苗 瑾

（浙江大学 杭州）

一、概述

山西金驹煤电化股份有限公司成立于1991年，以电力生产和热力供应为主。公司坚持“绿色发展、循环发展、低碳发展”理念，形成了以瓦斯发电为特色的电力产业格局。公司燃气发电总装机容量199 MW，总共安装燃气发电设备102台，其中97台选用美国卡特彼勒公司生产的G3520燃气发电机组，经过8年与卡特彼勒公司友好合作，使瓦斯发电技术在公司得到了广泛应用，累计发电888 834.26万千瓦时，累计利用瓦斯263 748万立方米，相当于减排二氧化碳3955万吨。

G3520燃气发电机组采用柴油机的设计结构，属往复式活塞内燃机。G3520燃气发动机共有20个气缸，60°角V形布置，每个气缸上面对应一组双进双排4气门配气机构，活塞在气缸中作直线往复运动，往复运动的活塞通过曲柄连杆机构使往复运动转变为旋转运动，从而带动发电机发电（图1）。

二、调整气门间隙的目的

机组运行一段时间后，气门间隙会发生一定的变化，定期对气门间隙检查，可以了解气门间隙的变化趋势，避免了因气门间隙过大或过小对机组的影响，确保了机组安全稳定运行，延长了机组的使用寿命。根据G3520燃气发动机《操作和保养》手册，机组每运行1000 h对气门间隙进行检查和调整。

图1 G3520燃气发动机气缸排列顺序图

三、理解气门间隙的实质

1.影响气门间隙的原因

气门间隙是为了保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件之间留有适当的间隙，这一间隙称为气门间隙。如果冷态时无气门间隙，发动机工作时，气门及其传动件因温度升高而膨胀，势必会引起气门关闭不严，造成气门烧蚀及功率下降。另外，气门间隙也不能过大或过小，如果气门间隙过大，发动机工作时，凸轮轴用于使气门打开的凸轮升程较小，将影响气门的开度，造成发动机吸气、排气不畅，功率下降，缩短发动机的使用寿命，同时在气门开启时产生较大的冲击响声。如果气门间隙过小，发动机工作时由于传动件受热膨胀，会使气门处于打开状态，造成漏气、功率下降以至于启动困难。

2.配气系统中气门的作用

配气系统的作用是根据发动机每一气缸内进行的工作循环顺序，定时地开启和关闭各气缸的进排气门，保证进入气缸的空气和燃气的进气流量和发动机运行期间排出气缸的废气流量（图 2）。

当凸轮轴转动时，凸轮凸角带动凸轮挺柱和推杆上下移动，推杆带动摇臂，摇臂的移动带动气门横梁上下移动，气门横梁可同时控制两个气门，当凸轮挺柱向下移动时，阀门弹簧把阀门关闭，发动机运行时，气门转动体使阀门转动，阀门的转动使阀门上的积碳减到最低。

图2 配气系统图

四、调整气门间隙的步骤

1.测定1号缸活塞上止点的位置

从飞轮壳右前方拆掉盖子和插拴，拆除正时螺栓并插入飞轮壳的正时孔中，用盘车工具按照发动机运行的方向来转动飞轮，直到正时螺栓和飞轮孔相咬合。

拆掉1号气缸缸盖的气门罩盖，判断1号活塞处于压缩冲程或排气冲程，如果摇臂可以用手移动，说明进气门和排气门都是完全关闭的，则1号活塞处于压缩冲程；如果摇臂不能移动，且气门有少许打开，则1号活塞处于排气冲程。根据1号活塞的位置，检查所对应其他缸进排气门的间隙，见表1。

2.检查气门间隙

确定1号活塞处于的位置，用厚薄规测量摇臂与气门横梁之间的气门间隙，如果气门间隙在允许范围内，就没必要进行调整，如果气门间隙超出范围，必须先调整气门横梁，再调整气门间隙，见表2。

表1 与1号缸位置所对应的缸号

表2 G3520气门间隙范围

3.气门横梁调整

松开锁紧螺母和调节螺栓，在和气门横梁的接触点的位置向下压摇臂，顺时针转动调节螺栓，直到螺栓刚好和气门杆接触上。拧紧调节螺栓，需额外多拧25±5°。保持调节螺栓的位置，拧紧锁紧螺母，扭力达到30±4 N·m（图 3）。

4.气门间隙调整

在进行调整之前，用橡皮锤轻轻敲击摇臂顶部的调节螺栓，这样能使挺杆磙子紧座在凸轮轴上，松掉锁紧螺母和调节螺栓，在摇臂和气门横梁的接触面上插入适当的厚薄规，保持调节螺栓的位置，拧紧锁紧螺母，达到 70±15 N·m（图 4）。

5.注意事项

气门间隙在机组冷态下进行检查和调整,调整气门间隙时，正时螺栓安装在飞轮正时孔中，先调整气门横梁，再调整气门间隙。调整后的气门间隙要进行复查，以防调整过程中出错，并做好气门间隙调整的记录，以便与下次测量的数据进行比对。

五、结论

通过定期对卡特彼勒机组气门间隙的检查和调整，确保了机组的安全稳定运行，机组的有效利用率提高，给公司创造了更多价值。

图3 调整气门横梁图

图4 调整气门间隙图