图解气门导管的功用、类型、加工和装配位置

摘要：气门导管是柴油发电机的重要零部件之一，他的品质和性能直接危害着柴油发电机的作业效率和寿命。由于需要承受过热高压和频繁的运动振动，气门导管的要求十分高，传统的销售工艺不能满足其复杂构造的要求。因此，粉末冶金成型成为一种高效、精密且经济的销售工艺程序。粉末冶金是一种以金属粉末为原料，通过粉末的均匀混合、成型、烧结等工艺流程，制备出高精度、复杂度高、耐用性好的柴油发电机零部件。

气门导管起气门的导向作用，使气门能正确地座落在气门座上，并将气门的热量传递出去，其结构和固定步骤，如图1所示。气门导管通常制成独立式的，然后再以少许公盈量压入气缸体或汽缸盖上。气门导管与气门杆留有适当的间隙，间隙太大会使气门摆动密封不佳。由于气门与气门导管间的润滑较为困难，所以其间隙也无法太小，否则，会增加两者的损伤。

气门导管是气缸盖内支撑气门的孔，它相当于一个衬套，气门杆可以在里面滑动。气门导管是汽缸盖的一部分，它帮助支撑和定位气门，以便气门能够准确地落座。气门导管也有散热的功用，燃烧室内发生的热量经过气门后再传递给气门导管，如图2所示为一个气门导管，并显示了热量是怎么样传递到气门导管，再到气缸盖，最后传递给冷统的。

气门杆与气门导管之间的间隙十分重要。通常的，这个间隙在0.2~0.4mm之间。如果气门导管磨耗，间隙变大，可能会发生多种事故。气门可能漏气，导致空燃比发生变化；机油可能通过气门导管泄漏，引起机油消耗增大；气门也可能不能平稳地落座，导致气门座快速损伤。图3所示为机油是如何通过气门导管的。在图3（a）中，进气门的导管间隙太大。因为进气门产生的真空度，经过气门导管的所有机油都将被吸入燃烧室中烧掉。在图3（b）中，排气门的导管间隙太大，机油将被吸到废气流中烧掉，然后与废气一起被排出。以上任何一种情况都会增大机油的消耗量，并且在废气中有燃烧过的机油。

当气门导管过大磨损时，镶入式导管可以拆下来，换上一个新的镶入式导管。但是，一体式导管不能这样替换。

发电机气门导管是分开的部件，气门分进气门，排气门。导管分进排气门导管。气门导管内、外圆柱面经加工后压入汽缸盖或汽缸体的气门导管孔中，然后再精加工铰内孔，为避免轴向转动，设有卡环定位槽，它与定位卡环配合便可避免工作时导管移动而落入汽缸中，气门杆与气门导管之间通常留有微量间隙，使气门杆能在导管中自由运动，气门导管作业温度较高，润滑较差，一般用含石墨偏高的铸铁或铁基粉末冶金制成，以提升自润滑性能。气门导管的工艺步骤比较复杂，通常包括以下几个方法：

按照气门导管的材料比例将各种金属粉末混合均匀。这一步是较重要的环节，对于粉末混合的均匀性和成分配比的正确性有着非常高的要求。通常来说，原材料精混时需要对各种原材料进行预处置，将其清洁、烘干。

将经过精混的金属粉末放置于模具中，加入一定的压力进行压制成型。在压制成型的步骤中，会根据气门导管的设计要求和规格进行相应的调整。

将压制成型的零件放置于高温下烧结，使得金属颗粒之间发生冶金反应，形成致密的金属构成。这一步工艺非常重要，影响着气门导管的品质和性能。

经过烧结消除的粉末冶金气门导管需要进行后排查，例如钻孔、车削等工艺，以达到更高的精度和品质要求。

孔隙是粉末冶金材料固有的特点，当毛坯的密度为6.8g/cc时，孔隙率约为12~13%之间，其中贯通孔隙占总孔隙的90~95%。因为以上孔隙的存在，针对导管施加一定的压力空气，就会产生漏气的现状。

气门座圈工作锥面对导管孔的跳动大小直接影响气门与座圈的密封品质，进而影响发电机的性能。保证气门座圈与气门导管加工同轴度等重要位置度公差的需要，防范漏气造成发电机动力下降，有效防止成品压入缸盖时出现的微变形等隐性弊端。

气门间隙过小，易导致气门运动不顺，产生卡滞，气门与导管之间润滑不好，导致不正常磨损气门间隙过大，一方面会导致气门杆的热传导能力下降，空气和机油易被吸入燃烧室，导致怠速，机油耗增加，积碳严重另一方面，会引起气门杆和导管的导向功用下降，无法保证气门落座时与气门座圈的同心造成漏气，影响发电机容量。

解体气门导管之前，需要先将发电机的电源断开，以免出现意外。然后，需要将气门盖板拆下来，以便更好地接近气门导管。接下来，需要使用扳手或者扳手套筒拆下气门导管上的螺母，然后轻轻拆下气门导管。康明斯柴油发电机用的气门杆油封规格如图5所示，三种密封件装配方法如图6所示。

与带槽气门导管相配的密封件有两个叠起。在 2000 年 5 月 15 日至 2002 年 2 月底销售的康明斯柴油发电机上，进气门及排气门有独立带有颜色编码的气门导管密封件。进气门导管密封件带有黄铜色的环状螺旋弹簧并且橡胶部分有三个凸点；排烟门导管密封件带有白银色的环状螺旋弹簧并且没有凸点。在 2002 年 3 月以后销售的康明斯柴油发电机上，进气门及排烟门导管只有一种气门导管密封件。

安装程序：徒手将进气门导管和排烟门导管密封件卡入到气门导管的槽中。

（2）操作未经改制的气门密封件装配器（康明斯零件号为3163294）安装气门导管密封件。安装后，密封件安装器必须与缸盖接触。这样能使气门导管密封件装配正确。为防止发电机和/或刀具故障，不要使用修理工具安装带有集成气门弹簧导管的气门杆密封件。

（2）将气门杆密封件置于气门导管上方，用手将密封件推到位，直到气门弹簧导管牢固地靠着气缸盖。

粉末冶金成型是一种高精度、高耐用性、高经济性的销售工艺程序，适合于制备形状复杂、精度要求高的气门导管。粉末冶金程序中只需加工曲线工件，不需要钣金或锻件加工，相比较于锻造、铸造等加工程序，粉末冶金工艺能够更好地减轻碳排放和能源消耗。随着粉末冶金技术的不断进步和发展，越来越多的机械零部件将会产生采用粉末冶金成型的趋势，推动整个制造业向高效、经济、精密、可连续方向不断发展。