气门座圈、气门导管维修工具的改进和设计

气门座圈、气门导管维修工具的改进和设计

陆宏飞

广西机电技师学院 545005

摘要：针对气门拆装工具在使用性能、通用性能方面存在的问题, 进行了改进与设计。利用自制工具组合拆装气门座圈时，以自制工具为支点，既发挥了杠杆原理，省力好用，又不会损坏缸盖，更具优势；用自制气门导管拆卸工具，对导管内孔进行定位，垂直敲击至导管脱离导管安装内孔；利用台钻装夹铰刀来修复缸盖气门导管安装内孔，既发挥了对中效果，省力好用，又不会损坏气门导管孔。

关键词：气门维修工具、改进、设计

一、引言

在现代社会，汽车行业在高速发展，根据日常保养维护的基本要求，当汽车使用过程磨损达到极限，需要进行二级保养、三级保养，大修作业。而维修内容可根据汽车构造分为：发动机系统维修，燃油供给系统维修，电气系统维修，底盘系统维修。在发动机系统中，气门导管及气门座圈对发动机的可靠性、安全性影响重大，加之由于气门导管及气门座圈的工作环境恶劣，既承受着高温燃烧腐蚀，也承受着高压冲击，易磨损。但是传统的气门维修，操作难度大，维修时间长，很难满足当前快节奏的社会需求，所以改进已有的传统气门维修工具，成为目前迫切需要，并且能够提高工作效率，创造更高的经济效益。本文基于长期维修实践，对传统气门维修工具进行了升级改造。

二、气门维修与传统维修工具存在的问题

在发动机故障维修中，常因气门和气门座圈磨损过大，造成发动机动力下降、座圈与气门密封角度过大、气门磨损、座圈下沉过多等不良状况，需要更换气门和座圈。使用传统气门维修工具维修时，在更换和研磨气门前，都需要用专用工具、铰刀和采用螺丝焊接在座圈上，以从下往上捶打或用扳手卡在座圈与缸盖体结合部，撬击取出。这样既费力又有可能损坏缸盖底座。在装座圈的过程中，也不能保证绝对平衡，难以准确达到装配精度要求。

加之，传统铰刀用手工操作的稳定性较差，容易因人工用力不均，或轻或重，不易控制。铰刀刀头又不好磨，第一，不够锋利。第二，刀把不好控制，不能整圈运转，容易造成平面断刀，成波浪状，导致工作面密封不严。第三，研磨气门难度大，因为工作断面起波纹，要使密封性能达到不漏光不漏气的水平，就要加长研磨时间，有可能还要重复开铰工作面，造成气门低下，难以达到理想的效果。第四，工件的稳固性差。

基于上述在长期维修实践中发现的传统气门维修工具存在的问题，为了能更有效、更好地发挥工具在维修中的快捷便利性，现利用一般修理厂拥有的工具、设备，集思广益，自己动手改进和设计实用、可靠性强，适合维修要求的使用工具。

三、工具的改进设计与步骤

本文试图改进传统的气门座圈更换工具，气门导管更换工具，气门座圈和气门配合角度矫正工具。主要是根据车型需要，用分体式工艺，加工多种规格的导管柱，用螺旋螺丝直接装配使用。

制作步骤如下：

步骤一：用小货车弹簧钢板切割成长度550mm，直径φ35mm的圆柱棒，并打磨成型，作为撬棒。如图1。

图1.撬棒

步骤二：在车床上将硬度为8.8，螺纹直径为M10mm，长度为100mm的螺栓加工成一端外螺纹M10mm，统一螺纹长度规格为10mm，一端直径6-10mm（根据车型所需调整大小规格）的螺杆，在螺杆和螺纹接合部进行倒角。（图2.螺杆图）

图2.螺杆图

步骤三：在车床上将直径20mm，长度20mm的钢棒加工成上部直径20mm的球形，下部直径16mm的锥形。在下端钻孔，开直径为10mm，深度为11mm的内螺纹。以此作为拆卸气门座圈的支撑点。如图3。

