排氣閥（fá）生產廠家雖然提高了排（pái）氣閥密封（fēng）麵合金的耐（nài）溫性能，並改（gǎi）進（jìn）提高了氣閥的生產和（hé）加工工藝，但效果仍然不夠（gòu）理想。本文通過（guò）對其產生的原因進行分析，並結合實際給出改進建議。氣閥和（hé）缸蓋（gài）的照片為N330機型。

1、燃油中（zhōng）含有不可燃燒（shāo）的顆粒雜（zá）質。

當（dāng）進入燃燒室的油品（pǐn）中混有不可（kě）燃燒的雜質顆粒物時，這（zhè）些雜質（zhì）顆粒會隨著排氣排出（chū）氣缸，在排出的過程中會有一定（dìng）的幾率在排氣閥（fá）關閉時被卡阻在排氣閥和閥座（zuò）的（de）密封麵上。造成排氣閥不能完全關閉，這個卡住的顆粒雜質的（de）直徑有多大，氣閥的（de）開度就有多大。雖然能通過（guò）噴油器的噴孔進（jìn）入燃燒室的顆粒雜質都較小，但在燃油混合氣體爆炸（zhà）燃燒時，燃燒室的（de）爆炸壓力很高，微小的氣閥開度（dù）也能造成高溫（wēn）高壓燃燒氣體的竄出（chū）。這時候竄出的燃燒（shāo）氣體的溫度很高，瞬間的峰值接近2000℃，遠遠高於排氣衝程中流經排氣閥密封麵的廢氣溫度。排氣閥的密封麵材料可以經得起正常排氣時的廢氣的衝刷，但經不起如此高壓和高溫的燃燒氣體的衝（chōng）刷（shuā），很短的時間就會造成排氣閥燒（shāo）損。尤其閥門卡住的是混在重油中的氧化鋁和二氧化矽這些極硬顆粒，在造成排氣閥（fá）關（guān）閉不密的同時，普（pǔ）通排氣（qì）閥密（mì）封錐麵在工作溫度下硬度並不是很高，沉積（jī）的硬質燃燒產物（wù）顆粒在閉閥的撞擊下，還可使顆粒嵌入密封麵，並在高溫燃氣的（de）衝刷和燒蝕下出現凹坑，凹坑貫穿密封麵後形成漏氣從而燒損（sǔn）氣閥。如下麵圖1-圖3所示：

關閉不嚴引起的漏氣，是一些排氣閥的出廠時耐溫（wēn）測試在500℃以上，但實際工作時的排溫沒有（yǒu）超過400℃就把氣（qì）閥燒損的主要原因。也是（shì）排氣閥使用（yòng）壽命短的主要原（yuán）因。

2、燃油燃燒不良以及因此造成的結碳的影響。

燃燒不良不但會（huì）引起排溫升（shēng）高，而且（qiě）會在燃燒室形（xíng）成結碳。排溫升高使排氣閥的工作環境更加惡劣，疊加其（qí）它情況後加劇了排氣閥的燒損。燃（rán）燒室（shì）中的結碳會有一部分隨著廢氣排出，它也會像前麵說的顆（kē）粒一樣卡在排氣閥和閥座的密封麵上。尤其是重油的加熱溫度控（kòng）製不佳，粘度太大造成（chéng）噴入氣（qì）缸的燃油難以霧化，高壓油泵柱塞磨損造成的燃燒後移等原因引起的燃燒不良，會使（shǐ）排氣閥和閥座的密封麵被積炭汙染，加上燃油中含有的雜質在經過燃燒室內的各種複雜熱過程後，在排氣閥（fá）閥盤及閥座密封（fēng）錐麵（miàn）沉積成一層混有碳粒的玻璃狀較硬較脆物質，其內混有硫酸鈉、硫酸鈣、氧化鐵等物質。當此層玻璃（lí）狀沉積（jī）物沉積厚（hòu）度過大時，在氣閥關閉時（shí）的撞擊力下會發生裂紋，反複撞擊後進而發展成剝落，從而形成高溫（wēn）燃氣噴出通道（dào）使氣（qì）閥燒（shāo）損。如（rú）下圖4和圖5所示：

