一、珀金斯发动机气门和导管间隙过大的危害
(一)简述
珀金斯发动机在众多领域都有着广泛应用,而气门和导管作为其配气机构中的关键部件,二者之间的间隙大小对发动机的正常运转起着至关重要的作用。当气门和导管间隙过大时,会给发动机带来诸多不良影响,下面就来详细介绍一下。
首先,会导致发动机功率下降。因为气门和导管间隙过大,气门关闭就不完全,这使得燃烧室内的压缩气体以及燃烧产生的高温气体会逃逸到气门间隙当中,进而减少了发动机的压缩比。大家都知道,压缩比对于燃烧效率影响很大,压缩比降低了,燃烧效率自然也跟着降低,最终发动机的动力输出能力就会被削弱。而且,过大的间隙还会让气门开启的持续时间减少,使得气缸的充气和排气情况变差,进气不足、排气不净,就像一个人呼吸不顺畅一样,发动机没办法充分发挥效能,功率也就下降了。
其次,会造成燃油消耗增加。间隙过大导致气门无法完全关闭,燃气就会泄漏出来,原本应该在燃烧室内充分燃烧的燃油,由于燃气泄漏而没办法充分燃烧,这就使得燃油的利用率大大降低,为了维持发动机的运转,就需要消耗更多的燃油,增加了使用成本不说,还浪费了能源。
再者,会产生异常的噪音。由于气门和导管之间有了较大的间隙,气门在工作过程中受到高频率的往复摆动力时,会产生明显的摇动和震动,这种震动会使得配气机构各部件之间发生撞击,从而产生连续清脆的咔哒声等异常噪音。并且,间隙越大,燃烧室压力越低,动力越差的同时,发动机噪音也会越大,这不仅影响使用体验,长期处于这样的状态还会进一步加剧各部件的磨损。
另外,还会影响发动机的排放情况。燃烧不完全的情况增多,会产生大量的废气和有害物质排放,像一氧化碳、碳氢化合物等污染物的排放量都会上升,这对环境是一种不小的负担,不符合当下对于环保的要求。
最后,会加速部件的磨损,甚至引发更严重的损坏。气门在摆动时的摇动和震动,会加速气门自身以及气门导管的磨损,长此以往,可能导致气门弯曲、气门导管脱落等严重问题,一旦出现这些情况,发动机就需要进行大规模的维修甚至是更换关键部件,维修成本会大幅增加。
从以上这些方面可以看出,珀金斯发动机气门和导管间隙过大的危害不容小觑,所以及时发现并处理这一问题,对于保障发动机的正常运行、延长发动机使用寿命以及降低使用成本、保护环境等方面都有着极为重要的意义。
二、珀金斯发动机气门和导管间隙过大的原因
(一)部件磨损问题
1. 珀金斯发动机气门导管磨损
在珀金斯发动机长期运行过程中,气门导管会不可避免地出现磨损情况,进而致使气门和导管之间的间隙增大。大家可以想象一下,就如同我们日常穿的鞋子,经过长时间的反复穿着、摩擦,鞋子内部空间会慢慢变大变宽松一样。气门导管在气门频繁的往复运动作用下,与之接触的表面不断经受摩擦,久而久之,原本合适的尺寸就会发生改变,导管内壁逐渐被磨耗,使得其与气门杆之间的间隙越来越大。而且,当发动机处于高负荷运转状态时,这种磨损的速度还会加快,因为此时气门的运动频率和受力情况都更为剧烈,对气门导管的摩擦作用也就更强了。
2.珀金斯发动机 气门杆变形
珀金斯发动机气门杆在工作时,很容易因为一些因素而发生变形,从而导致气门导管间隙增大。比如说,发动机工作过程中温度是不断变化的,气门杆在冷热交替的环境下,其材质会因为热胀冷缩的原理产生不均匀的伸缩变化,如果这种变化过于频繁或者幅度较大,就容易使气门杆的形状发生改变,就好比我们的手指,要是受到外力或者温度等异常影响,也可能会出现弯曲变形的情况。另外,气门杆在运动时如果受力不均,例如在开启和关闭瞬间受到的冲击力不一致等,也会促使其逐渐产生变形,最终使得气门杆与气门导管之间无法保持正常的配合间隙,间隙由此变大。
3.珀金斯发动机 气门与气门座磨损
