柴油機(jī)氣缸蓋的維修

韓偉華+陳中哲

氣缸蓋是柴油機(jī)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的鑄件，它與活塞和氣缸套構(gòu)成燃燒室。對于中小功率的柴油機(jī)來講，多缸機(jī)的缸蓋是將所有氣缸的缸蓋都鑄在一起成為一個統(tǒng)一的多缸機(jī)缸蓋，這樣結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。使用中氣缸蓋的損傷主要包括裂紋、磨損和變形。

一、氣缸蓋裂紋

氣缸蓋裂紋一般出現(xiàn)在氣門座圈周圍。如裂紋寬度不超過05 mm，仍可繼續(xù)使用。

1. 裂紋產(chǎn)生的原因

發(fā)生原因大多由于氣缸蓋處于高溫有關(guān)，具體原因如下。

（1） 氣缸墊沒有很好地安裝在氣缸蓋與氣缸體之間。其間的孔位沒有很好地對準(zhǔn)，降低了冷卻水的流量，從而影響冷卻效果，使冷卻水溫度很高，導(dǎo)致機(jī)體溫度升高。

（2） 使用中當(dāng)機(jī)器溫度較高的情況下，更換冷卻水，由于劇冷、劇熱，最易引起氣缸蓋裂紋的發(fā)生。因此必須注意在機(jī)溫很高時(shí)不許向發(fā)動機(jī)內(nèi)加入冷水。嚴(yán)禁先啟動發(fā)動機(jī)，再加入冷卻水。

（3） 產(chǎn)生裂紋部位的壁厚單薄，設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足。

（4） 經(jīng)常性供油時(shí)間太遲或過早，易使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生早燃和爆燃，從而導(dǎo)致氣缸蓋底面溫度升高。

（5） 產(chǎn)生裂紋的部位水道過窄或拐角過小，冷卻水循環(huán)緩慢，散熱不良，在冷熱不均時(shí)，膨脹不一致引起氣缸蓋裂紋。

（6） 冷卻水內(nèi)含堿性較大，水套內(nèi)易產(chǎn)生水垢而又沒有及時(shí)按規(guī)定保養(yǎng)。由于水垢等原因，更加降低了冷卻系統(tǒng)的效能，從而容易引起氣缸蓋裂紋。如氣缸蓋內(nèi)積1 mm厚的水垢，氣缸蓋底面的溫度約升高170 ℃。這樣就會引起局部更大的熱應(yīng)力集中，加速氣缸蓋裂紋的產(chǎn)生。

（7） 氣缸蓋或氣缸體在鑄造制成后，由于沒能很好地進(jìn)行時(shí)效處理，消除內(nèi)應(yīng)力，致使缸蓋和缸體內(nèi)部存在著很大的內(nèi)應(yīng)力，使氣門座之間部位產(chǎn)生裂紋。

2．氣缸蓋裂紋的檢查方法

用金屬物件輕輕敲擊，如發(fā)出的聲音不清脆而沙啞，則有裂紋。然后進(jìn)行仔細(xì)察看，找到裂紋的范圍。如還找不到可利用專門的設(shè)備進(jìn)行水壓試驗(yàn)，加壓后滲水的部位即為裂紋所在位置。如果沒有專門設(shè)備，可將75%的機(jī)油和25％的煤油混合液涂抹在待檢查的部位，然后用干棉絮將混合液擦掉，并立即涂上一層氧化鋅甲醇溶液，溶液改變顏色的地方即為裂紋所在地。

3. 氣缸蓋裂紋的修理

如果氣缸蓋裂紋程度較為嚴(yán)重，比如當(dāng)氣缸蓋的裂紋是裂穿性的，或者裂紋產(chǎn)生在關(guān)鍵部位以及裂紋程度較為嚴(yán)重，這些情況無疑都必須更換氣缸蓋；當(dāng)裂紋不嚴(yán)重或?yàn)榱藨?yīng)急或延長使用，可根據(jù)不同的場合選擇采用合適的方法進(jìn)行修理。

