柴油機(jī)汽缸套支承肩斷裂原因分析

黃國(guó)麗

摘 要：柴油機(jī)汽缸套技術(shù)狀態(tài)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保性。主要針對(duì)柴油機(jī)汽缸套支承肩斷裂原因，從安裝、材質(zhì)及設(shè)計(jì)、調(diào)整使用等方面進(jìn)行了分析，以提醒使用維修人員工作中注意預(yù)防。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；汽缸套；支承肩斷裂

中圖分類(lèi)號(hào)：S219.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.032

汽缸套是柴油機(jī)核心部件之一，與缸蓋、活塞共同構(gòu)成燃燒室，是燃料燃燒的場(chǎng)所，又為活塞運(yùn)動(dòng)做功場(chǎng)所，完成熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。汽缸套工作環(huán)境惡劣，與高溫高壓燃?xì)庵苯咏佑|，承受著較大的熱應(yīng)力，還要承受活塞的側(cè)推力和撞擊力，以及滑動(dòng)摩擦力、彎曲應(yīng)力等，這些因素導(dǎo)致汽缸套失效，其中支承肩斷裂便是常見(jiàn)的故障之一。汽缸套支承肩斷裂后，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，失去支承肩的汽缸套在高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞和活塞環(huán)的作用下逐漸整體下行，當(dāng)?shù)谝坏阑钊h(huán)上行越過(guò)缸套斷裂部位后，再次下行時(shí)，受到缸套的卡滯，便會(huì)發(fā)生活塞、活塞環(huán)、連桿、機(jī)體等零部件失效的嚴(yán)重后果。汽缸套支承肩斷裂的原因，大體有安裝技術(shù)、零件加工質(zhì)量和使用調(diào)整等方面。

1 安裝問(wèn)題

（1）缸套與機(jī)體座孔支承面清洗不干凈。如果機(jī)體座孔支承面上有0.1 mm左右的污物，就埋下隱患，缸套裝不到底，若強(qiáng)行壓緊，缸套將產(chǎn)生內(nèi)傷導(dǎo)致支承肩斷裂；壓裝缸套未用專用工具，進(jìn)行不合理敲擊也會(huì)導(dǎo)致支承肩斷裂。

（2）缸套支承肩與機(jī)體止口接觸面涂抹密封膠。由于涂膠的厚度、均勻程度無(wú)法滿足裝配工藝標(biāo)準(zhǔn)，致使支承肩高出量達(dá)不到要求，在擰緊缸蓋螺栓時(shí)，支承肩受力過(guò)大，整體受力不均勻，從而引起支承肩斷裂。缸蓋固定緊固螺栓用力不均或一次性上緊，導(dǎo)致缸蓋壓緊力達(dá)不到要求（過(guò)松或過(guò)緊），易使缸套開(kāi)裂。

（3）新?lián)Q的缸套或機(jī)體正式安裝前，應(yīng)不帶封水圈進(jìn)行試裝，檢查是否有異?，F(xiàn)象，如配合松緊問(wèn)題、高低問(wèn)題等。如果缸套不能靈活自由地落入座孔，缸套上端面高于機(jī)體平面超過(guò)0.18 mm，缸套就有斷裂的可能。

（4）有些維修人員在安裝汽缸套和汽缸墊時(shí)，往往不注意檢查它們的主要尺寸和適用的機(jī)型，以致錯(cuò)裝了其它型號(hào)柴油機(jī)的汽缸套或汽缸墊，使汽缸蓋經(jīng)汽缸墊缸口壓在汽缸套凸臺(tái)上，同樣造成汽缸套支承肩裂紋或斷裂。如安裝異型缸墊， S1100柴油機(jī)缸套上端面帶有封火環(huán)，有的機(jī)手不小心誤裝了S195的缸墊；同樣CC195柴油機(jī)缸套上端面也帶有封火環(huán)，如誤裝S195缸墊，必然造成汽缸套支承肩斷裂。

（5）缸套封水圈過(guò)粗，安裝時(shí)易將封水圈切壞，切下的膠塊會(huì)墊在機(jī)體座孔支承面上，引起缸套斷裂。為了防止汽缸套臺(tái)肩在擰緊汽缸蓋時(shí)被壓斷，在安裝汽缸套時(shí)，應(yīng)先不裝防水橡皮圈，將缸套擦干凈后放入機(jī)體內(nèi)，測(cè)量汽缸套高出機(jī)體平面的尺寸，如過(guò)高，可對(duì)機(jī)體臺(tái)肩平面進(jìn)行銑削，增加臺(tái)肩深度。