珀金斯发动机气门与气门座之间同样存在磨损导致间隙增大的问题。当发动机所使用的机油质量较差时,其润滑性能不足,气门和气门座在相互接触、摩擦的过程中,就缺乏足够的油膜保护,磨损程度会加剧。同时,要是发动机长时间处于高负荷的工作状态,气门和气门座之间的摩擦频次大幅增加,相互的作用力也更大,就像两个相互摩擦的物体,摩擦得多了、用力大了,表面就会被慢慢磨耗掉。随着磨损的不断积累,二者之间的贴合不再紧密,间隙也就慢慢变大了,影响了整个配气机构的正常工作状态。
4. 珀金斯发动机气门杆与气门导管磨损
珀金斯发动机气门杆与气门导管这一对配合部件,也常因多种因素出现磨损,使得间隙变大。如果它们自身的材质不佳,本身的硬度、耐磨性等性能指标达不到要求,那么在正常的工作状态下,就更容易被磨损。再者,润滑油的粘附性差也是一个重要原因,润滑油无法很好地附着在气门杆和气门导管表面形成有效的润滑膜,二者之间的摩擦系数就会增大,磨损也就随之而来了。此外,如同前面提到的,长时间高负荷工作时,频繁的相对运动和较大的作用力,会加速它们的磨损进程,导致气门杆与气门导管之间的间隙不断增大,破坏了发动机配气系统原有的良好运行状态。
(二)密封相关因素
1. 珀金斯发动机气门油封老化
气门油封老化后,会出现密封不严的情况,进而使得油气泄漏,最终导致气门导管间隙增大。这就好比我们生活中常见的密封容器,如果密封的橡胶圈老化了,原本密封的环境就被破坏了,里面的东西就容易泄漏出来。气门油封老化后,无法有效地阻止机油进入气门导管等部位,机油顺着气门杆流入燃烧室等不该出现的地方,一方面使得气门导管内的环境发生变化,润滑和配合情况受到影响,另一方面也间接反映出气门与气门导管之间的密封出现了问题,间隙在这个过程中逐渐增大,影响发动机的正常工作。
2. 珀金斯发动机气门座圈松动
珀金斯发动机气门座圈要是出现松动现象,会使得气门与气门座之间的接触不良,从而导致气门导管间隙过大。造成气门座圈松动的原因有多种,例如紧固螺丝在发动机长时间的震动等工况下发生松动,使得气门座圈无法稳固地安装在相应位置,与气门的配合就不再精准。又或者气门座圈本身的材质不佳,强度、韧性等性能不足,在受到发动机工作时的各种作用力后,容易产生位移、松动等情况。一旦气门座圈松动,气门在关闭和开启时就不能很好地贴合气门座,二者之间的间隙就会超出正常范围,进而影响整个配气机构的正常运转,导致间隙不断扩大。
(三)珀金斯发动机温度影响因素
珀金斯发动机温度过高
当发动机温度过高时,会对气门导管间隙产生影响,使其增大。大家可以联想一下夏天的时候,放在户外的塑料瓶子,在高温环境下会发生膨胀,体积变大。发动机的金属部件同样有热胀冷缩的特性,气门导管以及与之配合的相关部件在过高的温度下,会发生膨胀变形。原本合适的间隙就会因为这种热膨胀效应而被撑大,而且温度越高、持续时间越长,这种膨胀导致的间隙增大情况就越明显。当发动机散热系统出现故障,或者长时间处于高负荷运转使得热量散发不及时等情况下,都容易引发发动机温度过高,进而造成气门导管间隙增大的问题。
(四)珀金斯发动机调整不当问题
珀金斯发动机气门间隙调整不当
在对气门间隙进行调整的时候,如果操作不当,也会造成气门导管间隙增大。比如在拧紧调整螺丝时,要是拧紧力度过大,可能会使气门的位置发生偏移,或者导致气门杆等部件产生变形,原本合适的气门与导管之间的间隙就被改变了,间隙会变大。又或者拧紧方向错误,这同样会破坏气门系统原有的合理结构和配合关系,使得气门不能按照正常的轨迹和状态进行运动,与气门导管之间的间隙也就无法维持在正常范围,从而出现间隙过大的情况,影响发动机正常的配气功能和整体性能。
(五)其他相关原因
珀金斯发动机气门弹簧故障
