4.2 气门组零件检修技能
4.2.1 气门的检验与修理
(1)气门的工作情况(条件)
①受交变(应力)的冲击负荷作用(气门频繁地在高温下进行冲击性的打开和关闭,气门和气门座相互撞击);
②受高温高压燃气冲刷和燃烧产物的腐蚀,热应力高;
③润滑条件差;
④气门与气门导管摩擦频繁。
(2)常见故障
1)气门接触面的磨损
①空气中的尘埃或燃烧杂质渗入或滞留在接触面间;
②内燃机在工作过程中,气门将不停地开启和关闭,由于气门与气门座的撞击、敲打,引起工作面的起槽和变宽;
③进气门直径较大,在燃气爆发压力作用下产生变形;
④光磨后气门边缘厚度下降;
⑤排气门受高温气体的冲击,使工作面溶蚀,出现斑点和凹陷。
2)气门头部偏磨 气门杆在气门导管内不断摩擦,使配合间隙增大,而在管内晃动,引起气门头部的偏磨。
3)气门杆的磨损与弯曲变形 由汽缸内的气体压力以及凸轮通过挺柱对气门撞击而产生。
所有这些故障,均可造成进排气门关闭不严而漏气。
(3)气门的检验
①外部检验 进排气门接触面的磨损及气门头部的偏磨等,均可通过一般检视即可发现。
②气门顶边缘厚度的测量 各种内燃机气门顶的边缘厚度均不得小于0.5mm(如图4-27所示)。正常的气门顶厚度要求是:汽油机不小于1mm,柴油机不小于1.5mm。在生产厂或大修时,绝不能使用不合要求的气门,若在中、小修时,气门顶厚度大于0.5mm可继续使用。
图4-27 气门顶边缘厚度
③气门顶及气门杆弯曲的检验 气门杆的弯曲和因气门杆弯曲而造成气门顶部的歪曲偏摆,可用百分表来测定(如图4-28所示),将气门杆全部置于V形铁块上,用手转动气门杆,并以百分表测量杆部与头部,若气门杆弯曲度超过0.03mm,或气门头部的摆差超过0.05mm时,均应进行校正或修整。
图4-28 气门顶及气门杆弯曲度的检验
④气门杆失圆度和锥形度的检验 测量方法很简单,用外径千分尺测量,同一横截面两互相垂直直径之差即为失圆度;同一纵截面最大与最小直径之差即为锥形度。其失圆度和锥形度均不得大于0.03mm。
⑤气门杆磨损量的测量 用外径千分尺测量,测量得出最小直径,标准直径与最小直径之差即为磨损量。其磨损量不得大于0.075mm。
(4)气门的鉴定与修理
从上面对气门的测量要求,可把它归纳为以下几点,即气门的鉴定。
①气门顶及颈部有裂纹,严重爆皮及其头部边缘厚度<0.5mm时应作报废处理;
②气门弯曲度>0.03mm或气门头部摆差(径向跳动)>0.05mm,应进行冷压校正或用软质锤进行敲击校正,无法校正时应更换新件;
③气门杆失圆度、锥形度>0.03mm时作报废处理;
④气门杆磨损量>0.075mm,应更换或镀铬修复;
⑤气门锥形工作面烧蚀、斑点及凹陷轻微时,经研磨修复后可继续使用;
⑥气门锥形工作面烧蚀、斑点及凹陷严重时,必经进行光磨修复。
(5)气门的光磨
气门工作面的光磨,根据设备条件,可采用光磨和锉磨两种办法修复。光磨可在气门光磨机上进行;锉磨可在台钻或车床上用锉刀进行,也可直接用锉刀进行锉磨。
1)用气门光磨机光磨气门工作面 气门光磨机的结构如图4-29所示,其底座上装有纵拖板和横拖板,纵拖板能用手柄作纵向移动,上面安装的有电动机和左右两个砂轮;横拖板可用手柄作横向移动,上面安装的有气门夹架,由电动机带动旋转。横拖板上附有刻度,当松开夹架上的固定螺钉时,即可调整所需角度的位置。气门光磨步骤如下。
图4-29 气门光磨机
