細說柴油機汽缸蓋與汽缸墊結構特點與使用維護

王忠音

摘要：汽缸蓋與汽缸墊結構相對簡單，使用維護不當也會影響柴油機的正常工作，降低使用性能。對汽缸蓋、汽缸墊的結構特點做了詳細的講解，提高人們的認識，以減少使用維修中的錯誤。

關鍵詞：柴油機；汽缸蓋；汽缸墊

中圖分類號：TK407文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.04.029

1汽缸蓋

汽缸蓋的作用是密封汽缸，并與活塞共同組成燃燒室。在汽缸蓋內有冷卻水腔，進、排氣道。汽缸蓋上裝有進、排氣門座圈，氣門、氣門彈簧，進、排氣管，搖臂及搖臂軸，噴油器，冷啟動預熱塞等。

柴油機的汽缸蓋是在很高的燃氣壓力和熱應力下工作的，同時承受缸蓋螺栓預緊力的作用。汽缸蓋應具有足夠的剛度與強度，以免翹曲變形，保證汽缸的密封。

柴油機汽缸蓋一般采用優(yōu)質鑄鐵制造。強化柴油機的汽缸蓋，為提高其耐熱強度而采用合金鑄鐵或高強度球墨鑄鐵制造。柴油機汽缸蓋一般采用整體式、分塊式和單體式三種結構。整體式具有結構緊湊，制造成本低的優(yōu)點，但由于其尺寸較長、剛度較差，易變形，在使用中易產(chǎn)生漏氣、漏水的故障，它適用于小型柴油機。分塊式和單體式即多缸一蓋和一缸一蓋結構，常用在缸徑較大的多缸柴油機中。有的柴油機采用整體式缸蓋，有的柴油機是三個汽缸用一個汽缸蓋，有的柴油機則是每兩個汽缸共用一個汽缸蓋，而WD615系列柴油機則采用一缸一蓋。

柴油機汽缸蓋上布置有缸蓋螺栓孔，冷卻水腔和通向搖臂支座的潤滑油道。這些孔道均與汽缸體上平面的孔道對應。噴油器斜裝在汽缸蓋上。每缸的進、排氣道分布在汽缸蓋的兩側。進氣道為螺旋式，它與花瓣形燃燒室配合，能形成良好的可燃混合氣。在氣道的出口處有進、排氣門座孔，進、排氣門導管孔對應于氣門導管孔的凹座，還有、排氣門彈簧座孔，以安放氣門彈簧。螺孔用以固定搖臂軸支座?；赜筒蹖⑵咨w上的機油經(jīng)氣門推桿孔引回油底殼，并潤滑各摩擦副的表面。

直接噴射式柴油機的噴油器頭部熱負荷較重，容易致使針閥卡住，影響柴油機的工作可靠性。為加強噴油器冷卻，YC6110Q型柴油機等采用濕式噴油器套。該套用黃銅制造，并壓入帶淺螺線槽的孔內，然后將其擴張，達到固定和密封的目的。為了保證進、排氣道和噴油器之間的三角區(qū)（俗稱鼻梁區(qū)）得到充分冷卻，設計有噴水管將冷卻水直接引向三角區(qū)。在排氣道下面還鉆有一個較小的水孔，補充冷卻溫度較高的排氣道區(qū)域。

為保證汽缸可靠的密封，缸蓋螺栓采用了鎖緊措施：①頂塊結構。缸蓋螺栓端部加工一頂塊，螺栓旋入后其下端面與螺孔底部接觸，螺紋表面產(chǎn)生擠壓應力，達到鎖緊。②過盈配合。螺紋依靠缸蓋螺栓與汽缸體螺孔的過盈配合，將汽缸蓋緊固在汽缸體上。該方法結構簡單，但零件加工與裝配的要求嚴格。若過盈量過大，會引起螺紋擠死，甚至將汽缸體螺孔撐裂；反之，又會產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。③止推臺階，擰入汽缸體時螺孔上端面則與凸臺下平面接觸，使缸蓋螺栓產(chǎn)生拉應力，將螺栓鎖緊。該方法的特點是裝配方便，工作可靠。但對臺階接觸平面與螺栓中心線的垂直度要求嚴格。

裝配柴油機時，不僅對缸蓋螺栓的擰緊力矩有明確要求，而且對擰緊順序（由中間向兩端對稱交叉地進行）及擰緊次數(shù)（2～3次）作了具體規(guī)定，以免缸蓋變形，保證缸蓋與缸體貼合良好，使汽缸密封可靠。

YC6105QC型柴油機采用前后缸蓋通用的方案，因此前后缸蓋分別設有支撐板。為了保證支撐板和前后缸蓋交接處受力均勻，在3個交接處設置了斜面墊片。前后斜面墊片上方裝有吊耳，在缸蓋螺栓擰緊后可用來起吊柴油機。

汽缸蓋的主要損傷是變形和裂紋。造成汽缸蓋變形的原因有，柴油機在高溫下工作時，突然冷卻；裝配時，沒有按規(guī)定順序、扭矩擰緊缸蓋螺栓，或者擰緊力矩大小不等；在熱車狀態(tài)下拆卸汽缸蓋，將造成缸蓋底平面翹曲變形。汽缸蓋裂紋主要是熱脹冷縮造成的，如發(fā)動機過熱的情況下驟加冷卻水。

預防汽缸蓋損傷的發(fā)生，在使用中要正確調整供油提前角和噴油壓力，保證良好的燃燒條件；避免長時間超負荷作業(yè)，保證發(fā)動機在正常的冷卻水溫下工作，以防汽缸蓋下平面溫升過高。因缺水使水溫過高時不得驟加冷水，須怠速運轉一定時間水溫降低后，再徐徐加水，最好加溫水。冬季啟動時應先加熱水預溫，不得啟動后再加冷水；冬季在熱車情況下不得立即放冷卻水，以防產(chǎn)生內應力，留下暗傷。

2汽缸墊

汽缸墊被壓裝在汽缸蓋底面與汽缸體上端面之間，其功用是嚴密封閉燃燒室，防止燃氣外逸和冷卻水滲入。汽缸墊主要有以下三種：①金屬—石棉墊，內填石棉（常摻入銅屑或銅絲，以加強導熱性，平衡缸體和缸蓋的溫度），外包銅皮或鋼皮，且在缸口、水孔、油道口周圍卷邊加固，有很好的彈性和耐熱性，能重復使用，但厚度和質量的均一性較差。②金屬骨架—石棉墊，這種汽缸墊彈性更好，但易粘接，一般只能使用一次。③純金屬墊，某些強化程度較高的發(fā)動機，采用純金屬汽缸墊，對汽缸蓋和汽缸體接合面要求有較高的加工精度。

汽缸墊在使用中主要損傷就是燒蝕。燒蝕的原因主要是汽缸蓋平面翹曲變形、缸套突出機體的高度過高或過低、汽缸蓋螺栓擰緊力矩不足等造成缸蓋無法壓實缸墊，使燃燒氣體沖出燒壞汽缸墊。因此在維修中要認真檢測汽缸蓋和汽缸體的平面度。拆卸汽缸蓋時要在發(fā)動機冷態(tài)下進行，嚴禁熱機拆卸，以防汽缸蓋翹曲變形； 拆裝汽缸蓋螺栓時，要嚴格按要求的順序擰松螺栓。