3、燃油中含有釩（fán）、鈉等易引起金屬高溫腐蝕的元素。

目前（qián）在航運市場上普（pǔ）遍使用的劣（liè）質燃油中含有大量釩、鈉和硫（liú）等元素。在燃（rán）燒過程中硫、釩（fán）和鈉等元素（sù）形成氧化硫、五氧化（huà）二釩和氧化鈉等（這些氧化物的化學成份取決於過量氧氣和燃燒溫度）。氧化物之（zhī）間要（yào）發生反應，而且還要與滑油中的鈣反（fǎn）應，形成低熔點（diǎn）的鹽類，有硫酸鈉（nà），硫酸鈣和不同成份的釩酸鈉等。這些鹽類混合物熔點一般為535°C 左（zuǒ）右，同時（shí）具有較強（qiáng）的（de）腐蝕性。當零件溫度（dù）在550°C 以上（shàng）時，足以使釩、鈉化台（tái）物處於（yú）熔化狀態，附著於零件表麵。當排（pái）氣閥在工作中時，因各種原（yuán）因使氣閥溫度達到550°C 以上時，使它以（yǐ）液態形式沉積在閥（fá）盤及閥座以及閥杆（gǎn）與閥麵的（de）過渡（dù）表麵上。這時即使是非常耐腐蝕的硬（yìng）質合金鋼（gāng）也會受到腐蝕，腐蝕結果是在密（mì）封（fēng）錐麵上形成凹坑，凹坑相（xiàng）連貫穿密封麵（miàn）後就會造成漏氣而燒（shāo）損氣閥。尤其是氣閥和閥座的密封麵出（chū）現前麵所（suǒ）述的麻點後，容易沉積腐蝕溶（róng）液，更加快（kuài）了凹坑的形成。由於上述（shù）腐蝕是高溫條件下（xià）產生的，所以稱之為“高溫腐蝕”。在上述高溫腐蝕的有害元素中以釩的危害性為最大。

4、氣閥的轉閥器失效。

燃用重油（yóu）的四衝程柴油機（jī）為了降低上（shàng）述第1、2、3項原因對氣閥壽命的影響，設計了排氣閥（fá）的轉動機構。使排氣閥每開（kāi）關一下都自動旋轉（zhuǎn）了一個角度，以此清除卡在密封（fēng）麵的顆粒（lì）和結碳，避免顆粒和（hé）結碳在排氣閥密封（fēng）麵的堆積（jī）。如果這個排氣（qì）閥的轉閥（fá）器失效，不（bú）能使排氣閥在工作（zuò）中保持不停地轉動，或（huò）轉動和氣閥的關閉行程不協調，將（jiāng）會使排氣閥很快燒（shāo）損，極大地（dì）縮短排（pái）氣閥的使用壽命。

5、氣閥的質量問題。

6、排氣閥和閥座研磨不良或者其它原因，使排氣閥與閥座的密封麵存（cún）在漏（lòu）氣（qì）。

7、氣（qì）閥間隙調整不當，間隙過小導致（zhì）排氣閥工作時無法關閉。

第5、6、7等原因屬於偶然因素，這裏略過不（bú）討論。

排氣閥工作（zuò）時的溫度分布如下圖6所示（shì）：

對容易發生（shēng）氣閥燒損的主機的改進措施：

• 針對具（jù）體機型及氣閥燒損的具體原因，以（yǐ）及船舶所配置的主機燃油輔助係統的情況，製定（dìng）相應的改進方案。這些改進包括硬件改進和管理上的改進。
• 安裝過濾精度10um的燃油自動反衝過濾器。重油中的氧化（huà）鋁、二氧化矽這些顆粒，是原油在提煉過（guò）程中，經二次催化裂化而大量帶入的。這（zhè）些顆粒不但是極硬的磨料，而且體積小，靠分油機難（nán）以排除。進入主機燃油係統（tǒng）後，這些顆粒會造（zào）成高壓油（yóu）泵柱（zhù）塞（sāi）、噴（pēn）油器針閥偶件和油嘴（zuǐ）噴孔的磨（mó）損，引起實（shí）際噴油推遲，燃油霧化質量差，造成主機燃燒（shāo）後移，排（pái）溫高（gāo）和功率（lǜ）下降。把燃油（yóu）濾器的絕對精度提高到10微米後，能把95%直徑（jìng）大於10um的有害氧化（huà）鋁、二氧化矽粒子有效過濾掉。從而（ér）解決了前麵所述的排氣閥燒損的第1項原（yuán）因的全部問題，以及第（dì）2項原因的大部分問題。並（bìng）同（tóng）時（shí）可以解（jiě）決柱（zhù）塞和針閥磨損引（yǐn）起的燃燒後移、排（pái）溫高、功率下降問題（tí）。

圖9 ↑ 磨損後（hòu）的（de）高壓油泵柱塞斜口和噴油（yóu）器的噴油孔

圖10 ↑ 噴油器噴口磨（mó）損後造成燃油（yóu）霧化形狀（zhuàng）改變而燒蝕了（le）缸蓋表麵

3、經過這些改進後，能使主（zhǔ）機的工況在較好的（de）狀態（tài）下長時間（jiān）保持，排氣閥的使用壽命最少延長一倍以上。能有效解決這類機型容易發生的（de）排溫高、功率（lǜ）下降和排氣閥（fá）燒損問題。