1—刻度盘;2—横向手柄;3—夹架;4—冷却液开关;5,6—砂轮;7—纵向手柄;8—夹架固定螺钉;9—夹架电动机开关;10—砂轮电动机开关
①检查砂轮面情况,如不平整,应用金刚砂修整。
②根据气门杆外径选择适当夹心,将气门端正而稳妥地紧固在夹架上(气门头伸出夹心的长度以40mm左右为宜),并使气门先不要和砂轮接触。
③调整气门夹架,使气门的角度与砂轮工作面的角度(30°或45°)相符,并将紧固螺母旋紧。
④光磨:先开动夹架上的电动机,察看气门是否有摇摆现象,气门无摇摆时,再开动砂轮电动机进行光磨。
光磨时,一手转动横向手柄,使气门慢慢向右移动,一手转动纵向手柄,使砂轮渐渐移近气门工作面,在磨的过程中,不要使光磨量过大,并来回转动横向手柄,使气门工作面在砂轮面上左右慢慢移动,以保持砂轮平整,但需注意:气门移动不能超过砂轮面,以防打坏砂轮和气门。光磨后摇退砂轮,关闭电动机。
在光磨时,还应注意:砂轮与气门是在不同的转速下旋转;应打开冷却液开关,湿磨用以降低热量及气门工作面的粗糙度。
⑤用“00#”砂布磨光气门工作面。
2)用台钻或车床锉磨气门工作面 先将气门夹在台钻夹头(如图4-30所示)或车床的卡盘上,开动电动机,用细平锉刀沿气门原来的工作面角度,将麻点、凹陷、斑痕等缺陷锉去,最后在锉刀上包一层细砂布将气门工作面进行光磨。修磨时,应尽量减少金属的磨削量,以免影响斜面的光洁度,速度也不宜过快,以免出现击打锉刀的现象。锉磨时,如气门头斜面有明显的跳动现象,可能是由于气门固定不当或气门杆弯曲所造成,应重新夹持或校正气门杆。
图4-30 用台钻锉磨气门
3)用锉刀锉磨气门工作面 这种方法是在没有上述设备的情况下进行的。其方法是:用左手拿气门并保持一定的角度,右手拿锉刀进行锉削,边锉边转动气门,使气门四周锉得均匀,最后在锉刀上包一层砂布将气门打光。
由以上气门的光磨工艺可以看出,气门经过光磨,解决了因磨损、烧蚀等使气门关闭不严而漏气的矛盾。但是经多次光磨后,气门头边缘的厚度会逐渐减少,若气门头边缘的厚度过薄时,在工作中容易产生翘曲现象。因此,当汽油机的气门头边缘的厚度小于0.5mm,柴油机的气门头边缘厚度小于1mm时,应更换气门。
4.2.2 气门导管的检验与修理
(1)常见故障
气门导管的工作条件与气门的工作条件基本相同,其常见故障如下。
①内径磨损:这主要是因为气门与气门导管摩擦频繁的结果。
②外径过盈量消失。
但更常见的故障是前者,它会使气门杆与导管之间的配合间隙过大,加速气门杆与导管的磨损,对气门散热也造成困难。所以,在内燃机大中修时,必须对气门杆与气门导管的配合间隙进行检验与修理。
(2)气门杆与气门导管配合间隙的检验
1)测量法 其方法是:将气门置于气门导管孔内,使气门顶高出座口10mm左右,并在汽缸体的适当位置安装百分表,使其量头触点抵住气门头的边缘,然后将气门头部沿百分表触点方向往复推动(如图4-31所示)。百分表上测得的摆差的一半,即是气门杆与导管孔间的近似间隙。进气门为0.04~0.08mm,排气门为0.05~0.10mm。
图4-31 气门杆与导管配合间隙的检查
2)经验法
①在气门杆上涂上少量机油,插在导管中,如气门能以本身重量缓缓下降,则间隙为合适。
②在不涂机油的情况下,用手堵住导管下端,迅速拔起气门,感觉有吸力,则配合间隙合适。
如果间隙超过使用极限,应选配杆部经过镀铬加大至规定修理尺寸的气门,或更换气门导管,但更多的方法是更换气门导管,使其配合间隙达到要求。
(3)气门导管的更换
1)更换原则