珀金斯发动机气门弹簧出现故障也是导致气门导管间隙过大的一个因素。当气门弹簧发生断裂或者因为长期使用出现疲劳现象时,它的弹力就会减弱,无法有效地保证气门能够完全关闭到位。就好像一个弹簧失去了应有的弹性,没办法把东西紧紧地固定住一样。气门弹簧的材质如果不佳,本身的强度和耐久性就差,容易在工作过程中出现损坏情况。而且气门弹簧预紧力的设置也很关键,如果预紧力过大或者过小,都会影响其正常工作,过大可能加速弹簧的疲劳损坏,过小则无法保证气门关闭的紧密性。一旦气门不能完全关闭,气门与气门导管之间的间隙自然就会因为这种不正常的状态而逐渐增大,对发动机的运行产生诸多不利影响。
三、珀金斯发动机气门和导管间隙过大的处理方法
(一)前期准备工作
1. 确认发动机状态
在着手处理珀金斯发动机气门和导管间隙过大的问题前,一定要确保发动机处于合适的状态。首先,发动机必须是停止运转的状态,避免在操作过程中因发动机意外启动等情况带来危险,同时也防止正在调整的部件因发动机运转产生的震动等因素影响调整的准确性。而且要选择在一个相对安全、平稳且光线充足的环境下进行操作,便于清晰地观察各个部件以及进行相关的测量、调整工作。另外,如果发动机此前处于高温运行状态,需要等待其充分冷却,因为热态下的发动机部件存在热胀冷缩情况,此时进行调整难以保证达到精准合适的间隙,待冷却后操作才能符合标准要求,确保后续处理效果良好。
2. 准备工具
处理气门和导管间隙过大问题需要准备好相应的工具。比如扳手,它可以用来拆卸和安装一些固定部件,像气门室盖的固定螺丝等,方便后续操作时打开相应的部位进行调整;塞尺是必不可少的,它能够精确测量气门与导管之间的间隙大小,从而确定是否符合厂家规定的标准值,以及调整后进行再次测量确认;螺丝刀也是常用工具之一,在调整气门挺杆上的调节螺钉等操作时会用到,通过螺丝刀来拧动调节螺钉改变气门间隙。此外,还可以准备清洁布,用于擦拭部件表面的油污等杂质,保持操作环境的清洁,防止杂质进入发动机内部影响其正常运行。同时,根据实际情况,可能还需要准备一些如钳子等辅助工具,便于处理一些可能出现的诸如卡滞等小问题,确保整个处理过程能够顺利进行。
(二)常见调整方法
1. 逐缸调整法
逐缸调整法的操作步骤如下:首先要明确发动机的汽缸点火次序,这是关键前提。然后缓慢摇转曲轴,根据相应的标记等确定某缸活塞处于压缩上止点位置,例如对于珀金斯发动机来说,可以通过观察飞轮上的标记或者其他正时标记来准确判断。当确定好某一缸处于压缩上止点后,该缸的进、排气门此时是完全处于关闭状态的,就可以使用塞尺插入气门杆尾端与摇臂端头之间,测量气门间隙是否符合标准要求。若间隙不符合规定值,先松开进、排气门锁紧螺母及调整螺栓,接着用旋具调节螺钉,使得塞尺刚好能顺利通过且达到规定的气门间隙值,之后再用旋具将锁紧螺母紧固,紧固后还需用塞尺再次复检一次,确保间隙准确无误。完成这一缸的调整后,按照点火顺序依次摇转曲轴一定角度(比如常见的是转动 120° 等,具体根据发动机缸数和点火顺序而定),再对下一缸的进、排气门间隙进行同样的调整操作,如此逐缸进行,直到所有气缸的气门间隙都调整完毕。
2. 两次调整法
采用两次调整法时,第一步要依据发动机的点火顺序来操作,先找到正时标记,这个正时标记的位置因不同车型有所差异,通常可以在发动机的正时皮带轮、链轮或飞轮上找到相应的标记,找到标记并准确对准是能够精准调节气门的基础所在。例如对于一些六缸发动机,其做功顺序一般是特定的,可根据此顺序进行调整。在确定好正时标记且对准后,以对应的气缸为基础开始进行气门间隙的测量,使用塞尺测量气门杆与摇臂之间的间隙,如果测量的间隙不符合厂家规定的标准值,通过调整气门摇臂上的调整螺钉来进行调整,调整时要边拧调整螺钉,边用塞尺来回拉动感受阻力,当阻力合适且间隙达到标准值时,将调整螺钉紧固可靠。完成这一轮的部分气门调整后,转动曲轴一周(360 度),再根据相应的顺序和标记,对其余未调整的气门进行同样的测量和调整操作,经过这两次的调整,就能将所有气缸的气门间隙都调整到位。
