試論汽車發動機氣門的拆裝技巧

　　摘 要：文章結合工作中遇到的氣門彈簧鎖片安裝難的問題，分析了汽車發動機氣門和氣門彈簧的功用、材料，闡述了發動機換氣的過程，總結了發動機氣門的拆裝技巧。

　　關鍵詞：氣門;拆裝;方法

　　中圖分類號：U464.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937(2015)08-0012-02

　　汽車發動機使用一段時間后，氣門會附著許多積碳，導致氣門關閉不嚴，使發動機動力下降，油耗增加。為了解決這一問題，需拆卸氣門并對其進行研磨，但拆卸氣門容易安裝難，本文結合以往的工作經驗，查閱大量相關技術資料，通過反復實踐總結出了拆裝氣門的方法與技巧。

　　1 氣 門

　　1.1 氣門的功用

　　氣門與氣門座、氣門導管、氣門彈簧、彈簧座、彈簧鎖片等零件一起組成氣門組，如圖1所示。氣門是用來封閉氣道的。氣門由頭部和桿身兩部分組成。頭部用來封閉進排氣道，桿身用來在氣門開閉過程中起導向作用。氣門包括進氣門和排氣門兩種類型。進氣門打開，進氣管中的空氣或可燃混合氣進入汽缸;排氣門打開，汽缸中的廢氣進入排氣管。

　　1.2 氣門的材料

　　由于氣門在高溫、高壓、散熱困難、潤滑差、受燃氣中腐蝕介質的腐蝕等很差的工作條件下工作，所以要求氣門材料必須有足夠的強度、剛度、耐高溫性和耐磨損性。進氣門一般采用中碳合金鋼(如鎳鋼、鎳鉻鋼和鉻鉬鋼等)，排氣門多采用耐熱合金鋼(如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼等)。為了改善氣門的導熱性能，可在氣門內部充注金屬鈉。為了保證氣門桿身與氣門導管有一定的配合精度和耐磨性，氣門桿身表面都要經過熱處理和磨光。

　　2 氣門彈簧

　　2.1 氣門彈簧的功用

　　氣門彈簧是圓柱形的螺旋彈簧，位于缸蓋與氣門桿末端彈簧座之間。其功用是使氣門自動回位關閉，并保證氣門與氣門座的座合壓力;還用于吸收氣門在關閉過程中各傳動零件所產生的慣性力，以防止各個傳動件彼此分離而破壞配氣機構正常工作。為保證上述作用的發揮，氣門彈簧的剛度一般都很大，而且在安裝時進行了預緊壓縮，因此預緊力很大。

　　2.2 氣門彈簧的材料

　　氣門彈簧多采用優質合金鋼絲卷繞成螺旋狀，彈簧兩端磨平，以防止在工作中彈簧產生歪斜。為了提高彈簧疲勞強度，保證彈簧的彈力不下降、不折斷，彈簧絲表面要進行磨光、拋光或噴丸處理。彈簧絲表面還必須經過發藍處理或磷化處理，以免在使用中生銹。

　　當氣門彈簧的工作頻率與其自然頻率相等或是某一倍數時，將會發生共振。強烈的共振將破壞氣門的正常工作，并可使彈簧診斷。為避免共振的發生，有的發動機采用雙氣門彈簧結構。每個氣門同心安裝兩根直徑不同、旋向相反的內外彈簧，由于彈簧的自振頻率不同，當某一彈簧發生共振時，另一彈簧起減振作用。當一根彈簧折斷時，另一根還能繼續維持工作;旋向相反，可以防止一根彈簧折斷時卡入另一根彈簧內，以免好的彈簧被損壞。

　　3 氣門安裝情況對發動機性能的影響

　　氣門安裝情況影響著發動機的換氣過程。發動機排出廢氣和充入新氣的全過程叫做換氣過程。如果沒有氣體交換，發動機就不可能持續運轉。單位時間內進入整機的充氣量又是決定發動機輸出功率的“量”的因素。所以，換氣過程既是發動機工作過程中不可缺少的組成部分，也是決定發動機動力、經濟性能極為重要的環節。

　　發動機的換氣過程是通過氣門的開閉來完成的。氣門的開啟是通過氣門傳動組的作用來完成的，而氣門的關閉則是由氣門彈簧來完成的。氣門的開閉時刻與規律完全取決于凸輪的輪廓曲線形狀。每次氣門打開時，壓縮彈簧，為氣門關閉積蓄能量。

　　氣門安裝不規范會導致氣門漏氣。氣門漏氣是指氣門與氣門座工作面密封不良或關閉不及時，產生氣體泄漏，導致汽缸壓力下降，發動機會出現起動困難、進氣管回火、排氣管放炮、冒煙、燃油消耗增加、出現異響等故障現象。除此之外，還有可能致使配氣相位失準。配氣相位是指用曲軸轉角表示的進排氣門的實際開閉時刻和開啟的持續時間。配氣相位失準會影響到發動機的動力性和經濟性，嚴重時還會導致發動機不能起動。

　　4 氣門的拆卸

　　在拆卸氣門時要特別注意安全。氣門組在組裝完畢后，彈簧處于預緊狀態，如拆卸不當，彈簧彈出會擊傷人體，因此，在拆卸氣門組時，必須使用專門的氣門彈簧拆除器按照規范操作，如圖2所示。拆卸時使用氣門彈簧拆除器將彈簧連同已被預緊的彈簧一起壓下，使錐形鎖片處于自由狀態，方可用帶磁性的一字螺絲刀將其取下。然后再將彈簧座連同彈簧一起慢慢放松，直至彈簧處于完全放松的自由狀態，彈簧座、彈簧和氣門即可輕松取出。拆卸時，為了確保人身安全，最好安排2～3人操作，其他人在安全地帶觀摩，操作者頭部應避開氣門彈簧，以免彈簧彈出傷人。

