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由于柴油機工作相對粗暴、噪聲大、氣缸墊輕微燒損不易察覺,難以判斷,致使氣缸墊更換不及時或屢換屢燒,造成氣缸套變形,密封阻水圈損壞以及缸蓋和缸體之間過梁處受高溫高壓氣體的沖擊,導致嚴重燒蝕溝痕,致使維修困難以及機件報廢的現(xiàn)象比較普遍。特別是壓縮比大、高增壓的進口發(fā)動機更為突出,嚴重地影響了工程機械的使用經濟性及可靠性。本文通過對柴油機氣缸墊燒損的現(xiàn)象及原因分析,介紹氣缸墊燒損的判斷方法及延長其使用壽命的措施。
1 汽缸墊燒損的特點、現(xiàn)象及判斷
1.1相鄰兩缸過梁處燒損
現(xiàn)象:發(fā)動機運轉中動力突然下降,轉速明顯降低;機體抖動嚴重且排氣管有輕微放炮現(xiàn)象;發(fā)動機息火后起動困難或怠速極不穩(wěn)定。
判斷:使發(fā)動機在怠速稍高狀態(tài)運轉,然后分別拆下相鄰兩缸噴油器高壓油管試聽,若發(fā)動機轉速和抖振無明顯變化,且排氣管放炮明顯減弱或消失,則可初步判斷該相鄰兩缸過梁處氣缸墊燒毀。為進一步判斷其準確性,可拆下相鄰兩缸的噴油器。取一根塑料軟管插入噴油器孔中,然后吸一口煙,沿著軟管猛吹入缸內,若在另一噴油器孔中有煙冒出,則表明此相鄰兩缸氣缸墊燒損嚴重。
1.2氣缸口與冷卻水道之間燒損
現(xiàn)象:發(fā)動機運轉時,水溫突然升高,且轉速沉悶,動力下降,冷卻水消耗過快;排氣管有水氣排出,特別是怠速運轉時,排出的廢氣呈淡黃色;曲軸箱潤滑油平面升高,潤滑油乳化現(xiàn)象嚴重;散熱器加水口處有銹跡。若燒損嚴重時,大量的冷卻水會進入氣缸,造成發(fā)動機無法起動。
判斷:將散熱器加滿水,起動發(fā)動機并突然加速,觀察散熱器加水口,若此時有水泡出現(xiàn),冷卻水外竄,則表明氣缸墊燒損,為進一步判斷燒損部位,可拆下發(fā)動機進氣管,起動發(fā)動機,用棉紗等物分別堵塞各缸進氣口進行加速試驗。若在加速的同時散熱加水口處水泡或冷卻水外竄現(xiàn)象減弱或消失,則表明此缸氣缸墊燒壞。
1.3氣缸口與潤滑油道之間燒損
現(xiàn)象:機油壓力不穩(wěn)定以及油溫升高過快;潤滑油中有氣泡,顏色變淺并有柴油味,潤滑油氧化變質的速度以及消耗過快;柴油機低溫時,排氣管有大量的藍煙排出。
判斷:起動發(fā)動機、使轉速突然升高,觀察機油壓力表、若機油壓力不穩(wěn)定且指針嚴重抖動,則表明氣缸墊燒損。為進一步判斷燒損部位,可起動發(fā)動機至中、高速,分別拆下各缸噴油器試驗,若從某缸噴油器孔內有機油噴出,則表明該缸與潤滑油道間氣缸墊燒損。
1.4氣缸口與氣墊邊緣之間燒損
現(xiàn)象:燒損輕微時,表現(xiàn)為發(fā)動機動力下降,加速遲緩,特別是大負荷時尤為明顯,怠速時轉速不穩(wěn)定且機體抖動嚴重:燒損嚴重時,在氣缸的中上部能聽出有節(jié)奏的“嚓”“嚓”聲。
