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气缸盖的常见缺陷与产生原因及其危害

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:气缸盖和机体一样,结构较复杂,工作条件相当恶劣,在高温高压下各部位热负荷极不均匀,易产生热应力。气缸盖常见的缺陷有:裂纹、平面翘曲、气门座圈与座圈孔配合松动、涡流室镶块与镶块孔配合松动等。3)在热车情况下拆卸气缸盖,从而使气缸盖产生变形。气门座圈松动后,使气门间隙发生变化,致使气缸漏气、压缩压力不足,柴油机功率下降,运转时产生明显的敲缸声。同时,镶块松动易研坏缸盖座孔,使缸盖提前报废。

气缸盖的常见缺陷与产生原因及其危害

气缸盖和机体一样,结构较复杂,工作条件相当恶劣,在高温高压下各部位热负荷极不均匀,易产生热应力。气缸盖常见的缺陷有:裂纹、平面翘曲、气门座圈与座圈孔配合松动、涡流室镶块与镶块孔配合松动等。

(1)气缸盖裂纹 气缸盖产生裂纹大多数是在进排气门座之间(俗称“鼻梁”)、燃烧室与气门之间,还有水套、水道和气门座圈孔、缸盖螺栓孔等处,如图7-5所示。产生裂纹的原因有以下几点:

1)柴油机缺水温度过高时,突然加入冷却液;或者在严冬季节先起动后加水,导致机体或缸盖产生裂纹。

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图7-5 气缸盖裂纹

2)在寒冷冬季,工作结束后忘记放掉冷却液,或未把冷却液放尽,冷却液结冰后将缸体或缸盖冻裂。

3)经常采用减压熄火方法,使气缸内在高温时突然进入大量冷空气,也会引起缸盖产生裂纹。

4)冷却液中水垢过多,散热不良,局部高温和交变热负荷引起缸盖产生裂纹。

5)有的部位水套过窄或拐角过小,冷热不均,塑性不一,易引起缸盖裂纹。

6)柴油机经常在超负荷和过热情况下作业,而导致产生裂纹。

当气缸盖产生裂纹后,压缩气体会向散热器窜气,冷却液易沸腾,或是冷却液窜入气缸内随气体排出,使柴油机起动困难、功率不足,甚至造成柴油机不能工作。

(2)气缸盖变形 气缸盖变形就是由于承受高温高压的作用,缸盖的金属组织发生变化,使表面变形。产生变形的原因有以下几点:

1)散热器“开锅”后,突然加入冷却液,使气缸盖热胀冷缩,金属收缩不均匀。

2)在上紧缸盖螺栓时,由于拧紧力矩不均匀或拧紧顺序不对,使气缸盖接合平面受力不均匀。

3)在热车情况下拆卸气缸盖,从而使气缸盖产生变形。

4)柴油机长时间超负荷工作,使缸盖承受很高的热负荷和机械负荷且各部位受热不匀,或者柴油机长期在过热的情况下工作,缸盖温度升高后存在较高的热应力,其材料的弹性极限下降,在内应力和外载荷的作用下,容易产生变形。(www.xing528.com)

5)保管与运输不当,使缸盖堆叠放置,致使缸盖长期受压而变形。

6)铸铁时效处理不充分,存在较大的残余内应力,造成缸盖平面翘曲变形。

7)风冷柴油机气缸盖系铝合金制造,膨胀系数过大,以致热变形过大,容易造成翘曲。

当气缸盖变形后,会引起气缸盖、气缸垫、气缸体三者接合不严密,缸垫不能密封燃烧室,气缸压缩比下降,工作无力,起动困难。严重时,高温高压气体冲出把缸垫烧损,或者是水套内的冷却液向气缸中渗漏。

(3)气门座圈与座圈孔配合松动 气门座圈与座圈孔配合松动的原因:①气门座圈材料质量差,金属组织发生变化;②维修时,扩铣气门座圈孔座的精度不够(圆柱度及圆度超限),表面粗糙度不合格等,使座圈镶入座孔后配合紧度不够,结合不牢,造成气门座圈变形,松脱;③多次拆装,使座圈孔磨损;④安装不当,使气门座圈边角被切割;⑤气缸盖变形或产生裂纹,导致气门座松动。

气门座圈松动后,使气门间隙发生变化,致使气缸漏气、压缩压力不足,柴油机功率下降,运转时产生明显的敲缸声。

(4)涡流室镶块与镶块孔配合松动、镶块产生裂纹 涡流室镶块松动或脱落的原因:

1)油门操作不当。经常轰油门,使柴油机供油量忽大忽小,转速则忽高忽低,作用于涡流室镶块上的内应力也时大时小,时间长后易造成涡流室镶块开裂、松动而脱落。

2)使用维修不当。①使用中在机温较高的情况下,更换冷却液,由于激冷激热,使镶块产生裂纹;或者是在严冬停机后,不等机温降低,就马上放开冷却液,由于机温与气温相差悬殊,引起镶块自行脱落。②散热器“开锅”骤加冷却液。③先将柴油机起动后再向冷却系统加入冷水。④镶块质量差,镶块与座孔加工精度达不到技术要求,圆度偏差较大,或过盈量小,配合不紧。⑤压装时强行敲击,使边缘拉丝而安装不紧。⑥镶块过厚,装入座孔后凸出气缸盖平面过高,活塞运动达到上止点时,其顶面与镶块相撞,造成松动而脱落。

涡流室镶块松动后对柴油机的危害:镶块松动后使主喷孔相对位移,会影响起动性能,致使柴油机起动困难。镶块与座孔之间产生积炭,使镶块散热不良,易于烧损。轻者,使镶块烧出裂纹、变形,主喷孔和起动喷孔被烧穿;重者,使镶块烧裂脱落,打坏活塞、缸套等零件。同时,镶块松动易研坏缸盖座孔,使缸盖提前报废。镶块产生裂纹的部位如图7-6所示。

(5)缸盖闷头损坏 缸盖闷头损坏或松脱的原因:①水套水垢结积过厚,引起腐蚀磨损,导致缸盖闷头损坏;②装配不当,闷头与缸盖座孔配合过松,加上频繁振动,使闷头松脱。闷头安装位置如图7-7所示。

缸盖闷头损坏,引起漏水,致使散热器水位下降。若是缸盖上面的闷头损坏,冷却液会从闷头漏出,经过推杆孔进入油底壳,使机油油面升高,容易引起“烧瓦”事故;若是缸盖上下的闷头损坏,会把散热器里的水漏掉。

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图7-6 涡流室镶块产生裂纹的部位

1—裂纹 2—主喷孔3—副喷孔

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