①气门杆磨损未超过极限,但配合间隙过大,应更换导管。
②气门导管外圆磨损,配合松动,应更换导管。
③气门杆磨损量超过极限应更换气门,同时应对导管进行修配。
④新导管的选择,要求导管的内径与气门杆尺寸相适应,其外径与导管座孔的配合应有一定的公盈量。公盈量一般为0.025~0.075mm,各机型均有具体规定。
2)导管的更换步骤
①铳出旧导管。更换导管时,选用与导管内径合适的铳子,把铳子的一端装于导管内,用压床压出,或用手锤铳出旧导管,如图4-32所示。
图4-32 气门导管的拆装方法
1—气门导管;2—铳子
②清洗导管及座孔。
③压入新导管。
a.压入前,应在导管外壁涂一层机油,锥面朝上(气门头一端)。正直地放在导管座孔上,压入或铳入。铳出旧导管或压入新导管时,不能使铳子摆动,避免损坏导管。
b.压入后,应测量导管上端与缸体(盖)平面的距离,一般为22~24.5mm,如图4-33所示。简单的办法就是与拆卸前的导管上端与缸体(盖)平面的距离一致,因此,在拆旧导管时应注意这一点。如是倒立式气门,也可测量气门脚一端的导管至缸盖平面的距离。因为气门导管装得过深或过浅都不好。装得过深会增加进排气阻力,同时气门升起时气门弹簧或气门锁夹就容易碰到导管下端。当运转时,此处往往易发出一种类似于气门间隙过大的敲击声。严重时常导致零件早期损坏。装得过浅会影响气门和导管的散热效果。过深或过浅都会使气门降不到最低位置,造成气门漏气。
图4-33 气门导管与汽缸体上面的距离
c.导管更换后,若导管与气门杆间隙过小,可用气门导管铰刀铰削导管内孔(气门导管铰刀如图4-34所示)。
图4-34 气门导管铰刀
铰削时,应根据气门杆直径大小选择和调整好铰刀,吃刀量不能过大,铰刀要保持平正,边铰削边试配,直至达到合适的配合间隙。在没有气门铰刀的情况下,也可在气门杆上涂细气门砂,插入导管进行研磨,直至符合要求。
3)气门杆的修理 在更换导管的同时,还应修理气门杆。
①镀铬或镀铁加粗到修理尺寸;
②当气门杆直径已减小到使用极限,则应更换气门;
③当气门杆磨损量超过0.075mm,而又无修理条件时,应更换气门。
在修理中,有时采用更换气门并同时更换气门导管的方法来恢复规定的配合间隙。经配合好的气门与导管,应在气门头上做出记号,以免错乱。
4.2.3 气门座的检验与修理
(1)气门座的常见故障
①锥形工作面磨损变宽或产生沟槽。这主要是因为内燃机在工作过程中,气门座反复受到气门的冲击。
②锥形工作面产生斑点、烧蚀或裂纹。这主要是因为气门座受高温气体的冲刷(特别是排气门)及化学腐蚀作用。
这些故障所产生的后果是:气门关闭不严。
(2)气门座的技术鉴定
①气门座有裂纹或气门座磨损较大,铰削后锥形工作面太低(低于缸盖平面2mm),均应作报废处理,更换新气门座圈。
②气门座锥形工作面磨损起槽、麻点或烧蚀轻微,可研磨修复,严重时采用铰削、光磨等方法修复。
(3)气门座的检验
①检验气门座与气门的接触面宽度。这个宽度,大型低速内燃机要求为3~4mm,高速内燃机要求为1.5~2.5mm为合适。宽度过小,则气门与气门座接触差、导热差,甚至漏气;宽度过大,则容易堆积炭渣和气门关闭不严,使接触面烧蚀而漏气。
②检查气门座工作面有无烧蚀、斑点、裂纹和沟槽。
气门座锥形工作面经磨损变宽,或锥形工作面烧蚀较严重,出现较深的凹陷沟槽和斑点时,应进行铰削或磨削。
(4)气门座的铰削
