點,調(diào)整該缸進排氣門間隙,然后盤車轉動曲軸逐缸調(diào)整,或者根據(jù)著火順序分析調(diào)整其它缸可調(diào)氣門的間隙,曲軸再轉 360° 調(diào)整另一半未調(diào)氣門的間隙。在整個過程中,要使用合適的工具,如氣門間隙規(guī)等準確測量間隙,操作要細致,防止過度調(diào)整或損壞部件,并且保持操作環(huán)境清潔,避免雜物進入發(fā)動機內(nèi)部。
(四)珀金斯發(fā)動機調(diào)整后的檢查與注意事項
1. 再次檢查珀金斯發(fā)動機氣門間隙
調(diào)整完氣門間隙后,再次檢查氣門間隙是十分重要的步驟。要使用塞尺等合適的測量工具,按照之前調(diào)整時的測量方法,對每個氣門再次進行間隙測量,將測量得到的值與廠家規(guī)定的標準值進行對比,確保每個氣門的間隙都準確無誤地符合標準要求。例如對于珀金斯發(fā)動機的進氣門和排氣門,要分別對照相應的標準間隙范圍去核實,像進氣門一般標準間隙為 0.2 - 0.4 毫米左右(不同型號有差異),排氣門也有對應的標準值,若發(fā)現(xiàn)測量值與標準值存在偏差,需要重新進行調(diào)整,直到所有氣門間隙都達標為止,這樣才能保證發(fā)動機在后續(xù)運行中配氣機構正常工作,避免因間隙不合適再次出現(xiàn)諸如功率下降、異常噪音等問題。
2. 注意操作細節(jié)
在整個氣門間隙調(diào)整過程中,有諸多操作細節(jié)需要格外注意。首先,要始終保持操作的清潔,在打開氣門室蓋等操作時,提前清理周圍的油污、雜質(zhì)等,并且在操作過程中避免灰塵、雜物等進入發(fā)動機內(nèi)部,防止對內(nèi)部的零部件產(chǎn)生磨損或者影響其正常的配合、運行。其次,調(diào)整螺釘?shù)木o固力度要適中,過緊的話可能導致氣門等部件變形,影響氣門的正常開啟和關閉,甚至損壞部件;而過松則容易使調(diào)整好的螺釘出現(xiàn)松動、移位,導致氣門間隙再次發(fā)生變化,無法維持在合適的標準范圍。另外,還要考慮溫度對氣門間隙的影響,一般來說熱機時氣門間隙調(diào)整應比冷機時要求的間隙值小,有些汽車要求在冷機時調(diào)整,有的汽車在熱、冷態(tài)時均可調(diào)整,但其間隙值各不相同,所以要按照發(fā)動機對應的要求來選擇合適的調(diào)整時機,并且在調(diào)整后考慮到后續(xù)發(fā)動機運行溫度變化時,氣門間隙的變化是否仍在合理范圍內(nèi),以此保障發(fā)動機。
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