談工程機械內燃機維修工藝改進

　　多年來，由于內燃機的修理工藝落后，舊的傳統維修方法被絕大多數人所接受，嚴重影響了工程機械內燃機的修理質量。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，工程機械使用壽命短，主要是維修管理不當造成的。不但影響了機械的完好率和施工成本，甚至造成嚴重的機械事故。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、新工藝，摒棄舊觀念、舊習慣，做到維修工作中的事半功倍，是工程機械維修行業的當務之急。

　　《建筑機械化》(月刊)創刊于1980年，由中華人民共和國建設部主管，中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院主辦，是中國質量協會工程機械分會、中國工程機械行業協會用戶工作委員會會刊，國內外公開發行，是介紹工程機械、建設機械、機械化施工及行業信息的綜合性科技期刊，是國內同類刊物中創刊時間早、發行范圍廣、實用性強、影響力大的權威性雜志。

　　一、改變氣門修理的誤區

　　傳統工藝認為：氣門與氣門座配對互研是為了得到一條良好的密封環帶，保證氣門良好的密封性。為此，制訂了許多修磨和檢驗氣門的作業規范。如：研磨好的氣門接觸環帶必須呈均勻的銀白色，不得有漏研的點和面，環帶中部要研出一條“亮線”，檢驗時，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或用專門的檢驗儀器檢驗其是否有滲漏現象。如有漏氣、滲油，還需繼續研磨。這種配對互研和檢驗質量的方法，不僅給修理作業帶來很大困難，使用壽命也大為降低。

　　我在1988年修建孝柳鐵路時，主管一個工程隊幾十臺工程機械維修技術管理。當時雖然對機械按照嚴格的運轉小時、走行公里數進行各級保養和大、中、小修理，但總是不到規定的保修間隔期發動機就出現竄油竄氣，動力性能嚴重下降，能耗增加，發動機的使用壽命短一直是擺在面前的一道難題。

　　后來經過反復試驗發現：經過配對研磨的氣門，經過數小時運轉后，接觸面白色環帶上的“亮線”已全部消失，甚至起了溝槽，寬度也有了明顯的增加。

　　我用未進行配對互研的氣門裝配試驗，經運轉使用后發現，對發動機性能并無影響。反而氣門的使用壽命有了顯著提高。氣門經過量研磨后再運行會出現磨損量較大，接觸面出現斑點等問題。所以，發動機大修時，氣門配對互研工藝是沒有實用意義的。

　　試驗還證明：密封性是氣門修理質量的一個重要指標，但不是唯一指標。這是因為：氣門經過光磨，氣門座也經過鉸削或光磨，雖會因光磨精度及誤差造成氣門微量漏氣，但只需經過很短時期的磨合運轉后，靠氣門自身的拍擊就會恢復密封性能。若是新氣門，經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，是擺在工程機械維修工作者面前的問題，要注意做好以下幾點：

　　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。要求在同一臺發動機上保持一致，以免發生彈性變形磨損。

　　2.必須保證氣門落座壓強。氣門下陷或彈簧壓力不足，會使接觸面不能得到應有的變形壓力，以致不能產生耐磨層。為此，修理時應在彈簧座下面加墊片來調整氣門下陷量，彌補彈簧力不足，否則應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，可用45度鉸刀鉸削工作面，而用15度鉸刀鉸上口，調整接觸面寬度;75度鉸刀只能用來修整接觸環帶的不均勻度，不能用以調整接觸環帶的寬度。

　　4.接觸環帶的寬度應符合標準。接觸環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，出現斑點，落座壓強也降低。

　　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彎曲力矩，加速氣門桿與導管的磨損，還影響氣門平穩落座。

　　6.密封面應平整光滑，不允許歪斜。鉸削氣門座時，要垂直汽缸蓋，氣門導管必須同心。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(允許有斷續不接觸)。氣門桿在導管內上下運動時，應無阻滯現象。

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

　　8.為保證密封，便于起動，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互研。

　　在用鉸刀鉸削氣門座時發現：氣門座磨損量或下陷量大時，容易鉸削;磨損量小時就難以鉸削，產生鉸刀打滑現象，說明表面有一層硬度很高的硬化層。實踐證明：氣門與氣門座在工作一段時間后表面硬度發生了變化。接觸面寬的硬度低，窄的硬度高。硬化層是由氣門落座時的拍擊，在一定的壓強下會促使表層金屬晶格變形，產生變形應力而生成的。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，氣門落座拍擊壓強減小，變形應力也隨之降低，氣門及氣門座的耐磨性也逐漸降低。

　　當然，若氣門接觸面過窄，低于1.5毫米，落座拍擊壓強過大，造成氣門頭起槽，則下陷量迅速增大，而改變了氣門間隙，造成關閉不嚴漏氣，導致氣門頭變形及燒蝕等不良后果。還會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，落座拍擊壓強不夠，不足以產生表面硬化層，耐磨性也不高。

