柴油机汽缸垫烧损故障排查

李娟

摘 要：柴油机汽缸垫烧损是常见故障，分析了汽缸垫烧损的原因，讲述了故障判断方法，并从维修角度强调了预防汽缸垫烧损的措施。

关键词：柴油机；汽缸垫；烧损；故障排查

中图分类号：219.07文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.03.036

有一台东方红802-A型履带拖拉机，在工作期间，连续冲坏汽缸垫，拖拉机被迫停车，进行检修。

1 故障原因解析

汽缸垫烧损的原因可能有以下几项：（1）汽缸盖螺栓拧緊力矩不够或紧固力矩不均匀，没有按拧紧次序拧紧，致使汽缸体和汽缸盖结合面压力不足，结合面密封性不好，高温高压气体从局部扭力较小的缝隙冲出而烧坏汽缸垫。（2）汽缸盖工作面、汽缸体上平面的平面度超限（汽缸盖工作面的平面度应在0.10 mm以内）。修理、更换零件时不注意检查，使缸盖或机体的结合平面翘曲变形，或有烧蚀、锈蚀、凹坑及麻点等，不能及时修整、磨削，使缸盖底面或机体顶面的平面度超过规定值。（3）汽缸套台肩高出机体平面超过允许值，缸盖螺栓的拧紧力全压在缸套台肩上，而水套及油道处的缸垫部分就压不紧，水套中的热水浸入缸垫，使缸垫冲毁。（4）汽缸垫质量差，如汽缸垫的铜皮厚度不够，内夹石棉厚度不够，汽缸口翻边宽度不够或制作粗糙等。（5）散热器常开锅，或散热器缺水后骤加冷却液，也将会烧损汽缸垫。

从烧损部位确定故障原因：（1）相邻两汽缸间烧损，则两汽缸压力不足，工作时冒烟，发动机无力。其原因是汽缸垫压紧力不足或不均匀，汽缸盖螺母松动，拧紧顺序不正确。（2）汽缸与水套间烧损，则水箱有气泡冒出，水位升高。其原因是汽缸盖与机体接合不严密，汽缸垫没有全部压实，缸盖或机体翘曲变形。（3）汽缸与润滑油孔间烧损，机油温度上升，送往配气机构的机油带泡沫。其原因是缸套凸出机体平面高度不够，或各缸凸出机体高度不一致。（4）汽缸与冷却水套、润滑油孔之间同时烧损，在水箱内漂有机油泡沫，油底壳有水，则是因为汽缸垫质量不好，铜皮过硬，有皱折或凹坑。（5）汽缸与大气相通部位烧损，如螺栓孔、缸垫边缘部位，漏气处有嗤嗤声，且有淡黄色泡沫，其原因是发动机温度过高。

我们根据上述故障的可能原因及判断方法，进行了逐一检查和询问，据维修工人反映，在拧紧汽缸盖螺栓时，都是按照说明书中规定的力矩和拧紧次序分3次拧紧的。此项不用怀疑。接着检查了汽缸盖的平面度，用标准平板放在汽缸盖平面上进行检查测量，结果发现汽缸盖的平面度超过了0.30 mm，这可能就是故障的根源，再查汽缸垫烧损的部位也证实了这一判断，其他项目也已检查或询问，均无问题。

当汽缸盖的平面度超过规定（规定为不超过0.15 mm），即翘曲量较大时，在缸盖螺母拧紧的情况下，缸盖压向汽缸垫的力不一样，有的位置压得很实，而有些位置不实，呈松弛状态。如果这些不实位置在缺口处，那么汽缸内的高压气体会将缸垫冲破，酿成故障。此时再换上一个新汽缸垫，当拧紧缸盖螺母后，缸盖压紧缸垫的不实之处的位置不会改变，故汽缸垫在较短时间还会冲坏，冲缸垫故障就会连续发生。

2 故障的排除

由于汽缸垫连续烧蚀是汽缸盖变形所致，因为汽缸盖变形后的维修需要专门的设备，当地不具备维修能力，只好更换了一个新的汽缸盖和缸垫。该拖拉机通过上述精心装配和调试，经过发动试车和工作几个班次下来，汽缸垫冲烧之故障得到了彻底排除。

3 避免缸垫烧损需注意事项

（1）在更换汽缸垫时，应在冷机时进行。新汽缸垫要保证与原汽缸垫的规格和厚度相同，表面应平整，包边贴合牢固，并且没有划痕、凹陷、折邹以及锈污等现象。安装时卷边的一面（反面）应朝向易修整的接触面或硬表面，一般汽缸盖与汽缸体均为铸铁时，卷边（反面）应朝向汽缸盖；若汽缸盖为铝合金，缸体为铸铁，卷边（反面）应朝向汽缸体，且定位孔应对准汽缸体的定位销。对一些高强化、大功率增压型进口柴油机，所使用的纯金属汽缸垫，安装时有记号（如TOP或UP）一面应朝向汽缸盖。另外，对重新使用的汽缸垫，因弹性降低以及变形等影响，其密封性能和使用性能将受到影响。所以一般情况下，汽缸垫不要重复使用。

（2）为保证汽缸体和汽缸盖接合面密封可靠，安装汽缸套时应检查汽缸套端面凸出汽缸体平面的高度是否符合要求。以X2105柴油机为例，此数值要求为0.1～0.18 mm。其它柴油机虽然要求数值各不相同，但大都不许超过0.20 mm。目的是使汽缸盖螺栓的大部分预紧力能有效地压在汽缸套的凸肩上。这样才能保证在均匀拧紧汽缸盖螺栓时，全部接合面上得到一致的密封性。使用中如果汽缸套装入汽缸体后凸出汽缸体平面的高度普遍不够，压不紧汽缸垫，或多缸柴油机中个别汽缸套凸出高度不够，就会产生顶住汽缸盖的现象，形成局部缝隙，高温燃气由此冲出会造成汽缸垫的烧损。调整后，在同一汽缸体平面上各汽缸套端面凸出汽缸体平面尺寸的差，以X2105柴油机为例，最好不要超过0.04 mm。

（3）在装复新汽缸盖时严格按照下列操作规定进行：①将新缸垫放在缸体平面上，缸垫、缸口上的翻边应朝上放置。②将新汽缸盖抬上，在螺柱上拧上所有螺母。汽缸盖用21个螺母通过缸盖螺柱紧固在机体上。③螺柱上的螺母用扭力扳手拧紧，标准力矩为（220±5）N·m，拧紧力矩不能过大，也不能过小。④在拧紧汽缸盖螺母时，不要一次拧紧，应分3次拧紧，拧紧力矩逐步增大至规定力矩，拧过3次后，最好再复查一边。