發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體與氣缸蓋裂紋故障診斷與排除

12-05

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體與氣缸蓋容易產(chǎn)生裂紋的部位往往與他們的結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同形式的發(fā)動(dòng)機(jī)易出現(xiàn)裂紋的部分各自有它一定的規(guī)律性。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體與氣缸蓋一般是采用灰鑄鐵、合金鑄鐵及鋁合金鑄造的，它的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，其工作是在高溫、高壓、熱負(fù)荷和交變載荷下進(jìn)行的。因此氣缸體和氣缸蓋常出現(xiàn)砂眼和裂紋等現(xiàn)象。

氣缸體與氣缸蓋的裂紋故障現(xiàn)象

①發(fā)動(dòng)機(jī)排白煙。 ②怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，打開水箱蓋看到水箱冒氣泡 ③缸壓低。

氣缸體與氣缸蓋的裂紋故障原因

①氣缸體與氣缸蓋水套壁厚較薄。

②水垢集聚過多而散熱不良。

③缸體結(jié)冰凍裂、冷熱急劇變化、碰撞受振。

④鑄造時(shí)的殘余應(yīng)力影響。

⑤發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的慣性、熱應(yīng)力、氣缸體受交變應(yīng)力作用等原因，使水套壁產(chǎn)生裂紋。

⑥氣門座\氣缸套鑲配次數(shù)過多，壓配工藝不當(dāng)或過盈量過大

比如：缸蓋的排發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體與氣缸蓋容易產(chǎn)生裂紋的部位往往與他們的結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同形式的發(fā)動(dòng)機(jī)易出現(xiàn)裂紋的部分各自有它一定的規(guī)律性。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體與氣缸蓋一般是采用灰鑄鐵、合金鑄鐵及鋁合金鑄造的，它的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，其工作是在高溫、高壓、熱負(fù)荷和交變載荷下進(jìn)行的。因此氣缸體和氣缸蓋常出現(xiàn)砂眼和裂紋等現(xiàn)象。

氣缸體與氣缸蓋出現(xiàn)裂紋的原因有 :

( 1) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率大，轉(zhuǎn)速高，在高轉(zhuǎn)速時(shí) ，慣性力大，底板應(yīng)力大，易出現(xiàn)裂紋。

( 2) 氣缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各處壁厚不均衡，在一些薄弱部位，剛度低易出現(xiàn)裂紋。

( 3) 在高轉(zhuǎn)速時(shí) ，曲軸產(chǎn)生振動(dòng) ，增加了缸體的負(fù)荷，在薄弱部位發(fā)生裂紋。

( 4) 加工部位與未加工部位，壁厚不同部位的過渡處都將產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力集中與鑄造時(shí)的殘余內(nèi)應(yīng)力疊加時(shí) ，易產(chǎn)生裂紋。 ( 5) 使用不當(dāng) ，如發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在超負(fù)荷條件下工作，則缸體內(nèi)應(yīng)力過大，造成汽缸體裂紋比率大。

( 6) 在發(fā)動(dòng)機(jī)處于高溫狀態(tài)下突然加入冷水，造成氣缸體熱應(yīng)力過大，使氣缸體產(chǎn)生變形和裂紋。

( 7) 水套中水垢過厚，減小了冷卻水的通過，同時(shí)由于水垢?jìng)鳠嵝圆?，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能，特別是氣缸之間、氣門之間的水道阻塞后，嚴(yán)重影響它的散熱，使局部工作溫度升高，熱應(yīng)力過大，易出現(xiàn) 在嚴(yán)冬季節(jié) ，驟加高溫?zé)崴?。

( 9) 在修理作業(yè)中未能嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，如氣缸蓋螺栓未能按規(guī)定的順序和扭矩緊固，緊固力不均勻等，從而導(dǎo)致氣缸變形和螺栓孔附近產(chǎn)生裂紋。

氣缸體與氣缸蓋的裂紋故障診斷檢查與排除

氣缸體、氣缸蓋等零件的裂紋，通常采用水壓試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。

水壓試驗(yàn)法

試驗(yàn)方法是將氣缸蓋及襯墊裝在氣缸體上，將水壓機(jī)出水管接頭與氣缸前端連接好，并封閉所有水道，然后將水壓入缸體水套中，要求壓力為 30 ～ 40 k Pa ，保持 5 mi n ，如氣缸，氣缸蓋由里向外有水珠滲出，即表明該處有裂紋。

