柴油机汽缸盖结构特点与常见损伤的检修

蓝 辉

(广西嘉德机械股份有限公司，广西 玉林 537000)

1柴油机汽缸盖的结构特点

在油田使用的某型中小型柴油机上，汽缸盖通过汽缸盖螺母以一定的转矩固定在汽缸缸体内，一般为120～140 nm。进口和出口占大多数空间，冷却水通道与电机块水道相连。

内侧是涡流腔，下面是涡流腔镶块。涡流腔通过大约40°左右的(中间)孔与汽缸相连。为改善启动性能，喷油嘴指向一个2 mm的锥形开口。

2柴油机汽缸盖的常见故障

2.1汽缸盖裂纹

一般情况下，在柴油机的2个排气阀之间最容易产生裂纹问题，另外在气阀座和喷油器以及缸盖底板上也极易产生裂纹。除此之外，气道、水道等裂纹出现概率也较高。当出现初始裂纹时，冷却水渗入排气的燃烧室系统进而产生白烟，当冷却水在燃烧室的时间较长时，就会随着温度的升高而导致其在水箱中形成气泡的状态并内窜，这时柴油机会功率下降，产生异响。当裂纹较为严重时，汽缸内会进入大量冷却水，这时机油就会变质，润滑作用下降，引起设备的异常磨损，甚至还会出现顶缸、拉缸事故。具体如图1所示，在图1中可以看到，柴油机汽缸盖裂纹的形成原因与材料与制造过程密切相关。

图1柴油机汽缸盖裂纹的形成原因总成

2.2汽缸盖漏水

柴油机汽缸盖结构复杂，在生产过程中需要用到工艺开口上的塞子，最常用于管道中的水堵。柴油发动机汽缸盖经常出现堵水、漏水和油嘴保护盖开裂漏水的现象。

裂隙层如2.1描述，不再重复。喷油器外壳渗漏可分为两种情况：当喷油器外壳上部发生渗漏时，油会变质，油位升高；当喷油器保护壳下部发生渗漏时，水进入汽缸，排出为白烟，直到顶缸事故发生。

无论是在什么时候，当柴油机缸盖出现漏水问题时，柴油机的其他部件就会因为供水不足而导致超温报警，严重情况下，机器热度过高，拉缸、爆缸事故就会极易发生。通常有以下几种漏水原因：

(1)水堵漏水。在漏水原因中，水堵漏水可能是因为其本身材质的问题；也有可能是因为安装不合格，没有压平导致的；同时也可能是密封不牢造成的，另外过盈量不合格，长时间承受高压荷载也会造成水堵漏水。(2)喷油器护套漏水。在喷油器护套漏水的原因分析中发现，由护套本身质量引起的漏水原因可分为两种，一是喷油器外壳在长期的腐蚀和穴蚀作用下形成了穿孔；另一方面是由于护套内部泄露引起的，当护套内部出现问题时，其泄露的物质就会流入汽缸盖，然后再经过回油孔，进入油箱。喷油器壳体外壁的密封问题，是由于密封圈尺寸过小，或缸套本身的密封圈尺寸过大，或缸盖喷油器外壁的安装孔不集中在壳体上，尺寸过大，造成水在喷油器壳体的O形圈上，渗入汽缸盖内，再由回油孔流入油底壳。

为了解决汽缸盖漏水问题，通常需要对水箱加压，若柴油机水箱液面高于汽缸盖，可利用液位不加压力，可采用下列诊断方法：

(1)首先通过观察判断水堵漏水情况；(2)如喷油器与喷油器护套之间有漏水现象，可认为是喷油器护套被腐蚀或出现凹陷所致；(3)当柴油机 汽缸盖上的喷油器护套和护套孔出现漏水问题时，则可以断定本次漏水是由喷油器密封造成的；(4)当缸盖的验火螺栓被拧开之后，然后盘车，如果验火孔内喷出谁来，就可以断定柴油机喷油器护套的下侧有问题；(5)当对柴油机漏水点进行确认之后，就可以进行下一环节的检查，这检查过程中要严格遵守相关标准制度，并根据故障的轻重选择合适的维修方法，如继续维护或者更换新零件等。

2.3气门座异常下陷、磨损

与其他部件相比，它们共同工作，相较其他部件更缺乏润滑。采用高速凸轮轴驱动，移动速度快，阀体高速运动，易磨损，又在高温下工作，工作环境十分恶劣。从而导致缸盖上气门座的压力异常和磨损故障。

图2气门座异常下陷、磨损后的气门

若气门座出现凹陷或磨损情况十分严重，例如柴油机转动或空转，可能会听到类似的嘶嘶声，这是气门座漏气导致的，为了确定具体故障原因，维修人员也可将气门拆下，以便观察。如图2所示。

若阀座的压力磨损异常，柴油机就不容易起动，功率不足。当油耗增大时，排气温度失效的原因大致可分为3个方面：

(1)气门、气座本身的原因是因为气门和气座的硬度不够。这一问题主要是因为相关零件在加工环节，使用材料质量不符合标准，热处理工艺不到位、材料使用错误导致的。使用这种零件，就很容易使阀座出现下降和磨损问题。(2)阀门和阀座的机械负荷太大。柴油发动机升程的限制，严重影响了气门的高速升程运动。各种冲击因素都会引起阀座异常下沉和磨损。如阀体偏心磨损，凸轮轴异常磨损，阀簧刚度过大，自由度过高等。(3)当热负荷超过气门和气门座所能承受的范围时，进出排气门尤其是排气门就需要承受柴油机工作过程中产生的高废影响(高温废气)，同时还要承受外部空气和冷却水的影响，在这两种问题影响下，它所承受的热负荷就会异常庞大，在这种压力下，相关材料的强度和耐磨性就会大大下降。一般来说，能够引起热负荷增大的原因主要有以下几个方面：柴油机超负荷运转；柴油机供油提前角过大；柴油机供油太晚排温升高等。

针对此类缺陷，可采用听诊法、曲轴箱出气量测量仪漏风法或直接拆卸后的目测法进行诊断。

3结语

汽缸盖不仅承载高温高压气体，而且还承载对紧固螺丝的预紧力。另外，汽缸盖热负荷大，底部温度分布极不均一。在缸盖上，变形和裂纹是常见的故障，充分认识柴油机汽缸盖变形、裂纹产生的原因，对提高柴油机性能有重要意义。