铰削适用于软质气门座,通常用如图4-35所示的气门座铰刀进行。一副气门座铰刀的角度一般为15°、30°、45°、75°(或60°)四种。30°和45°铰刀又分为粗刃和细刃两种。一般粗刀刃上带有齿形,用它作初步铰削,当铰削一定程度时,再用细刃铰刀精加工。
图4-35 气门座铰刀
1—铰柄;2—刀杆;3,5~7—分别为30°、15°、45°、75°铰刀;4—导杆
在铰削之前还应注意:因为铰气门座时,是以气门导管为基准的,所以气门导管如需要更换或铰配时,应在气门座的铰削之前进行。否则,若先铰削气门座再更换或铰配导管,就可能使座和管的中心偏移,而造成气门无法和座进行配合的后果。
气门座的一般铰削工艺程序如下。
①选择铰刀导杆 根据气门导管的内径,选择相适应的铰刀导杆,并插入气门导管内,使导杆与气门导管内孔表面相贴合。
②砂磨硬化层 由于气门座存有硬化层,在铰削时,往往使铰刀打滑,遇此情况时,可用粗砂布垫在铰刀下面进行砂磨,然后再进行铰削。
③初铰 先将45°铰刀(用粗、细刀视情况而定)套在导杆上,使铰刀的键槽对准铰刀把下端面的凸缘,即可进行铰削。铰削时,铰刀应正直,两手用力要均匀、平稳,按顺时针方向旋转铰削。若反时针回刀时,勿用力,以防刀刃磨钝,直至将气门座上的烧蚀、斑点和凹陷等缺陷铰去为止。
④试配与修整接触面 初铰后,应用光磨过的相配气门进行试配。其方法是:在气门座锥形工作面上涂以红丹油,放入导管中转动2~3圈(勿拍),然后拿出气门观察其接触情况。正常要求是:接触面应在气门工作斜面的中下部,进气门宽度约1.0~2.0mm,排气门约1.5~2.5mm,接触面过窄,影响密封和散热,过宽容易积炭,而且不能紧密吻合。气门与气门座的正确接触位置如图4-36所示。在气门锥形工作面的中下部,宽度为1.5~2mm。初铰后的试配,如果接触面偏上,应用15°铰刀铰削上口,使接触面下移,如接触面偏下,应用75°铰刀铰削下口,使接触面上移,初铰时应尽量使气门接触面在中下部,应边铰边试配。为了延长气门座与气门的使用寿命,当接触面距气门下边缘1mm时,即可停止铰配。
图4-36 气门与气门座的正确接触位置
⑤精铰 最后用45°(或30°)的细刃铰刀,或铰刀上垫以细砂布在此做精细的修铰(磨)气门座工作面,以提高接触面的光洁度。最后再用红丹油进行检查,气门与气门座的接触面应是一条不间断的环形带。
需指出的是:以上方法和要求仅仅是基本的,在铰削中要根据气门座的具体情况灵活处理。在修理中,有时会遇到气门座宽度已铰合适,但接触面太靠上,这时如果用15°铰刀铰上口时,将会产生接触面变窄的新矛盾。如果为了解决这一新矛盾,再用45°(或30°)铰刀进行铰削时,则气门座的口径将会扩大,这将导致接触面向上移。因此,在这种情况下,虽然接触面太靠上,但只要接触面距气门工作面还有1mm以上,则允许使用,否则就要更换气门或重新镶配气门座圈。
按要求接触面最好在中间稍靠下为好,但在修理中,有时因受座和气门技术条件的限制或考虑今后的再次修理,就不一定强求,一般靠上在1mm和靠下在0.5mm以内也是可以工作的。这里还要说明的一点是,气门的锥形工作面的角度,虽然大部分机型的进、排气门是45°角,但也有的是30°角的,所以在铰削气门座时,一定不能弄错。
气门座的铰削顺序,如图4-37所示。
图4-37 气门座的铰削顺序
(5)气门座的磨削
