柴油机拉缸后，曲轴正时齿轮产生位移，导致活塞顶气门的故障案例

为什么曲轴正时齿轮产生位移会导致活塞顶气门？

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柴油机拉缸后，曲轴正时齿轮产生位移，正时记号错位一个齿，导致活塞顶气门，自动熄火的故障案例

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【故障现象：】

有一台工程机械用

道依茨BF4M1013柴油机大修后，

在使用过程中总是出现活塞顶气门现象，

严重时柴油机自动熄火。

无论维修人员如何调整，

柴油机气门顶活塞的问题总是存在。

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【故障处理过程：】

经了解，

柴油机曾出现过由于机体温度过高

而导致拉缸并自动熄火故障，

后停放了一段时间没有修复使用。

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本次大修时，

更换了四配套组件及

已经损坏的其他零部件。

修复后试机几分钟后就出现异响，

随即停机检查，

发现有个别气缸活塞碰撞气门，

碰撞严重的第一缸的推杆已弯曲。

维修人员仔细检查了气门间隙、

正时齿轮标记等部位，

没有发现异常。

但无论怎样检查调整，

活塞顶气门的故障现象依然存在

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在无法排除故障的情况下，

维修人员只好将柴油机全部拆散，

对所有零部件进行认真检查和分析，

没有发现有不合格配件。

经过仔细分后，

维修人员怀疑曲轴正时齿轮可能有问题，

随即更换了一根曲轴，

装机试验，

该机活塞顶气门的故障消失。

由此证明原机曲轴确实存在问题。

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经过对旧曲轴的仔细观察，

用肉眼并未发现有什么不足。

借助于专用检测仪器检测后发现，

该曲轴正时齿轮与上止点位置

存在细小误差，

大约有3°~5°的偏差。

这个发现让人觉得不可思议，

曲轴正时齿轮怎么可能产生位移呢?

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为了找到导致此故障的真正原因，

维修人员查阅了该柴油机曲轴的相关资料，

得到结果是:

这种情况可能存在，

原因是该曲轴正时齿轮

与曲轴不是一体的，

而是采用热胀法合成的，

即曲轴上的正时齿轮是成品后镶上去的。

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在实际使用过程中，

当柴油机高温运行时，

如果此时出现非常严重的冲击力

(如拉缸、爆缸等)而导致柴油机急速停机，

曲轴齿轮错位的故障现象就有可能发生。

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根据上述诊断结果，

在装配凸轮轴正时齿轮时，

将正时记号错位一个齿轮，

之后柴油机气门顶活塞的现象消失，

柴油机运行正常。

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【故障原因分析：】

该柴油机曲轴正时齿轮产生位移的原因是，

在柴油机上次拉缸故障中，

由于温度过高，

正时齿轮与曲轴的配合过盈变小，

在拉缸后急速停机时

运动部件的强力冲击下，

瞬间产生了位移，

导致了后续故障的发生。

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因此，

如果该齿轮的相对位移较大，

则需要将齿轮取出

并另行过盈安装曲轴正时齿轮。

当确认无法修复已产生位移的曲轴时，

应更换新的曲轴总成。

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这个故障告诉我们，

在柴油机出现拉缸、抱缸、

活塞顶部烧熔或

大负荷状态下急速停机等故障后的

维修服务时，

对所有运动零部件

(特别是曲轴、连杆等部件)

进行专业检测是十分重要的，

也是必须进行的。

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【故障相关知识：】

活塞顶进、排气门的故障原因

1)气门弹簧弹力不足或折断。

2)气门杆上下运动不畅，

甚至气门杆与气门导管烧结，

气门卡死在导管内。

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3)气门座没有安装到位，

致使气门在关闭时气门底平面

到活塞上平面的距离变小。

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4)缸垫过薄，活塞上半部尺寸超长。

5)凸轮轴齿轮装错牙，致使配气相位错误。

6)中间齿轮、凸轮轴齿轮

或曲轴齿轮损坏不能正常进行配气正时。

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7)极特别的情况是曲轴齿轮发生转动，

造成活塞运动与气门运动位置不协调。

以上是活塞顶进、排气门故障的主要原因。

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下面以斯太尔 WD615 柴油机为例，

重点讨论一下凸轮轴齿轮装错齿，

即在维修中出现配气相位错误的情况。

斯太尔WD615柴油机

凸轮轴齿轮是50个齿，

每一个的转角为360°50=7.2°因此，

当凸轮轴齿轮向前错位装错一个齿时，

则等于配气相位

即曲轴转角提前72°x2=14.4°，

此时实际配气相位变为：

进气门开启：上止点前48.4°~53.4;

进气门关闭：下止点后75.4°~81.4°

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当排气接近终了，

吸气还未开始时，活塞仍上行，

进气门下行提前，

进气门与活塞正相碰，

碰的气门痕迹不深，约0.1mm。

出现上述故障时，伴有气门响声，

如果单纯靠调气门间隙，

怎么调也消除不了响声，

只有检查凸轮轴正时齿轮是否装错牙，

使气门开启提前碰活塞，

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反之，若拖后装错一个齿，

就会出现气门延后关闭的现象。

有可能在排气终了时活塞与排气门相撞，

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出现上述故障，

柴油机出现清脆的“当当”响声，

但与活塞碰气缸盖不同，

它的声音小，振动也小，

这种清脆的有节奏的响声

随柴油机转速升高而变大加快。

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斯太尔柴油机在高转速时，

动平衡好，噪声不大，有点杂声就能听出。

这种响声与气门间隙大小无关。

调好气门间隙后仍有此响声。

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判断方法：

拆下气门室罩，用手指触摇臂，

振动大，有异常手感，

则证明该气门被活塞碰撞而发响。

这种情况，一般为新镶气门座没安装到位。

如果全部进气门或排气门顶活塞

则是凸轮轴齿轮装错造成的，

必须重新安装正时齿轮。

使齿轮上的刻线

与齿轮室正时齿轮下的刻线对齐。

或向左(顺时针)偏半个齿，

但决不能向右(逆时针)偏半个齿，

否则也有可能出现气门碰活塞。

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整理的这个表，

也许对找到故障原因有帮助

AL0941-曲轴正时齿轮有问题可能会观察到的多个故障现象

AL0941-G103活塞顶异响的一部分故障原因及故障表现简单描述

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故障现象千奇百怪，

故障原因简单，也复杂，

请在评论或者中补充更多的相关

来自现场的丰富案例

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都看到这里了，

顺手点个赞吧,

送给在现场维修并把维修过程讲述出来的大师傅们，

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