汽缸盖是柴油机重要部件之一,主要用来封闭汽缸,同时也是许多零部件的安装基体。汽缸盖在工作中不仅承受燃气的高温和高压作用,还要承受汽缸盖紧固螺栓的预紧力。另外,汽缸盖的热负荷十分严重,其底面的温度分布也极不均匀。变形和裂纹是汽缸盖的常见故障。了解变形及裂纹产生的原因,做好预防工作,及掌握柴油机汽缸盖变形及裂纹的修理方法,对提高柴油机的使用性能具有重要的意义。
1汽缸盖的结构特点
我们以295柴油机为例来说明汽缸盖的结构特点。汽缸盖是用螺栓紧固在机体上,汽缸盖内部除有与机体相通的水道外,还有进、排气道,并铸有涡流室。在涡流室底部镶有涡流室镶块,它的上面有一个倾斜40°的孔,使涡流室与汽缸相通。喷油器孔对应处有一个2mm的锥形孔,用以改善启动性能。汽缸盖上部平面倾斜5°以利于机油流向挺杆孔回到油底壳。
拧紧汽缸盖螺母时,应按由内到外的次序分几次均匀拧紧,以免造成汽缸盖变形、密封不良、漏气漏水,最后拧紧力矩为118~137N·m。由于柴油机热车后机件受热变形,所以在发动机磨合后,应再校核重拧一次,并需要重新调整一下气门间隙。
汽缸盖上镶有进、排气门座,气门与气门座经研磨膏配对研磨,不得互换。
2汽缸盖常见损伤
2.1汽缸盖裂纹
故障表现:汽缸盖的进、排气门座与汽缸盖壁之间有一狭窄处,该处在使用中最容易产生裂纹。汽缸盖有轻微裂纹时,排气管冒烟。裂纹逐渐扩展加大以后,向水箱里窜气,形成气泡。冷却水渗人汽缸内,使发动机不好启动,冒白烟,声音不好听,功率下降。
故障原因及预防措施:(1)设计强度不足。(2)汽缸垫没有很好安装在汽缸盖与汽缸体之间。由于孔的位置对的不准,降低了冷却水的流量,影响了冷却效果,使机温升高。所以,在安装汽缸垫时,一定要仔细检查对准孔位。孔位相差过多的缸垫不能使用。(3)使用中机温较高时,加人了冷却水。由于骤热骤冷引起裂纹。因此,在机温很高时不许向水箱骤加冷水。在操作方法上,严禁先启动发动机后加冷却水。(4)供油时间长期过晚,使发动机过热。因此,发觉供油时间不正常时就应调整过来。(5)经常使用硬水。由于硬水容易生成水垢,再加上不及时清洗冷却系统,使冷却系统的散热能力降低,易引起缸盖裂纹。所以,必须按技术要求使用软水,并及时清洗冷却系统。(6)经常使用减压机构来停车。用这种操作方法停车,使发动机在高温下吸入冷空气过多,导致汽缸盖突然冷却而开裂。所以,在一般情况下,不要使用减压机构来停车。
缸盖裂纹的检查方法:常用的有观察法、荧光探伤法、水压试验及磁力探伤法。
裂纹的修理:可用焊补或粘补修复。另外还可以采用综合修理法及用钳、焊、胶接等多种工艺修复。汽缸盖修复后要经过水压试验,在0.3~0.4MPa的压力下,3min不漏不渗为合格。检查平面的翘曲度不得大于0.15mm。汽缸盖平面翘曲度大于0.15mm时要进行铣削。将汽缸盖放在平面铣床上,铣平面,吃刀深度0.25mm,一次铣成。
2.2汽缸盖底平面翘曲变形
翘曲表现:汽缸体与汽缸盖平面度误差超限,将造成汽缸密封不严,漏水、漏气,造成压缩力不足,严重时将冲坏汽缸垫。
翘曲产生原因:柴油机在高温下工作时,突然冷却;装配时,没有按规定顺序、扭矩拧紧缸盖螺栓,或者拧紧力矩大小不等;汽缸盖的材质不符合要求;在热车状态下拆卸汽缸盖,将造成缸盖底平面翘曲变形。
缸盖与缸体接触平面的平面度的检查方法:将平尺放在缸盖平面上,用厚薄规测量缝隙的最大值即为平面的平面度。常见机型发动机汽缸盖的平面度的技术要求是:EQ6100-I型发动机缸盖在100mm长度内不大于0.03mm,在全长不大于0.10mm;跃进NJ130要求不大于0.10mm,柴油发动机一般要求不大于0.10~0.20mm。一般来说,压缩比较高的柴油机汽缸盖、纵向尺寸较短的汽缸盖平面度要求较高,反之则较低。
修理方法:(1)刮研法。刮削前先将汽缸盖和检验平台清洗干净。在检验平台的工作面上,涂上一层薄薄的红丹油或红印油,将汽缸盖轻轻地放在平面上,使汽缸盖平面和平台接触,并来回推磨3~5圈,最后取下汽缸盖,查看平面翘曲的突出部分(已显示出红丹油的印痕),然后用刮刀刮削印痕部分,重复多次,直到符合要求为止。刮削修复后的质量,一般是根据工作平面上印痕均匀分布的点数来检查。只要印痕点大小基本一致,且分布均匀,即认为质量良好。(2)互研法。在汽缸体与汽缸盖之间涂上研磨膏,直接进行研磨,是消除翘曲的一种方法。研磨前,先用棉纱或黄油将汽缸体和汽缸盖两平面上的水道和螺栓孔堵住,以免掉进磨料。然后将汽缸体固定在机座或木架上,使其平面处于水平位置。研磨时,先在汽缸体平面上薄薄地涂上一层磨料(一般由气门砂和机油调和而成)。再将汽缸盖平放在汽缸体上,使汽缸盖平面与汽缸体平面靠合,然后前后、左右推动缸盖,使两平面互相研磨。研磨10~20min后,将汽缸盖取下,清除旧磨料,涂以新磨料,继续进行研磨,直到汽缸体与汽缸盖平面上没有明显的黑色痕迹为止。