磨削适用于硬质气门座。磨削时使用的是电动光磨机。用光磨机光磨气门座的顺序与铰削气门座的顺序基本相同,不同的是:光磨机用不同角度的砂轮代替了铰刀,用手电钻式的电动机代替了手铰削(或以压缩空气为动力的风动砂轮机来修磨气门座),用光磨机修理气门座速度快、光洁度好、质量高,特别是用于修磨硬质度高的气门座,效果更好,因此现在很多修理单位采用了电动光磨机进行光磨气门座。如图4-38所示。
图4-38 磨削气门座示意图
1—电动机手柄;2—电动机开关;3—电动机;4—套圈;5—六角头;6—磨头;7—砂轮;8—气门座;9—螺钉及螺母;10—导杆手柄;11—导杆;12—气门导杆;13—弹簧涨圈
气门座磨削的操作要点如下。
①选择和修整砂轮:根据气门座工作面的角度,选择合适的砂轮,并在砂轮修整器上,按工作面角度的要求,修整砂轮工作面。
②安装:将修整好的砂轮安装在磨光机的端头上。然后在气门导管内装上与导管内径相适应的导杆,用导杆手柄旋动导杆使弹簧涨圈扩张加以固定,并滴上少许机油。
③光磨:打开电动机开关进行光磨,光磨时:电动机要保持正直平稳,向下施以轻微的压力;光磨时间不宜过长,要边磨、边检查、边试配;停止操作时,应先关闭电动机开关,待砂轮停止转动后再取出,检视其接触面情况。
气门座圈经多次的铰、磨削后,其口径会逐渐扩大,使工作面下陷,到一定程度后,则会影响充气效率和降低弹簧的张力,同时将会产生气门与气门座接触面过于偏上而无法下移的矛盾。当气门座的工作面低于汽缸体平面1.5mm(指配气机构装置是下置式的机器,如汽油机一般都是气门座圈装在汽缸体上的),或符合要求的气门头装入气门座内下沉量超过允许值时,以及气门座严重烧蚀等,应重新镶配新的气门座圈。
(6)气门座的镶配
①拉出旧座圈 如图4-39所示,可用锥形弹簧圈或拉爪拉出原气门座圈。
图4-39 气门座圈拉钳
②选用新的气门座圈 选用新的气门座圈时,先用平面铰刀修整座孔,底座应平整;失圆度和锥形度均不超过0.015mm,内壁应光滑,气门座圈与缸体的配合过盈量一般为0.07~0.17mm,以保证较好的传热和稳固性。
③将座圈压入座孔内
a.冷缩座圈法:将座圈放入冷却箱中,从盛有压缩CO2的储气瓶内放出CO2气体,使座圈温度降低到零下70℃左右。或将气门座圈用冰箱冷缩,然后将座圈涂以甘油与黄丹粉混合的密封剂,垫以软金属,将座圈迅速地压入。
b.热膨胀座圈孔法:一般多采用将座孔加温到100℃左右,然后将座圈涂以甘油与黄丹粉混合的密封剂,垫以软金属,将座圈迅速地压入。
座圈镶入后,应检查,修正座圈高出的部分,使其与汽缸体上平面取齐。座圈与气门导管轴心线应一致,其偏差不得超过0.05mm,然后经铰削或光磨,与气门配合。
4.2.4 气门的研磨
(1)研磨时机
①气门漏气或有轻微的斑点和烧蚀时;
②更换了气门、气门座和气门导管时。
由此可知,在维修中气门的研磨工作是经常遇到的,作为维修人员来讲,必须掌握这一工序的操作技能。
(2)研磨方法
气门的研磨方法有机动研磨和手工研磨两种。机动研磨法主要适用于内燃机生产厂和大的维修机械厂。其原因有二:一是气门研磨机价格较高,二是生产厂和大的维修机械厂研磨的气门数量多,用研磨机研磨气门,可提高生产效率,而手工研磨主要适用于小的维修和使用单位。所以对一般的使用维修者而言,主要是掌握手工研磨法。
手工研磨气门的步骤如下。
①清洁气门、气门座及气门导管。
②在气门斜面上涂一层薄薄的粗研磨砂(不宜过多,以免流入导管内),同时,在气门杆上涂上润滑油,将气门杆插入导管内。若气门与气门座均经过光磨,可直接用细砂。
③用橡胶碗吸住气门头,使气门往复旋转进行研磨,如图4-40(a);若没有橡胶碗,气门顶有凹槽的,可在气门杆上套一根软弹簧,用螺钉旋具进行研磨,如图4-40(b)。