图3.拆装气门座圈的支撑工具

步骤四：用车床加工一个，下部直径16mm，上部直径30mm，长度50mm的立锥型。在其下部钻一个深度11mm，直径8mm的孔，开直径10mm的内螺纹。在其上部车一个直径10mm，长度30mm的圆柱，作为管位棒使用，便于装在台钻夹头上。在距下部17mm处用8mm钻头沿斜上75°方向钻斜孔用于装铰刀头。再垂直于该斜孔钻一个直径为5mm的内螺纹孔以固定铰刀。如图4。

图4.铰刀架

步骤五：在直径8mm的钢筋上磨一个缺口，焊上合金刀头，根据需要多焊几把。磨好平面角度作为修正高低角度用。45°角用作密封工作面的铰刀头。下部刀头用80°角调中的铰刀头。如图5。

图5.铰刀

步骤六：在车床上将直径20mm的圆钢，加工成下部直径6mm，长度60mm，中部直径9mm，长度70mm，上部直径20mm，长度80mm的工具，（形状如图6）。

图6.气门导管拆解工具

步骤七：用车床将直径为30mm，长度为130mm的圆钢，一端加工成上部直径30mm，下部直径16mm，长度30mm锥形，并在端面钻一个深度11mm的孔，开直径10mm的内螺纹，作为装气门导管的工具。

图7.装气门导管工具

步骤八：用车床将直径为60mm，长度为160mm的圆钢，一端加工成直径40mm，长度100mm圆柱，中部加工成上部直径60mm，下部直径40mm，长度为20mm的锥形，另一端根据多种车型尺寸加工多个台阶，并在端面钻一个深度11mm的孔，开直径10mm的内螺纹，作为装气门座圈的工具。

图8.装气门座圈工具

四、改进后工具使用方法和优势

在确定是否更换气门座圈和气门导管前，需要先检查气门杆外径和气门导管内径的磨损量，如果上下端部磨损过大，且对角测量后发现超过规定值，就需要更换新的气门导管。同样检查气门座圈是否因长期承受气门的冲击，造成凹坑、麻点、座圈磨损变宽等情况，若磨损显著，且凹陷深度超过规定值，就需要更换气门座圈。

(一)气门座圈拆解

拆卸气门座圈时，根据车型选用自制改进工具图2中规格适合的螺杆，将自制螺杆拧到图3的锥形工具的下部，装配完成后，放到气门导管上，作为支点，然后用撬棒卡在座圈边缘，进行敲击，敲击过程中注意采用对角方法，直至取出座圈。相较于图示传统工具，以气门座圈和缸盖作为支点，容易在撬动时压坏缸盖燃烧塞边缘。但利用自制工具组合拆装气门座圈时，以自制工具为支点，既发挥了杠杆原理，省力好用，又不会损坏缸盖，更具优势。

(二)气门导管拆解

拆卸气门导管时，将座圈面朝上，水平垫高缸盖，放置到合适的高度，用自制气门导管拆卸工具，对导管内孔进行定位，垂直敲击至导管脱离导管安装内孔。

气门导管拆解示意图

台钻装夹铰刀修复门导管安装内孔示意图

(三)利用台钻装夹铰刀修复缸盖气门导管安装内孔

拆卸后用台钻装夹铰刀修复缸盖进、排气门导管安装内孔，进刀时，保持垂直、顺时针旋转状态进刀。退刀时，刀具必须处于顺时针旋转状态向上退出。清洁缸盖进、排气门导管安装内孔。机用铰刀铰孔后，测量气门导管安装内孔，如尺寸小于规定值，铰刀须报废，更换新铰刀。传统手铰刀修复工具，手工操作的稳定性较差，容易因人工用力不均，或轻或重，不易控制。但利用台钻组合铰刀修复气门导管时，以台钻为基准，既发挥了对中效果，省力好用，又不会损坏气门导管孔，更具优势。