（1）無機(jī)黏結(jié)劑修補(bǔ)法：這是一種最方便的方法，由于無機(jī)黏結(jié)劑能夠長期在500 ℃高溫下工作，故可用于修補(bǔ)氣缸蓋底面的裂紋。

（2）焊修法。氣缸蓋的裂紋如發(fā)生在受力較大或溫度較高的部位，可采用焊修法修復(fù)。焊修法的最大優(yōu)點(diǎn)是接合強(qiáng)度較高。其工藝為：①在裂紋兩端鉆直徑為3～4 mm的止裂小孔，并將裂紋鑿成60°～70°的“V”型坡口，清理干凈，使之露出金屬光澤。②在室內(nèi)避風(fēng)處，用乙炔焊對焊縫施焊。

焊修法可分為冷焊和熱焊兩種。熱焊時(shí)，需將工件預(yù)熱到600～700 ℃再進(jìn)行焊接，這樣不易形成較大的內(nèi)應(yīng)力，可防止零件產(chǎn)生白口和裂紋。但熱焊易產(chǎn)生變形和氧化，且工藝復(fù)雜，勞動條件較差。冷焊一般不預(yù)熱。但冷焊的生產(chǎn)效率低，焊條的成本高，且冷焊的可靠性較低。

氣缸蓋裂紋修理后，應(yīng)對冷卻水腔進(jìn)行07 MPa的水壓試驗(yàn)，以檢驗(yàn)修理質(zhì)量。裂紋微小時(shí)采用銼刀、油石或風(fēng)砂輪等工具打磨裂紋處予以消除，經(jīng)無損探傷或水壓試驗(yàn)檢驗(yàn)合格后繼續(xù)使用。否則，繼續(xù)打磨、檢驗(yàn)。若裂紋深度達(dá)壁厚的3%以上時(shí)，停止打磨改用其他方法修理或報(bào)廢換新。

二、氣缸蓋變形

1.氣缸蓋變形的主要原因

氣缸蓋變形主要表現(xiàn)為氣缸蓋表面翹曲。其主要原因?yàn)椋?/p>

（1） 柴油機(jī)在較高的溫度下工作。

（2） 氣缸墊沖壞。

（3） 沒有按規(guī)定的順序和扭矩拆卸氣缸蓋。

（4） 沒有按規(guī)定的順序擰緊氣缸蓋螺母或擰緊時(shí)扭矩不均勻。

（5） 氣缸蓋在鑄造時(shí)存在殘余應(yīng)力。

（6） 裝配氣缸蓋時(shí)，螺栓扭緊力矩超過規(guī)定的最大值，使氣缸蓋螺孔周圍的金屬出現(xiàn)變形。

2.氣缸蓋變形的修理

（1）氣缸蓋平面在全長上的不平度不大于020～030 mm，或局部超出規(guī)定值時(shí)，可以采用刮研的方法修復(fù)。

（2）氣缸蓋平面不平度較大時(shí)，可以用局部預(yù)熱加壓，結(jié)合磨削和銑削的方法進(jìn)行修復(fù)。把平面翹曲度大于1 mm的氣缸蓋放在專用平板上，在氣缸蓋的兩端與平板之間墊入02～07 mm厚的舊鋸片，使氣缸蓋懸空，此時(shí)，使頂壓器“T”型槽壓緊螺釘一端套入平板的“T”型槽內(nèi)，用噴燈加熱氣缸蓋中段，使溫度升至300～400 ℃。然后緊固壓緊螺釘，使壓板平面緊壓在加熱段上，待氣缸蓋復(fù)原并靜止一段時(shí)間后，撤掉壓板，取出氣缸蓋，重新檢查平面不平度。如不符合要求，可進(jìn)行磨削和銑削，使之達(dá)到規(guī)定要求。

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