图4-40 研磨气门
1—木柄;2—橡胶碗;3—螺钉旋具;4—弹簧
研磨气门时应注意:a.在研磨中要使气门在气门座内朝一个方向转动,应不时提起和转动气门,变换气门与座的相对位置,以保证研磨均匀;b.研磨时不应过分用力,也不要提起气门用力在气门座上撞击敲打,否则会将气门工作面磨宽或磨成凹形槽痕。
④当气门工作面与气门座工作面磨出一条较整齐而无斑痕、麻点的接触环带时,将粗研磨砂洗去,再换用细研磨砂研磨。
在研磨过程中,要注意检查气门的接触情况:若接触面太靠上,砂要点在接触面的上面,将接触面往中间赶;如果接触面太靠下,砂要点在下面,将接触面往中间赶;如果接触面在中间并基本适合要求时,可在接触面的上下两处点砂,以便能迅速磨出接触面来;如果接触面宽度太窄,砂要点在中间,以增大接触面。
⑤当气门头部工作面磨出一条封闭的光环时,再洗去细研磨砂,涂上润滑油,继续研磨几分钟即可。
气门工作面的宽度应按原厂规定,无原厂规定时,一般进气门为1.00~2.00mm;排气门为1.50~2.50mm。
(3)气门与气门座密封性的检验
检验气门与气门座密封性通常有以下四种方法。
①凭眼睛观察研磨的程度 磨好的气门,接触面应呈现出一条均匀封闭的光环。接触面宽度,一般进气门为1.5~3mm,排气门为2~3mm。
②铅笔画线法 用软铅笔在气门工作面上均匀地(约每隔4mm画一条线)画上若干道线条。与相配气门座工作面接触,并转动气门1/8~1/4圈,然后取出气门检查用铅笔画的线条,如图4-41所示。如铅笔线条均被切断,则表示密封良好,若有的线条未断,则表示密封不严,需重新研磨。
图4-41 画线法检查气门密封性
③浸油法 将磨好的气门装入座内,加入少许汽油或柴油,如图4-42所示。若5min内气门与座之间没有渗漏现象,则表示气门密封良好。
图4-42 用浸油法检查气门的研磨质量
④用专用仪器检查 用带有气压表的专门检验气门密封性的检验器检查。检查时,先将空气容筒紧密地压在气门座缸体上,再捏橡胶球,使空气容筒内具有0.6~0.7kgf/cm2(1kgf/cm2=98.0665kPa)的压力,如果在30s内,气压表的读数不下降,则表示气门与座密封性良好(见图4-43)。
图4-43 用检验器检查气门的密封性
1—气压表;2—空气室;3—进气孔;4—气门;5—橡胶球
4.2.5 气门弹簧的检验与修理
(1)气门弹簧的常见失效形式及其原因
气门弹簧的常见失效形式有四种:①自由长度缩短;②弹力不足;③簧身歪斜变形;④折断。
所有这些失效形式,主要是因为气门弹簧经过长期使用后,由于受力压缩产生塑性变形,促使弹性疲劳而造成的。
气门弹簧自由长度缩短和弹力不足都将影响配气的正确性和气门关闭的密封性。歪斜变形或折断,不仅影响内燃机的正常运转,而且在顶置式的气门装置中,还会发生气门掉入汽缸,造成机器损坏等严重事故。
尤其是气门弹簧的折断,平时更应注意,它除了由弹性疲劳而造成的原因外,还与弹簧的质量和曲轴箱的通风性有关。另外,不等距的弹簧如果装颠倒了,惯性力和振动会大大增加,也能很快使弹簧折断。
(2)气门弹簧的检验
①气门弹簧不允许有任何裂纹或折断。
②气门弹簧的自由长度及在规定长度内的相应压力,应符合原生产厂的规定。当气门弹簧的弹性减弱而钢丝直径尚未磨损减小时,允许整理长度后经热处理修复。
③一般自由长度的缩短不得超过3mm,弹力减弱不得超过原规定的1/10,弹簧端面与中心线的垂直度不得超过2°。