　　氣門落座拍擊壓強的大小除與接觸面寬窄有關外，還與發動機轉速、氣門間隙大小、氣門彈簧的彈力等因素有關。發動機超速運轉時，會使挺桿脫離凸輪輪廓而跳起;氣門落座時，又會發生大的沖擊而起槽。若氣門彈簧彈力不足，將會因氣門落座拍擊壓強不足而難以形成表面硬化層。

　　特別要強調的是：為延長氣門及氣門座的工作壽命，修理時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定的范圍內。

　　我們在更換燒蝕的缺口氣門時發現，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。這是因為排氣門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，產生了溫差應力。當此應力超過材料的彈性極限時，氣門頭即發生翹曲變形，造成漏氣，嚴重時就會發生燒氣門故障。[!--empirenews.page--]

　　氣門間隙的調整有人認為：間隙大一點進、排氣充分，還可以防止氣門燒蝕。實際上恰好相反，氣門間隙調大，工作時氣門行程減小，開度不夠，使進氣量不足，或排氣不暢，由于進氣門阻力增大，反而降低了內燃機功率。同時磨損加劇。

　　二、改變濕式缸套安裝的誤區

　　安裝內燃機氣缸套阻水圈時，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。這是因為阻水圈截面積過大，高出過多，在槽內安裝，經擠壓變形后，余隙不足以容納阻水圈的變形量。經加壓安裝，則會切壞阻水圈，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準，與槽的配合余隙適當，缸套下凸出圓柱與缸套安裝孔間隙符合要求，安裝前應檢查濕式缸套與安裝孔系的動配合，上下凸肩處均有間隙。缸套在未裝阻水圈前，放入安裝孔，應無阻滯且可靈活轉動。徑向晃動量不應過大。

　　缸套高出缸體量可用深度游標卡尺檢查，也可用平尺和厚薄規檢查。高出量不合適，可用增減調整墊片的方法進行調整。

　　安裝阻水圈應選用耐油、耐熱及彈性好的橡膠圈。裝入槽后，要求松緊度適當，還要檢查高于槽外的量及兩邊的預留脹量，如不合適，應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，應取出查明原因，不可強行壓入。

　　若阻水圈過高，可進行調整，但高度h不得小于0.80～1.00毫米。按規定裝入槽內，不得扭曲。

　　我們注意到：由于安裝缸套不當造成的變形，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垂直方向進行細致的檢查，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，可在裝配時用墊片調整。若高出量過小，易造成漏氣、漏水、燒缸墊;過高又會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

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

　　缸蓋螺栓應按規定的順序和力矩擰緊。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生。

　　四、改變傳統軸瓦修理工藝的誤區

　　1.傳統的刮瓦工藝：內燃機的曲軸主軸承，連桿軸承換新時，只有經刮削才能保證修理質量，實際上存在很多缺點，盡管接觸面達到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，嚴重時還會引起燒瓦抱軸。這是由于現代內燃機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，刮削時很容易跳刀和粘刀，將工作面拉傷或呈波紋型，曲軸運轉時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度。嚴重時，還會出現工作面的龜裂或脫皮。

　　所以，柴油機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，會破壞工作層的良好性能，是不允許刮削的，只能按相應的尺寸選配;如果沒有合適尺寸的曲軸軸承，必要時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，避免發生過高的油膜峰值壓力和表面光潔度被破壞。

　　修理時要注意的是：⑴滑動軸承不能用刮配的方法達到75%～85%接觸印痕來作為衡量修理質量的標準。應在不經刮削的情況下，使軸承與軸頸的配合間隙符合要求，軸能在軸承中轉動且無明顯阻滯，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符合原廠規定。

　　2.內燃機軸瓦磨損后在瓦背上加墊：實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，當內燃機工作時就會導致軸瓦松動，破壞軸與瓦之間的油膜，使其導熱和潤滑的性能下降，并且會產生邊界摩擦，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

　　對內燃機油底殼加油寧多勿少，認為加少了容易引起燒瓦抱軸，加多了關系不大。其實機油加多了，對內燃機同樣會造成危害。主要是增加曲軸、連桿的轉動阻力，同時使飛濺到缸壁上的機油增多，導致燃燒室積炭增加。因此，機油加多了就會降低內燃機功率，反而增加磨損，引起排藍煙等故障。

　　六、維修工作者要掌握科學方法

　　要從根本上提高工程機械內燃機的修理質量，延長機械使用壽命，就必須經過試驗和改革途徑，掌握科學的維修方法，解決維修工作中的不當因素。最大限度地提高機械完好率來降低施工成本，這是我們維修技術工作者努力的方向。