发动机气门头部脱落的原因

一台日立EX300一2型挖掘机，使用多年后对发动机进行了检修。根据零部件磨损的实际情况，检修时只更换了活塞环、曲轴瓦、连杆瓦、止推瓦及6BD一1型发动机修理包中的气缸垫等零部件，但发动机维修后只工作了一周左右，就出现了V缸进气门头部脱落故障;当时认为是发动机连续工作多年，进气门因疲劳而产生断裂，随后更换了全机的进、排气门及损坏的零部件，但发动机也只工作了一周左右，又在Ⅱ缸出现了进气门头部脱落故障，两次事故的直接经济损失近两万元。

连续两次出现类似的机械事故，不得不引人深思。第二次事故出现后，我们仔细地检查了发动机的零部件，发现所有的活塞顶部与进气门上相对应的凹坑处都有与进气门撞击的痕迹，从而认定两次事故都是由于进气门与活塞撞顶所致。

出现进气门与活塞撞顶现象，最大的可能是配气相位错误，如果进气门在活塞上止点前开启过早，就有可能与活塞上行发生干涉，产生撞顶现象。为此，重点检查了配气相位的安装。该发动机的正时齿轮为后置式，并不是每个齿轮都有安装记号，该机拆卸时由于没有找到准确标记，是维修人员自己在配气正时齿轮上做出标记后拆装的，所以必须验证配气相位的安装是否正确。经过查询知，该机的凸轮轴止推凸台上有一V形槽，当I、VI缸活塞位于上止点时，该V形槽与凸轮轴支座的接合面平齐(朝向排气管侧)即可;检查证明，此处装配没有错误。除此之外，认为气门与活塞撞顶还能与气门间隙过小、气门外形尺寸不对(头部过厚)有关系;经检查，也没发现在这两个方面有问题。根据连续两次故障现象进一步分析认为，也不应该是进气门有裂纹等自身因素引起头部脱落，最后将焦点集中在气缸垫上，即认为，如果活塞顶部与缸盖间隙很小、气缸垫太薄也能引起进气门与活塞撞顶。

当时，需维修的EX300一2型挖掘机其发动机型号为6SD一1T型，由于市场上买不到这种发动机的修理包(气缸垫含在修理包内)，因而维修中采用的气缸垫是从日立维修中心购得的EX30O一3型挖掘机的气缸垫(该挖掘机的发动机型号为6BD一1型)。虽日立维修中心告知这两种气缸垫是通用的，但实际上6BD一l型机的修理包中的气缸垫与6SD一1T型机的不同：前者的气缸垫为薄铁皮冲压制成的，而后者的气缸垫则是传统的石棉式结构，再加上两种修理包中的有些零件也有差异，由此推断：有可能是新购的气缸垫比原机的略薄;同时，测量了被撞击活塞及新活塞顶部与进气门上相对应凹坑处的深度，发现被撞击活塞比新活塞的深0.6mm。于是，第二次维修时，除将被撞坏的Ⅱ缸活塞换上新件，对其余的气缸仍沿用旧活塞外，还将所有活塞顶部的凹坑用铿床按标准活塞上该处的深度再向下镗去1mm。装复后柴油机连续使用了半年，再没有发生过气门头部脱落的现象，说明故障被彻底排除了。