至于气门弹簧的弯曲和扭曲变形的检验方法如图4-44所示,将弹簧放在平板上以90°角直尺检查,如果超过2°,就应更换。当有不明显的变形而钢丝直径尚未磨损减小时,允许整理长度后热处理修复。
图4-44 气门弹簧的弯曲和扭曲变形的检验
气门弹簧的自由长度可用钢板尺测量,或者与新弹簧比较,看其是否合乎规定。
气门弹簧的自由长度和弹力的大小,可用气门弹簧试验器检验,如图4-45所示,按规定把弹簧压至一定长度,观察其压力是否合乎规定。如果将弹簧压缩至适当长度后,其压力较规定数值显著减低,表示弹簧已经失去正常弹性,应根据情况更换新弹簧。
图4-45 GT-80气门弹簧试验器
1—手柄;2—支架;3—标尺;4—丝杠;5—上工作台面;6—下工作台面;7—油缸;8—压力表;9—底座
若没有气门弹簧试验器,也可采用一种简便方法进行检验,如图4-46所示,取一标准弹力的弹簧与要检查的弹簧各一只,在中间垫一块铁片,一起夹在虎钳上,在虎钳上压缩,比较长短,正常情况下,a=b,但如果b远远小于a,就表示弹性太差,应更换新的。
图4-46 新旧弹簧比较法检查弹簧弹力
1—试验弹簧;2—隔板;3—标准弹簧;4—虎钳
在缺乏器材的情况下,若气门弹簧因弹性减弱,自由长度缩短而无新件更换时,也可以用加垫圈的方法,使之达到应有的弹性,但在加垫圈后必须进行检查,当凸轮顶起挺杆压缩弹簧至最高点时,要求弹簧的圈与圈之间仍有一定的间隙,否则会顶坏凸轮、挺杆等,造成不应有的损失。所以,规定所加垫圈的厚度不得超过2mm。
弹力减弱或自由长度缩短的气门弹簧可采用适当的方法进行修理。
(3)气门弹簧的修理
气门弹簧的修理,常用的有两种方法:冷作法和热处理法。
①冷作法 如图4-47所示,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。在转动弹簧的同时,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。使用这种方法修复的弹簧,使用的时间较短,因此,在不得已的情况下才使用。一般来说,还是更换新弹簧为佳。
图4-47 冷作法修复气门弹簧
1—卡盘;2—手锤;3—弹簧
②热处理法 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复夹具的心轴上,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。
4.2.6 气门弹簧锁片和弹簧座的检验与修理
(1)技术要求
①气门弹簧锁片紧固在气门杆上时,其外圆锥面与座的锥孔应紧密接触;
②两锁片的端面平面,应低于座圈2.5mm;
③气门弹簧锁片紧固在气门杆上,分开面每边应有0.5mm以上的间隙;
④两锁片的高低之差在0.3mm以内。
(2)检验(技术鉴定)
①检查两锁片内外表面及座锥孔有无明显磨痕及损伤,有则更换。
②测量或对比,若两锁片高低之差超过0.3mm,应更换一致的。
③若两锁片分开面间隙已经消失,应更换。
④若锁片只有一头和座接触,机器工作时,锁片因单头张开使它和气门杆都磨坏,甚至使锁片跳出,因此应更换。
⑤若锁片片面凸筋有磨损,应更换。
(3)修理
①若两锁片分开面间隙过小或消失,以及两片高低不一致,可用锉刀锉,但内、外表面要完好,外锥面与座要配合好。
②若接触面不严密或有毛刺,应打掉磨光。
③其他情况,一般应更换新件。