柴油機氣缸蓋的維修

韓偉華+陳中哲

氣缸蓋是柴油機中結構最復雜的鑄件，它與活塞和氣缸套構成燃燒室。對于中小功率的柴油機來講，多缸機的缸蓋是將所有氣缸的缸蓋都鑄在一起成為一個統一的多缸機缸蓋，這樣結構緊湊，體積小。使用中氣缸蓋的損傷主要包括裂紋、磨損和變形。

一、氣缸蓋裂紋

氣缸蓋裂紋一般出現在氣門座圈周圍。如裂紋寬度不超過05 mm，仍可繼續使用。

1. 裂紋產生的原因

發生原因大多由于氣缸蓋處于高溫有關，具體原因如下。

（1） 氣缸墊沒有很好地安裝在氣缸蓋與氣缸體之間。其間的孔位沒有很好地對準，降低了冷卻水的流量，從而影響冷卻效果，使冷卻水溫度很高，導致機體溫度升高。

（2） 使用中當機器溫度較高的情況下，更換冷卻水，由于劇冷、劇熱，最易引起氣缸蓋裂紋的發生。因此必須注意在機溫很高時不許向發動機內加入冷水。嚴禁先啟動發動機，再加入冷卻水。

（3） 產生裂紋部位的壁厚單薄，設計強度不足。

（4） 經常性供油時間太遲或過早，易使發動機產生早燃和爆燃，從而導致氣缸蓋底面溫度升高。

（5） 產生裂紋的部位水道過窄或拐角過小，冷卻水循環緩慢，散熱不良，在冷熱不均時，膨脹不一致引起氣缸蓋裂紋。

（6） 冷卻水內含堿性較大，水套內易產生水垢而又沒有及時按規定保養。由于水垢等原因，更加降低了冷卻系統的效能，從而容易引起氣缸蓋裂紋。如氣缸蓋內積1 mm厚的水垢，氣缸蓋底面的溫度約升高170 ℃。這樣就會引起局部更大的熱應力集中，加速氣缸蓋裂紋的產生。

（7） 氣缸蓋或氣缸體在鑄造制成后，由于沒能很好地進行時效處理，消除內應力，致使缸蓋和缸體內部存在著很大的內應力，使氣門座之間部位產生裂紋。

2．氣缸蓋裂紋的檢查方法

用金屬物件輕輕敲擊，如發出的聲音不清脆而沙啞，則有裂紋。然后進行仔細察看，找到裂紋的范圍。如還找不到可利用專門的設備進行水壓試驗，加壓后滲水的部位即為裂紋所在位置。如果沒有專門設備，可將75%的機油和25％的煤油混合液涂抹在待檢查的部位，然后用干棉絮將混合液擦掉，并立即涂上一層氧化鋅甲醇溶液，溶液改變顏色的地方即為裂紋所在地。

3. 氣缸蓋裂紋的修理

如果氣缸蓋裂紋程度較為嚴重，比如當氣缸蓋的裂紋是裂穿性的，或者裂紋產生在關鍵部位以及裂紋程度較為嚴重，這些情況無疑都必須更換氣缸蓋；當裂紋不嚴重或為了應急或延長使用，可根據不同的場合選擇采用合適的方法進行修理。

（1）無機黏結劑修補法：這是一種最方便的方法，由于無機黏結劑能夠長期在500 ℃高溫下工作，故可用于修補氣缸蓋底面的裂紋。

（2）焊修法。氣缸蓋的裂紋如發生在受力較大或溫度較高的部位，可采用焊修法修復。焊修法的最大優點是接合強度較高。其工藝為：①在裂紋兩端鉆直徑為3～4 mm的止裂小孔，并將裂紋鑿成60°～70°的“V”型坡口，清理干凈，使之露出金屬光澤。②在室內避風處，用乙炔焊對焊縫施焊。

焊修法可分為冷焊和熱焊兩種。熱焊時，需將工件預熱到600～700 ℃再進行焊接，這樣不易形成較大的內應力，可防止零件產生白口和裂紋。但熱焊易產生變形和氧化，且工藝復雜，勞動條件較差。冷焊一般不預熱。但冷焊的生產效率低，焊條的成本高，且冷焊的可靠性較低。

氣缸蓋裂紋修理后，應對冷卻水腔進行07 MPa的水壓試驗，以檢驗修理質量。裂紋微小時采用銼刀、油石或風砂輪等工具打磨裂紋處予以消除，經無損探傷或水壓試驗檢驗合格后繼續使用。否則，繼續打磨、檢驗。若裂紋深度達壁厚的3%以上時，停止打磨改用其他方法修理或報廢換新。

二、氣缸蓋變形

1.氣缸蓋變形的主要原因

氣缸蓋變形主要表現為氣缸蓋表面翹曲。其主要原因為：

（1） 柴油機在較高的溫度下工作。

（2） 氣缸墊沖壞。

（3） 沒有按規定的順序和扭矩拆卸氣缸蓋。

（4） 沒有按規定的順序擰緊氣缸蓋螺母或擰緊時扭矩不均勻。

（5） 氣缸蓋在鑄造時存在殘余應力。

（6） 裝配氣缸蓋時，螺栓扭緊力矩超過規定的最大值，使氣缸蓋螺孔周圍的金屬出現變形。

2.氣缸蓋變形的修理

（1）氣缸蓋平面在全長上的不平度不大于020～030 mm，或局部超出規定值時，可以采用刮研的方法修復。

（2）氣缸蓋平面不平度較大時，可以用局部預熱加壓，結合磨削和銑削的方法進行修復。把平面翹曲度大于1 mm的氣缸蓋放在專用平板上，在氣缸蓋的兩端與平板之間墊入02～07 mm厚的舊鋸片，使氣缸蓋懸空，此時，使頂壓器“T”型槽壓緊螺釘一端套入平板的“T”型槽內，用噴燈加熱氣缸蓋中段，使溫度升至300～400 ℃。然后緊固壓緊螺釘，使壓板平面緊壓在加熱段上，待氣缸蓋復原并靜止一段時間后，撤掉壓板，取出氣缸蓋，重新檢查平面不平度。如不符合要求，可進行磨削和銑削，使之達到規定要求。

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