　　5 氣門的安裝

　　氣門組的零件經修復、檢驗合格后，方可進行組裝，否則，裝配好的發動機不能正常運轉。即使有的發動機看似能運轉，但是其工作性能不佳。

　　5.1 氣門的檢修

　　氣門的常見損傷有：氣門桿部的磨損，氣門工作面的磨損與燒蝕，以及氣門桿的彎曲變形等。氣門出現下列耗損之一時，應予更換：

　　①貨車的氣門桿的磨損量>0.10 mm，轎車的氣門桿的磨損量>0.05 mm，或出現明顯的臺階形磨損。

　　②氣門頭部邊緣的厚度<1.0 mm。

　　③氣門尾端的磨損>0.5 mm。

　　④氣門桿的直線度誤差>0.05 mm。

　　5.2 氣門與氣門座的配合要求

　　氣門與氣門座的配合是配氣機構的重要環節，它影響到汽缸的密封性，對發動機的動力性和經濟性影響很大。

　　氣門與氣門座的配合要求是：

　　①氣門與氣門座圈的工作錐面角度應一致。

　　②氣門與氣門座圈的密封帶位置在中部靠內側。

　　③氣門與氣門座圈的密封帶寬度一般為1.2～2.5 mm。

　　④氣門工作錐面與桿部的同軸度誤差應≤0.05 mm。

　　5.3 氣門彈簧的檢驗

　　氣門彈簧的損壞除斷裂外，還有歪斜、彈力減退。氣門彈簧的歪斜將影響到氣門關閉時的對中性，使氣門關閉不嚴，容易燒蝕密封帶，影響發動機的工作性能。

　　氣門彈簧出現下列耗損情況之一時，應予更換：

　　①彈簧力的減小值大于原廠規定10%。

　　②彈簧的自由長度減小值>2 mm。

　　③彈簧的端面與中心線的垂直度超過2 ?觷。

　　④各道彈簧圈的外徑不在同一平面上，且其誤差超過1 mm。

　　5.4 氣門的研磨

　　氣門氣門更換后，為使其與氣門座圈密合，需要對其互相研磨，氣門研磨分為手工研磨和機器研磨兩種方式。

　　5.4.1 手工研磨

　　研磨前，先用刮刀清除氣門座圈表面的積碳，再用汽油清洗氣門、氣門座和氣門導管，將氣門按順序排列，以免錯亂;再在氣門工作錐面上均勻地涂上一層粗研磨砂，同時在氣門桿上涂上潤滑油，插入導管中;然后用氣門捻子，將氣門作往復和旋轉運動與氣門座圈進行研磨，注意旋轉角度不宜過大，提起和轉動氣門，變換氣門與氣門座圈相對位置，以保證研磨均勻。手工研磨中，不宜過分用力，也不要提起氣門用力在氣門座上撞擊，以免將氣門工作面磨寬或磨出凹槽，氣門工作面寬度一般為1.5～2 mm。

　　當氣門工作面與氣門座圈工作面磨出一條完整且無斑痕的接觸環帶時，將粗研磨砂洗去，換用細研磨砂，繼續研磨。當工作面出現一條整齊的灰色環帶時，再洗去細研磨砂，涂上潤滑油，繼續研磨幾分鐘即可。

　　5.4.2 機器研磨

　　將汽缸蓋清洗干凈，放于氣門研磨機工作臺上，在氣門工作面上涂抹一層均勻的研磨膏，將氣門桿部涂以潤滑油裝入導管內，調整各轉軸，對正氣門座孔，連接好研磨裝置，調整氣門升程，進行研磨，一般研磨10～12 min即可。研磨后，將氣門與氣門座清洗干凈，研磨后的工作面應為一條平滑、光澤的圓環，不允許有中斷或可見的凹槽。

　　5.5 氣門彈簧鎖片的安裝

　　安裝時，安裝順序與拆卸時相反，但所用工具基本相同，具體操作步驟為：

　　①將氣門油封壓裝于氣門導管上，安裝時，油封一定要壓到位，防止油封變形或損壞。

　　②將氣門桿涂上潤滑油，按次序插入氣門導管內。

　　③將氣門彈簧和彈簧座套在氣門桿上。

　　④先用氣門彈簧拆除器將氣門彈簧連同彈簧座壓緊，為了便于安裝氣門彈簧鎖片一定要多壓一些，再用帶磁性的一字螺絲刀將鎖片裝入彈簧座，然后換用不帶磁性的一字螺絲刀壓住鎖片，輕輕放松氣門彈簧連同彈簧座，直至鎖片牢牢卡在氣門桿末端的環槽內。

　　安裝后，氣門鎖片必須卡接在氣門桿上部的環槽內，并應低于彈簧座0.7～2.5 mm。兩個鎖片的高度應一致，兩鎖片之間的縫隙應>0.6 mm。用手搖動彈簧座，彈簧座與氣門桿不能有相對運動。

　　參考文獻：

　　[1] 湯定國.汽車發動機構造與維修[M].北京：人民交通出版社，2011.