鑲換氣缸套、氣門座圈及氣門導(dǎo)管后應(yīng)再進(jìn)行一次水壓試驗(yàn)。在沒有水壓機(jī) 的情況下，可用自來水及氣泵將水注入氣缸體、氣缸水套內(nèi) 。

敲擊檢驗(yàn)法

另外，對(duì)缸體還可采取敲擊檢驗(yàn)方法。將氣缸體侵入煤油或柴油中片刻，取出后將表面擦干，撒上一層白堊粉，然后用小錘敲擊，在裂紋處會(huì)出現(xiàn) 油痕。此法適用于金屬疲勞裂紋的檢驗(yàn) 。 4 氣缸體與氣缸蓋裂紋的修理氣缸體、氣缸蓋裂紋與破裂的修理方法有粘結(jié) 、焊接和螺釘填補(bǔ)等。具體采用那種方法應(yīng)根據(jù)裂紋的大小、程度和部位未確定。

粘結(jié) 法

大部分裂紋可采用粘結(jié) 法修復(fù) 。常采用環(huán)氧樹脂粘結(jié) ，它具有粘結(jié)力強(qiáng) 、收縮性小、耐疲勞等優(yōu)點(diǎn) ，同時(shí)工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低。其主要缺點(diǎn)是不耐高溫，不耐沖擊等，而且在下一次所以，除了燃燒室、氣門座附近的高溫區(qū)以外，其余均可采用此法。對(duì) 于工作溫度較高的部位如燃燒室、氣門座附近在鑲氣門座與氣門導(dǎo)管前發(fā)現(xiàn)成孔有局部裂紋，可采用扣合鍵無機(jī)粘結(jié)劑法修理，它可以防止漏水，可承受 600 ℃的高溫，抗壓性能良好。對(duì)破洞和裂紋集中部位，可以采用補(bǔ)板加環(huán)氧樹脂粘結(jié)法修理。用螺釘固定補(bǔ)板，其間涂以環(huán)氧樹脂以保持其密封。

焊接法

焊接可分為冷焊和熱焊兩種。熱焊時(shí) ，將工件預(yù)熱到 600 ～ 700 ℃進(jìn)行焊接，焊縫金屬冷卻緩慢，零件冷卻時(shí)各處溫差小，不易形成較大內(nèi)應(yīng)力，防止了零件產(chǎn)生白口和裂紋。但是熱焊易產(chǎn)生變形和氧化比較嚴(yán)重，工藝復(fù)雜，工人勞動(dòng)條件差。冷焊一般不預(yù)熱，工藝順序是 : ①焊前準(zhǔn)備，徹底清潔油污水垢，檢查裂紋方向及起至點(diǎn)，用 215 mm鉆頭沿著裂紋鉆一排孔。注意排孔的起至點(diǎn)分別超出裂紋兩端 4～5 mm ，排孔深度為該處壁厚的 2/ 3 ，然后修整出 60°～70°的 V 型坡口，下部保持曲線形狀，坡口兩側(cè) 25 mm 以內(nèi)的表面用鋼絲刷或砂布打光。焊前清除坡口底部裂紋中殘留的油污水分并烘干。 ②焊接時(shí) ，用“小電流、分段、分層”錘擊，以減少焊接應(yīng)力和變形。采用直徑為 215 mm 的鑄 607 焊條，電流 90 A 且電流極性為直流反接。 ③焊接時(shí) ，應(yīng)在室內(nèi) 避風(fēng) 處進(jìn) 行，將工件稍加預(yù) 熱 ( 200～500 ℃) 后施焊，焊接效果更好。

堵漏劑堵漏法

堵漏劑是由水玻璃，無機(jī)聚沉劑、有機(jī)絮凝劑、無機(jī)填充劑和粘接劑等組成的膠狀液體，適用于鑄鐵或鋁缸體所出現(xiàn)的裂紋、砂眼等缺陷的堵漏。若裂紋寬度、砂眼孔徑超過013 mm 時(shí)最好不用這種方法修復(fù) 。堵漏劑堵塞裂紋適于細(xì)小裂紋或有微量滲漏時(shí)采用。裂紋長(zhǎng)度超過 40～50 mm 時(shí) ，可在裂紋兩端鉆 3～4 mm 的限制孔，并點(diǎn)焊或攻絲擰上螺絲，防止裂紋擴(kuò)展。同時(shí) ，每間隔 30 ～ 40 mm 鉆孔 (不鉆通) 點(diǎn)焊或攻絲擰上螺釘，避免工作中的振動(dòng) 使裂紋擴(kuò)展。