十、气门弹簧的结构特点及维修要求

气门弹簧是发动机配气机构的重要部件之一，它对发动机的动力性能具有很大的影响。有的维修人员认为气门弹簧不会有多少故障，常常疏于检查，直到气门弹簧折断了才去修理。其实气门弹簧处在高温、交变载荷及高频振动的环境中工作，维修中不可忽视对它的检查。

1.气门弹簧的功用

气门弹簧是使气门复位以及保持气门与气门座密封的关键性零件。气门弹簧克服气门开闭过程中气门及传动件的惯性力，防止各个传动件之间产生间隙，保证气门及时落座并紧密贴合气门座，同时可以防止在发动机振动中气门发生跳动，确保气门的密封性。

如果气门弹簧损坏或者弹性变得软弱，将使气门复位减慢，延迟了气门关闭的时间，增大了气门开启的角度，导致配气相位发生微妙变化。另一方面，造成气门无法可靠地密封气缸，由于气门漏气，气缸内燃烧不完全，最终将造成发动机的转速下降和功率损失。

2.气门弹簧的结构特点

发动机的气门弹簧由弹簧钢丝卷制而成。气门弹簧具有特殊的结构形式，其优点如下：

1）许多高速柴油机的气门设计了大小两只弹簧套装在一起（图1-18）。

图1-18 气门弹簧的特殊结构

①增加总弹力。

②缩短弹簧的尺寸（同时降低了弹簧的内应力），使结构更加紧凑。

③当一只气门弹簧断裂，另一只弹簧仍然会支撑气门，可以防止气门掉入气缸内而发生“捣缸”事故。

2）两只气门弹簧的旋向相反。

①防止一只弹簧折断后卡入另一只弹簧圈内，保证气门弹簧能够正常工作。

②可以减少气门弹簧因高频伸缩而产生的共振损坏。

3）有的机型采用不等螺距的气门弹簧，这样可以使气门在开启并压缩弹簧时，螺距小的那部分弹簧先叠合，使弹簧的实际工作圈数逐渐减少，刚度和固有频率逐渐提高，有利于减少共振的发生。请注意：在安装这种气门弹簧时，应当将螺距小的一端朝向气缸盖，不可装反。

3.气门弹簧的4个检查项目

（1）弹力

可以使用弹簧试验器检查，将弹簧放在测量台秤上，旁边立一把量尺，然后压缩弹簧至一定高度，再从台秤上读出指示的弹力数值。

如果没有专用设备，可以将新旧两根弹簧串起来，中间用垫片隔开，然后在台虎钳上压缩弹簧，如果压缩以后旧弹簧的长度小于标准弹簧的长度，表示其弹力已经减弱（图1-19）。

也可以将被检查的气门弹簧与标准弹簧同时放在平板上，然后目测两者的自由高度是否一致，如果旧气门弹簧的自由高度比标准弹簧缩短3mm以上，应予以更换。

一般来说，当弹簧的弹力减退10%以上，就应当更换同规格的新弹簧。

（2）损伤

检查气门弹簧是否有裂纹、折断或者四周有摩擦发亮的痕迹。可以采用磁力探伤的方法检查，如果发现弹簧全长上有任何性质的裂纹，都应当更换新件。

（3）变形

检查气门弹簧是否存在弯曲、扭曲和倾斜等现象。检查方法：将气门弹簧放置在平板上，再用90°角尺进行检查，气门弹簧上端的背离间隙应小于1.5mm（图1-20），或者弹簧中心线的倾斜度不超过2°。否则，即使弹力符合要求，也应予以更换，或者将变形的弹簧退火并整形后，再进行热处理，以便恢复其使用性能。

图1-19 气门弹簧弹力的简易检查

图1-20 气门弹簧垂直度的检测

（4）其他失常

例如气门弹簧的原有颜色发生改变，说明该弹簧受高温作用已经退火，其弹力和强度大为降低，应当予以更换。如果弹簧有腐蚀现象，弹簧钢丝的直径已经缩小，其弹力必然减弱，也应当及时更换。

4.延长气门弹簧使用寿命的几项措施

①保持发动机良好的技术状态。如果气门漏气，或者气门间隙不准确，气缸内的高温高压燃气会经常冲刷气门弹簧，将使其退火而丧失弹性。

②在发动机停放期间，避免气门弹簧长期受压缩。

③掌握正确的拆装方法，避免气门弹簧产生塑性变形。气门弹簧属于压缩性弹簧，因此应防止它被过度拉伸。

④养成良好的操作习惯，不乱轰油门，以避免气门弹簧承受冲击性载荷。

5.气门弹簧损坏的应急处理方法

当气门弹簧损坏，一时又找不到正规的配件，可以采取以下方法应急。

①如果气门弹簧变软，可以用厚度2mm左右的平垫圈，附加在弹簧座上，以便增大弹簧的预紧力。

②如果气门弹簧折断，可以拆下来，然后将弹簧平齐的一端相靠，将折断的一端朝向弹簧座，这样可以临时应急使用。