（6）發(fā)動(dòng)機(jī)在之前的維修中（更換汽缸套），缸體止口處受到損傷，平面度達(dá)不到要求，未進(jìn)行修復(fù)直接安裝汽缸套，支承肩與止口表面不能完全接觸，壓緊缸套后引起支承肩斷裂。

2 材質(zhì)及設(shè)計(jì)問(wèn)題

（1）汽缸套在鑄造過(guò)程中化學(xué)成分控制不嚴(yán)、金相組織達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)引起支承肩發(fā)生斷裂。

（2）汽缸套材質(zhì)強(qiáng)度與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)不匹配，則會(huì)由于汽缸套強(qiáng)度不夠，發(fā)生汽缸套斷裂。

（3）柴油機(jī)型號(hào)較多，對(duì)缸套的設(shè)計(jì)各不相同，根據(jù)缸套斷裂的實(shí)例，我們發(fā)現(xiàn)缸套臺(tái)階越厚，斷裂的可能性越小，反之越大。缸套臺(tái)肩切槽應(yīng)該為圓角，加工后如果沒(méi)有圓角，就易引起應(yīng)力集中，致使缸套出現(xiàn)裂紋。

3 調(diào)整使用問(wèn)題

（1）汽缸套位置調(diào)整不當(dāng)，對(duì)缸套斷裂有直接影響。汽缸套的支承肩與汽缸體的上部定位凸緣之間的配合間隙過(guò)大，使汽缸套的振動(dòng)頻率和振幅增大，而發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞的橫向擺動(dòng)也會(huì)引起汽缸套的振動(dòng)，時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致汽缸套支承肩斷裂。

（2）經(jīng)常猛轟油門(mén)，經(jīng)常超負(fù)荷作業(yè)，空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速過(guò)高、供油時(shí)間過(guò)早或因冷卻水短缺等，會(huì)造成柴油機(jī)過(guò)熱，可導(dǎo)致缸套斷裂。

（3）使用劣質(zhì)燃油，積碳過(guò)多，造成活塞環(huán)在汽缸套中漲死，引起汽缸套支承肩斷裂。

4 零件質(zhì)量問(wèn)題

缸套與機(jī)體座孔的加工質(zhì)量對(duì)缸套斷裂影響很大。若缸套質(zhì)量不合格，只會(huì)損壞一個(gè)缸套；若機(jī)體質(zhì)量不合格，會(huì)接連損壞缸套。下面有這樣一些實(shí)例：（1）缸套安裝后，上端面應(yīng)高出機(jī)體平面0.04～0.17 mm。有一缸套安裝后高出機(jī)體平面0.25 mm，結(jié)果發(fā)生缸套支承肩斷裂。（2）一臺(tái)S195柴油機(jī)新機(jī)體，缸套支承面呈傾斜狀態(tài)，兩個(gè)月?lián)Q了3個(gè)缸套。經(jīng)過(guò)仔細(xì)刮研，找正支承面，缸套不再發(fā)生斷裂。（3）一新機(jī)體，缸套不加封水圈試裝時(shí)，必須對(duì)缸套施加壓力才能到位，壓入后又難以拔出。經(jīng)檢查在封水圈的部分產(chǎn)生變形，以致使用一個(gè)月就斷一個(gè)缸套。（4）一臺(tái)S1100機(jī)體在鏜削缸套座孔時(shí)，缸蓋螺栓孔的加強(qiáng)部分出現(xiàn)拉刀現(xiàn)象，缸套安裝后受擠壓，一年中引起兩個(gè)缸套斷裂。（5）一臺(tái)S1100柴油機(jī)的機(jī)體，半年斷缸套兩個(gè)。經(jīng)檢查缸套安裝后上部還有擺動(dòng)。最后用0.1 mm的薄銅皮墊在缸套上端的周?chē)?，使缸套定位安裝后，再未發(fā)生缸套斷裂。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽缸套在使用過(guò)程中出現(xiàn)支承肩退刀槽處斷裂是由多方面的原因引起的。雖然是正常現(xiàn)象，但如果能夠?qū)Ξa(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造、裝配使用和維護(hù)保養(yǎng)等各方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制，就可以最大程度減少此現(xiàn)象的發(fā)生。endprint