苗 瑾

（浙江大學(xué) 杭州）

一、概述

山西金駒煤電化股份有限公司成立于1991年，以電力生產(chǎn)和熱力供應(yīng)為主。公司堅(jiān)持“綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”理念，形成了以瓦斯發(fā)電為特色的電力產(chǎn)業(yè)格局。公司燃?xì)獍l(fā)電總裝機(jī)容量199 MW，總共安裝燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備102臺(tái)，其中97臺(tái)選用美國(guó)卡特彼勒公司生產(chǎn)的G3520燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，經(jīng)過(guò)8年與卡特彼勒公司友好合作，使瓦斯發(fā)電技術(shù)在公司得到了廣泛應(yīng)用，累計(jì)發(fā)電888 834.26萬(wàn)千瓦時(shí)，累計(jì)利用瓦斯263 748萬(wàn)立方米，相當(dāng)于減排二氧化碳3955萬(wàn)噸。

G3520燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組采用柴油機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，屬往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)。G3520燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)共有20個(gè)氣缸，60°角V形布置，每個(gè)氣缸上面對(duì)應(yīng)一組雙進(jìn)雙排4氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)，活塞在氣缸中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)使往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電（圖1）。

二、調(diào)整氣門(mén)間隙的目的

機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，氣門(mén)間隙會(huì)發(fā)生一定的變化，定期對(duì)氣門(mén)間隙檢查，可以了解氣門(mén)間隙的變化趨勢(shì)，避免了因氣門(mén)間隙過(guò)大或過(guò)小對(duì)機(jī)組的影響，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)了機(jī)組的使用壽命。根據(jù)G3520燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)《操作和保養(yǎng)》手冊(cè)，機(jī)組每運(yùn)行1000 h對(duì)氣門(mén)間隙進(jìn)行檢查和調(diào)整。

圖1 G3520燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列順序圖

三、理解氣門(mén)間隙的實(shí)質(zhì)

1.影響氣門(mén)間隙的原因

氣門(mén)間隙是為了保證氣門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密，通常發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門(mén)桿尾端與氣門(mén)驅(qū)動(dòng)零件之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙，這一間隙稱(chēng)為氣門(mén)間隙。如果冷態(tài)時(shí)無(wú)氣門(mén)間隙，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門(mén)及其傳動(dòng)件因溫度升高而膨脹，勢(shì)必會(huì)引起氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，造成氣門(mén)燒蝕及功率下降。另外，氣門(mén)間隙也不能過(guò)大或過(guò)小，如果氣門(mén)間隙過(guò)大，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，凸輪軸用于使氣門(mén)打開(kāi)的凸輪升程較小，將影響氣門(mén)的開(kāi)度，造成發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣、排氣不暢，功率下降，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，同時(shí)在氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊響聲。如果氣門(mén)間隙過(guò)小，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)由于傳動(dòng)件受熱膨脹，會(huì)使氣門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)，造成漏氣、功率下降以至于啟動(dòng)困難。

2.配氣系統(tǒng)中氣門(mén)的作用

配氣系統(tǒng)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)進(jìn)行的工作循環(huán)順序，定時(shí)地開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)排氣門(mén)，保證進(jìn)入氣缸的空氣和燃?xì)獾倪M(jìn)氣流量和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間排出氣缸的廢氣流量（圖 2）。

當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪凸角帶動(dòng)凸輪挺柱和推桿上下移動(dòng)，推桿帶動(dòng)搖臂，搖臂的移動(dòng)帶動(dòng)氣門(mén)橫梁上下移動(dòng)，氣門(mén)橫梁可同時(shí)控制兩個(gè)氣門(mén)，當(dāng)凸輪挺柱向下移動(dòng)時(shí)，閥門(mén)彈簧把閥門(mén)關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)體使閥門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)，閥門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)使閥門(mén)上的積碳減到最低。

圖2 配氣系統(tǒng)圖

四、調(diào)整氣門(mén)間隙的步驟

1.測(cè)定1號(hào)缸活塞上止點(diǎn)的位置

從飛輪殼右前方拆掉蓋子和插拴，拆除正時(shí)螺栓并插入飛輪殼的正時(shí)孔中，用盤(pán)車(chē)工具按照發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的方向來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪，直到正時(shí)螺栓和飛輪孔相咬合。

拆掉1號(hào)氣缸缸蓋的氣門(mén)罩蓋，判斷1號(hào)活塞處于壓縮沖程或排氣沖程，如果搖臂可以用手移動(dòng)，說(shuō)明進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都是完全關(guān)閉的，則1號(hào)活塞處于壓縮沖程；如果搖臂不能移動(dòng)，且氣門(mén)有少許打開(kāi)，則1號(hào)活塞處于排氣沖程。根據(jù)1號(hào)活塞的位置，檢查所對(duì)應(yīng)其他缸進(jìn)排氣門(mén)的間隙，見(jiàn)表1。

2.檢查氣門(mén)間隙

確定1號(hào)活塞處于的位置，用厚薄規(guī)測(cè)量搖臂與氣門(mén)橫梁之間的氣門(mén)間隙，如果氣門(mén)間隙在允許范圍內(nèi)，就沒(méi)必要進(jìn)行調(diào)整，如果氣門(mén)間隙超出范圍，必須先調(diào)整氣門(mén)橫梁，再調(diào)整氣門(mén)間隙，見(jiàn)表2。

表1 與1號(hào)缸位置所對(duì)應(yīng)的缸號(hào)

表2 G3520氣門(mén)間隙范圍

3.氣門(mén)橫梁調(diào)整

松開(kāi)鎖緊螺母和調(diào)節(jié)螺栓，在和氣門(mén)橫梁的接觸點(diǎn)的位置向下壓搖臂，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓，直到螺栓剛好和氣門(mén)桿接觸上。擰緊調(diào)節(jié)螺栓，需額外多擰25±5°。保持調(diào)節(jié)螺栓的位置，擰緊鎖緊螺母，扭力達(dá)到30±4 N·m（圖 3）。

4.氣門(mén)間隙調(diào)整

在進(jìn)行調(diào)整之前，用橡皮錘輕輕敲擊搖臂頂部的調(diào)節(jié)螺栓，這樣能使挺桿磙子緊座在凸輪軸上，松掉鎖緊螺母和調(diào)節(jié)螺栓，在搖臂和氣門(mén)橫梁的接觸面上插入適當(dāng)?shù)暮癖∫?guī)，保持調(diào)節(jié)螺栓的位置，擰緊鎖緊螺母，達(dá)到 70±15 N·m（圖 4）。

5.注意事項(xiàng)

氣門(mén)間隙在機(jī)組冷態(tài)下進(jìn)行檢查和調(diào)整,調(diào)整氣門(mén)間隙時(shí)，正時(shí)螺栓安裝在飛輪正時(shí)孔中，先調(diào)整氣門(mén)橫梁，再調(diào)整氣門(mén)間隙。調(diào)整后的氣門(mén)間隙要進(jìn)行復(fù)查，以防調(diào)整過(guò)程中出錯(cuò)，并做好氣門(mén)間隙調(diào)整的記錄，以便與下次測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

五、結(jié)論

通過(guò)定期對(duì)卡特彼勒機(jī)組氣門(mén)間隙的檢查和調(diào)整，確保了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組的有效利用率提高，給公司創(chuàng)造了更多價(jià)值。

圖3 調(diào)整氣門(mén)橫梁圖

圖4 調(diào)整氣門(mén)間隙圖