判斷:氣缸墊燒損往往發(fā)生在機體溫度較高處(排氣管一側較多)。在燒損部位一般有明顯的被液體沖刷的痕跡,同時發(fā)動機運轉時會出現(xiàn)黃色氣泡。為準確判斷燒損部位,可起動柴油機至響聲明顯,分別拆下各缸高壓油管,若某缸在拆下油管的同時,響聲下降或消失,則可判定此缸氣缸墊燒損;若燒損輕微,不易判斷時,可在缸蓋與缸體接縫外均勻涂些機油,若有氣泡出現(xiàn),則表明此處氣缸墊燒損。
1.5氣缸口與氣缸蓋螺栓孔之間燒損
現(xiàn)象:發(fā)動機怠速不穩(wěn);氣門罩蓋處有輕微的“嚓,嚓”聲;氣缸螺栓(母)經常松動。
判斷:若發(fā)動機運轉時,氣缸螺栓(母)經常松動,且觀察到氣缸蓋上螺栓孔周圍及螺栓上有積炭沉積,則表明此處氣缸墊燒損。若燒損較輕,難以判斷時,可在螺栓孔周圍均勻涂上機油,起動發(fā)動機并突然加速,若有氣泡出現(xiàn),則表明此處氣缸墊燒損。
在實際工作中,氣缸墊燒損的部位往往不是單一出現(xiàn),其特點及現(xiàn)象也是多種多樣的,應根據實際情況,進行綜合分析,以便快速準確判斷燒損部位。
2 引起汽缸墊燒損的主要原因
(1)氣缸墊螺栓松動、擰緊力不均或緊定方法不正確;
(2)缸蓋翹曲變形以及缸體不平度過大;
(3)氣缸墊使用過久、彈性不足、質量差、裝配不合理;
(4)噴油正時過早;燃燒室積炭嚴重;柴油選用不當;
(5)使用不當,如經常空負荷急加速,高溫頻繁熄火等;
(6)柴油機維修、裝配質量差等。
3 預防柴油機汽缸墊燒損的措施
3.1提高發(fā)動機維修裝配質量
經調查和檢驗發(fā)現(xiàn),發(fā)動機修配質量差,是造成氣缸墊燒損的主要因素。為此修配發(fā)動機時,應做好以下幾點:
3.1.1正確裝配氣缸套
氣缸套裝入氣缸前,應徹底清除缸套外表面、缸體座孔上下凸肩處內污物和銹跡,做好氣缸套與缸體座孔的試配工作。試配時(不裝阻水圈)缸套在缸體座孔內轉動應靈活,無卡滯現(xiàn)象;徑向晃動應無明顯的間隙感覺;氣缸套上平面與缸體上平面的差值,以及同一缸蓋下各氣缸套之間的高度差必須符合規(guī)定要求(如表1),如不合適應在缸套凸肩與缸體座之間用墊片調整。氣缸套壓裝過程中,應用專用工具壓裝,且用力要均勻;嚴禁在缸套上平面猛打猛敲,以防造成缸口局部變形。
表1柴油機氣缸與缸體裝配標準
3.1.2加強氣缸蓋、氣缸體不平度的檢驗
氣缸蓋翹曲變形或缸體不平度不符合要求,是造成氣缸墊屢燒的因素。所以在二、三級保養(yǎng)、大修以及更換燒損的氣缸墊時,均應對其檢查。其一般標準為:整體式氣缸墊,在300mm長度范圍內不平度不大于0.10mm;分開式氣缸蓋,在整個長度范圍內不大于0.15mm。氣缸體長度小于600mm的,其不平度不大于0.05mm,長度大于600mm的,其不平度不大于0.10mm。對不平度超出規(guī)定要求的氣缸蓋及缸體,應進行修整以達到技術要求。修整后的氣缸蓋及氣缸套上平面高出缸體凸出量應符合要求,否則應進行調整。
3.1.3正確拆裝氣缸蓋
氣缸蓋拆裝是否正確,是延長氣缸墊使用壽命,防止氣缸蓋變形的重要保證。為此應注意以下幾點。
(1)拆卸氣缸蓋時應在冷機狀態(tài)下進行,嚴禁熱機拆卸,以防翹變形。拆卸時應從兩邊向中間對稱分多次逐漸松開。若氣缸蓋與缸體結合牢固,取下困難時,嚴禁用金屬物敲擊氣缸蓋或用尖銳硬器楔入縫口硬撬(有效的方法可用起動機帶動曲軸旋轉,氣缸內產生的高壓氣體將其頂開),以防劃傷缸體與缸蓋接合面或損傷氣缸墊。
