柴油机汽缸盖组件常见故障分析与排除

张娜娜

摘 要：对柴油机汽缸盖组件常见的变形、裂纹、缸垫烧损故障进行了分析，指出故障产生的原因，介绍了排除及预防方法。

关键词：柴油机;汽缸盖;故障分析;排除

中图分类号：S219.07文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.02.072

1 汽缸盖变形

汽缸盖变形，主要是指缸盖与缸体接触平面的平面度超差，将引起汽缸密封不严，漏水、漏气，造成压缩力不足，严重时将烧坏汽缸垫。

一台柴油机燃烧室密封不良，连续发生烧缸垫事故，且启动困难，达不到额定功率。起初，总认为是由于缸盖螺栓拧紧力矩不够或不均造成的，结果经仔细检查发现是由于汽缸盖平面发生翘曲变形引起的。拆卸汽缸盖检查，发现汽缸套高出汽缸体上平面过多，且各汽缸套高低不一，分析断定这是汽缸盖变形的主要原因。导致汽缸盖变形的原因还有：柴油机在高温下工作时，突然冷却;装配时，沒有按规定顺序、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检查方法是：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，在全长上平面度误差大于0.15 mm时就应修理。

汽缸盖变形可采取以下方法进行修复：（1）局部预热加压校正，并结合铲刮修复平面。当汽缸盖平面翘曲变形大于规定值时，可将汽缸盖放在专用的平台上，在汽缸盖平面两端与平板间垫上厚度约为变形量4倍的垫铁，使汽缸盖平面中间悬空。然后压紧螺栓，并用喷灯预热汽缸盖中部，使其温度达300～400 ℃，继续加压，使中间部位与基准面贴合，用锤子对汽缸盖加强肋敲击2～3次，停留5 min左右，将压板移到汽缸盖全长1/3处的两端，分别敲击。停留一段时间后，松开压紧装置，取出汽缸盖检查校正情况。若不符合技术要求，可结合铲刮来修整平面。（2）平面磨削法。将汽缸盖平面朝上，放在支承架上，校正水平后紧固好，进行磨削。（3）对于螺栓孔附近的凸起，可用油石或细砂轮推磨或用细锉修平。（4）汽缸套高出汽缸体上平面过多，一般是因为选配缸套不合适，或缸体与汽缸套台阶孔间严重积碳引起，应更换合适的缸套，或清理积碳;各汽缸套高出缸体上平面高度不一致时，要在过低的缸套台肩下加铜垫，使高出缸体上平面的高度一致。安装时，要注意按先中间，后对角线顺序，分2～3次拧紧汽缸盖螺栓。

2 汽缸垫烧损

汽缸垫是装在汽缸盖与机体结合面之间的弹性密封垫，其功用是防止发动机漏气、漏水。汽缸垫与高温、高压气体及冷却液直接接触，在拖拉机使用中很容易被烧蚀，特别是缸口卷边周围。当汽缸垫烧蚀后，汽缸盖底平面处会出现漏气、漏水现象;发动机过热，运转无力。

一台柴油机出现运转不稳，启动困难及功率明显下降的现象;怠速时，排气管有“突、突”的响声;同时，油底壳内润滑油面升高，散热器内有气泡出现，且在消音器口处有水珠出现，这是典型的汽缸垫烧损故障。检查故障原因时，发现汽缸盖和汽缸体平面均没有出现翘曲或凸凹不平现象，缸盖螺栓、螺母的拧紧力矩也符合要求，安装方向正确，汽缸垫厚薄均匀，厚度也符合要求。最后，发现个别汽缸套凸台高度不够，导致各汽缸高度不一;又由于汽缸体螺栓孔经长期使用造成锈蚀，使螺孔变浅，螺栓拧不到底，使得汽缸盖不能将缸垫压实，造成了缸垫烧损。检修时，可在凸台高度过低的汽缸套台阶下垫入铜质垫圈，检查缸套凸台高度基本一致后重新装复，故障即排除。

汽缸垫烧损后，应注意选择与柴油机规格配套且质量良好的汽缸垫。在无新汽缸垫更换的情况下，可将换下来的旧汽缸垫用火均匀烤热，使其内部材料（石棉）变得有些疏松，让其自然冷却后再安装。对于反正面都能安装且有卷边的汽缸垫，不要装反，并要使光滑的一面朝上。有安装标记的，应按标记方向安装。安装时要按规定的扭矩、拧紧次数和顺序将螺栓拧紧。经过一段时间使用后，应对汽缸盖螺栓再复查紧固一次。另外，还要定期清理螺孔杂物，保证缸盖、缸垫与缸体间的密封。使用中，要防止柴油机冷却系缺水造成工作温度过高，避免车辆长时间、低挡超负荷行驶。

3 汽缸盖有裂纹

汽缸盖出现裂纹时表现为，排气冒白烟，严重时排气中带有水;水箱内冒气泡，发动机工作不稳定，功率不足;油底壳机油油面增高，机油呈乳状。

汽缸盖产生裂纹的原因有：一是使用不当，如启动前忘了加水或水箱水位过低，发动机工作在高温时突然加入冷水。冬季气温很低时，停车后未放掉冷却水或未放净冷却水，这些都会使缸盖和缸体温度变化急剧而产生裂纹。二是安装不当，当缸套压入缸体不正，经长时间工作后易引起缸套裂缝以及缸套上部突出的凸肩截面圆角过小或是直角，或凸肩过高，因应力集中而导致缸套或缸盖裂纹。汽缸垫安装不正确或缸盖螺栓没按要求顺序拧紧。三是缸体或缸盖有砂孔或有裂纹。

预防和排除方法：在使用中，禁止不加冷却水启动发动机，环境温度低于零度时，工作结束并在水温降低后一定要把水箱、水套中的冷却水放净，对强制式冷却系，当发动机过热而水箱缺水时，应使发动机低速运转，待水温降低后，再缓缓加入冷却水;要使用软水，并定期清除冷却系水套中的水垢;发现有水进入油底壳或排气中带有水，就要拆下缸盖进行检查，找出漏水处并给予排除。当缸体或缸盖有轻微裂纹时，可送修理厂采用焊补法或无机粘结剂粘补。

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