(三)不同缸数珀金斯发动机调整要点
1. 珀金斯六缸发动机
对于珀金斯六缸发动机,首先要把缸序理清,一般其缸序为 1-5-3-6-2-4。通常在发动机的冷态下进行调整,先盘车到一缸上止点,此时可以调整 1 进 1 排 2 进 3 排 4 进 5 排这些气门的间隙,具体操作就是使用塞尺测量相应气门杆与摇臂之间的间隙,若不符合标准(进气门的正确间隙一般为 0.20mm 即 0.008in,排气门的正确间隙一般为 0.45mm 即 0.018in 等,具体参照发动机使用说明书),通过调整气门上的调整螺栓来改变间隙,调整好后再次用塞尺确认。然后盘车至 6 缸上止点,接着调整 2 排 3 进 4 排 5 进 6 排 6 进这些气门的间隙,同样按照上述测量、调整、再确认的步骤进行操作。调完后最好是再一缸一缸的重新检查一遍,因为在调整过程中可能存在一些细微的变化或者误差,重新检查能确保每个气门的间隙都准确无误且符合厂家要求。
2. 其他缸数发动机(如有)
对于其他缸数的珀金斯发动机,在调整气门间隙时也有各自需要重点关注的地方。比如四缸发动机,通常可以按照点火顺序或者 “双排不进法” 进行调整,要先确认气门调整的时机,一般选择发动机停止运转且冷却后操作,避免烫伤和因热态部件变形等影响调整精度。调整时要严格按照原厂规定的间隙值来操作,这个数值可以在发动机的维护手册中查找。先找到第一缸压缩行程上止点,调整该缸进排气门间隙,然后盘车转动曲轴逐缸调整,或者根据着火顺序分析调整其它缸可调气门的间隙,曲轴再转 360° 调整另一半未调气门的间隙。在整个过程中,要使用合适的工具,如气门间隙规等准确测量间隙,操作要细致,防止过度调整或损坏部件,并且保持操作环境清洁,避免杂物进入发动机内部。
(四)珀金斯发动机调整后的检查与注意事项
1. 再次检查珀金斯发动机气门间隙
调整完气门间隙后,再次检查气门间隙是十分重要的步骤。要使用塞尺等合适的测量工具,按照之前调整时的测量方法,对每个气门再次进行间隙测量,将测量得到的值与厂家规定的标准值进行对比,确保每个气门的间隙都准确无误地符合标准要求。例如对于珀金斯发动机的进气门和排气门,要分别对照相应的标准间隙范围去核实,像进气门一般标准间隙为 0.2 - 0.4 毫米左右(不同型号有差异),排气门也有对应的标准值,若发现测量值与标准值存在偏差,需要重新进行调整,直到所有气门间隙都达标为止,这样才能保证发动机在后续运行中配气机构正常工作,避免因间隙不合适再次出现诸如功率下降、异常噪音等问题。
2. 注意操作细节
在整个气门间隙调整过程中,有诸多操作细节需要格外注意。首先,要始终保持操作的清洁,在打开气门室盖等操作时,提前清理周围的油污、杂质等,并且在操作过程中避免灰尘、杂物等进入发动机内部,防止对内部的零部件产生磨损或者影响其正常的配合、运行。其次,调整螺钉的紧固力度要适中,过紧的话可能导致气门等部件变形,影响气门的正常开启和关闭,甚至损坏部件;而过松则容易使调整好的螺钉出现松动、移位,导致气门间隙再次发生变化,无法维持在合适的标准范围。另外,还要考虑温度对气门间隙的影响,一般来说热机时气门间隙调整应比冷机时要求的间隙值小,有些汽车要求在冷机时调整,有的汽车在热、冷态时均可调整,但其间隙值各不相同,所以要按照发动机对应的要求来选择合适的调整时机,并且在调整后考虑到后续发动机运行温度变化时,气门间隙的变化是否仍在合理范围内,以此保障发动机。
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