(2)氣缸蓋裝配應注意清除各接合表面及氣缸體螺栓孔內的油污和雜質,并用高壓氣體吹凈,以免造成螺栓對缸蓋壓緊力不足。為防止氣缸蓋緊定時螺紋摩擦力影響螺栓扭力的準確度,應在螺栓、螺母以及氣缸蓋和缸體結合表面均勻涂上一層潤滑油(嚴禁涂抹潤滑脂或亂用密封膠)。緊定氣缸蓋螺栓時,應分3～4次由中間向四周對稱擰緊,最后一次達到規(guī)定力矩,且誤差不大于2%(鑄鐵缸蓋在發(fā)動機熱試溫度達到80℃后,應再按規(guī)定力矩緊定一次)。
3.1.4正確選用和裝配氣缸墊
氣缸墊質量高低及裝配方法正確與否,將直接影響其使用可靠性和壽命。所以選用的氣缸墊必須與原缸的規(guī)格、厚度相同,表面應平整,包邊貼合牢固,且無劃痕、凹陷、皺折以及銹鍘等現(xiàn)象。由于氣缸墊缸口卷邊一面有凸出量,對與它接角的平面會造成壓痕變形。因此,安裝時卷邊一面應朝上向易修整的接觸面或硬平面(一般氣缸蓋與缸體均為鑄鐵時),卷邊朝向氣缸蓋。若氣缸蓋為鋁合金,缸體為鑄鐵時,卷邊朝向氣缸體。對一些高強化、大功率增壓型進口柴油機所使用的純金屬氣缸墊,安裝時有記號(如TOP或UP)一面應朝向氣缸蓋;不得用普通型缸墊代替。缸口、油道口以及水孔處的彈性凸筋必須完好。
另外,重復使用的氣缸墊,因彈性降低以及壓變形等影響,其氣密性和作用壽命將受到影響。為此在裝配前可放在廢機油中,加熱至100℃,煮0.5h左右,可有效地使缸墊內石棉膨脹,恢復其彈性,提高密封性和使用可靠性。
3.2正確使用和維護柴油機
3.2.1及時檢查和緊定氣缸蓋螺栓
柴油機長期運轉后,氣缸墊受熱變形等因素的影響,其彈性和氣密性會下降,導致缸蓋螺栓扭力下降或松動。為此新機或大修后的柴油機,在磨合期內(30～50h)以及間隔200h左右,務必按規(guī)定力矩檢查和緊定一次氣缸蓋螺栓;長期封存和停車的機械、車輛,在啟封后運轉30h左右,應及時按規(guī)定力矩檢查和緊定氣缸蓋螺栓。
3.2.2正確選用燃油.
不同結構類型的柴油機,對柴油的十六烷值也有不同的要求。若選用不合理,不僅造成動力性和經濟性下降,同時還會引起柴油機產生大量的積炭或不正常燃燒,導致機體局部溫度過高,造成氣缸墊及機件的燒蝕等,所以柴油十六烷值的選用必須符合使用說明規(guī)定,選取原則一般根據發(fā)動機轉速確定。如表2。
表2柴油發(fā)動機轉速與十六烷值選取關系
3.2.3其它注意事項
(1)及時檢查和調整噴油正時;噴油器噴油壓力必須符合規(guī)定要求,嚴禁隨意調高,且各缸噴油壓力誤差不大于2%。
(2)鏜缸大修的柴油機,由于壓縮比的增大,其壓縮終了氣體的溫度和壓力會驟升,為防止工作粗暴和爆燃,應根據修理級別適當推遲噴油正時。
(3)嚴禁加冷卻水長時間運轉發(fā)動機;盡量避免在大負荷、高溫、高速狀態(tài)下過繁熄火,并禁止在無負荷狀態(tài)下急加速。
責任編輯：Kelly
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