(四)气门导管的安装

铰孔后同时清洁座圈底孔和气门导管孔，去除毛刺，清除铁销、沙粒，然后均匀加热缸盖，再用气门导管装配工具，将新导管倒角大的一端朝下，定位导管外圆，垂直敲击工具，直到工具端面与缸盖沉孔肩面贴合为止。然后用气门座圈装配工具，以气门导管内孔定位，垂直敲击，将座圈安装到位。测量导管顶端至缸盖装弹簧底座平面尺寸， 如尺寸不在规定值范围内，应及时修正导管安装工

具或报废，更换气门导管装配工具。

(五)利用台钻装夹铰刀修正气门导管内孔

用台钻装夹铰刀修正气门导管内孔，进刀时，保持垂直、顺时针旋转状态进刀；退刀时，刀具必须处于顺时针旋转状态退出。台钻装夹铰刀铰孔后，测量气门导管内孔，如尺寸小于或等于规定值，铰刀须报废，更换新铰刀。

传统手铰刀修复工具，手工操作的稳定性较差，容易因人工用力不均，或轻或重，不易控制。但利用台钻组合铰刀修复气门导管时，以台钻为基准，既发挥了对中效果，省力好用，又不会损坏气门导管孔，更具优势。

(六)气门座圈的安装

座圈面朝上，将缸盖水平垫高 50 mm 放置。清洁缸盖气门座圈装配结合面，若有毛刺须去除。缸盖气门座圈肩面不允许有铁销、沙粒等杂质。事先将气门座圈放置于工业用的冰箱内10 h以上，温度≤-40℃。用自制气门座圈装配工具，以气门导管内孔定位，垂直轻敲安装工具直至座圈底平面与缸盖气门座孔肩面贴合。

(七)气门座圈密封面修正和研磨

如果在检查气门座圈密封面有无受损时，发现虽有受损，但未达到更换的程度，且气门座密封锥面仅有轻微磨损和少量较浅麻点时，可以用研磨的方法消除缺陷，恢复气密性。如果气门座密封锥面严重磨损，宽度增加明显，烧蚀严重时，可以进行铰削修正。此时，需要根据装配情况调整气门密封工作面，用台钻夹头固定图四的铰刀架，根据要求装配上图八的铰刀头，一般而言，发动机的进、排气门与气门座的密封锥角基本都是45°，因此可以用45°、15°和80°三种铰刀，其中45°铰刀又分为粗刃和细刃两种，铰削前应根据气门座及气门导管孔尺寸选择适合的铰刀及刀杆。刀口前端垂直装上，调整好角度后锁紧固定，用慢速逐渐进刀，保持用力均匀、平稳，不得倒退，在确保能够消除凹陷、斑点以及能铰出完整密封锥面的前提下，对气门座铰削量越小越好，切削达到要求为止。铰削后要检验气门座圈的密封是否符合要求，可以在气门端面上加注适量汽油，观察汽油渗漏情况，如果两三分钟后没有渗漏，即符合密封要求，如果发生渗漏，说明气门与座圈密封性不佳，必须重新研磨，研磨后再次检查渗漏情况，直至没有渗漏为止。

改进后的工具相较于传统工具，使用台钻固定缸盖，在底部座用螺丝固定工件，在工装平面上与台钻呈垂直构件，加上刀架下方有气门导管固定中心，更易固定工装构件和刀具，一次成型，操作简便快捷，从而提高工作效率，保证作业效果，创造更好的经济效益。

五、结语

随着社会经济基础的不断进步，汽车工业也在高速发展，人们对车辆维修的技术和质量所提出的要求越来越高。因此要求生产工艺、技术人才的素质，要不断的根据时代变化进行革新。汽车维修人才除了具备维修所需的电路系统、发动机系统、底盘传动系统、燃油供给系统等维修知识以外，还需要拥有创新意识和终身学习的意识，不断的思考维修中遇到的故障问题，总结解决故障的方法，不断的将学习到的新技术、新工艺应用到实践当中，并提出创新性的解决方法，如维修工具的改进，维修方法的创新等。

六、参考文献

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