活塞式發動機汽缸頭裂紋原因及對策

汪先運，宋 龍，劉 坤（中國人民解放軍95937部隊，遼寧 阜新 123000）

活塞式發動機汽缸頭裂紋原因及對策

汪先運，宋 龍，劉 坤
（中國人民解放軍95937部隊，遼寧 阜新 123000）

隨著國民經濟的發展，我國的科學技術獲得了大幅度的提升，帶動了我國制造業的高速發展，一些新技術和新方法不斷的在變革。活塞式發動機在我國各個領域機械設備上應用的都比較廣泛，達到飛機、航船，小到一些小型的航模都使用著活塞發動機。雖然活塞式發動機一直被很廣泛的應用但是總還是存在著一些問題難以解決，制約著我國科學技術的發展。比如說活塞式發動機氣缸頭會在使用的過程中產生裂紋。

活塞式；發動機；汽缸頭；裂紋；原因；對策

0 前言

活塞式發動機指的是借住氣體膨脹產生的空氣壓力，推動活塞桿上下運動，從而帶動曲柄的運轉，從而把機械能轉化為動能的一種發動機產品。這種發動機由于設計簡單，而且應用起來比較方便、維修也不是很復雜，所以在世界各國的機器裝備中都離不開，應用范圍較其他的發動機要廣泛的許多。然而一個東西總有兩方面，活塞式發動機汽缸頭在使用的過程中經常會出現一些裂紋，這些裂紋嚴重的損害了其使用壽命和使用性能，更嚴重的可能會引發事故，尤其是在航天航空、航運船只中。因此，解決活塞式發動機汽缸頭裂紋已經成為首要的問題。在本文中筆者就這一問題進行探討。

1 產生活塞式發動機汽缸頭裂紋的主要原因分析

1.1 外部因素——操作人員操作存在不當

雖然自從改革開放以來我國的機械制造行業獲得了大幅度的提升，機械行業的技術水平和人員的水平都已經成功地邁上了一個嶄新的臺階。但是，就目前來說我國很多技術人員在水平上還不是很完善，對于一些基本的技術手段還沒有能夠很好的掌握。在使用過程中如果操作人員油門桿同變距的手柄存在兩者上的操作不配合現象，就會導致活塞式發動機氣缸產生大的空氣壓力、轉速小的工作環境，這樣燃氣壓力比較高、溫度也比較高，從而出現爆震的現象，導致汽缸頭出現裂紋。

1.2 外部因素——檢修人員操作存在不當

目前，我國針對檢修這一環節還缺乏專業的、高水平的技術人員。有一些檢修人員在檢修的過程中沒有嚴格的按照說明書進行，而是很隨意的進行操作，一出現問題不進行分析首先就打開發動機的外包裝部分，拆卸電阻或者排除問題。這一問題尤其在冬天比較容易產生，活塞式發動機氣缸在工作的過程中溫度非常高，突然打開外包皮，容易導致溫差過大，溫度壓力較大，內外受力迅速發生變化從而產生裂紋。

1.3 內部因素——活塞式發動機本身存在出現裂紋的風險

在平時筆者觀察了我國的兩種主要的發動機，研究了這些活塞式發動機的工作原理，筆者發現這些系列的發動機大都是使用寬度較大的氣缸（指的是氣缸的內壁直徑要比活塞的整個行程要大），這樣的話火焰傳播的距離也會變得更長，火焰在燃燒的過程中和活塞式發動機內部的氧氣反應生成一定的氧化物，可能會產生一些微小的爆炸現象[1]。氣體燃燒時氣缸內的溫度和壓力都會迅速的上升，高溫高壓同時作用于氣缸內各種機械原件會對各種機械原件造成較大的沖擊載荷，從而迫使汽缸頭出現裂紋。

2 活塞式發動機汽缸頭裂紋潛在性的風險

2.1 可能會引發一系列的事故

活塞式發動機在我國使用的非常廣泛，從民用到軍用、從飛行行業到陸地領域都離不開活塞式發動機的動力支持。國際社會上也經常會報道一些飛機的失事、輪船的傾覆都是由于活塞式發動機氣缸頭出現了裂紋。嚴重的引發了一些事故的發生，尤其是在跨國交流越來越廣泛、交通越來越發達的現代社會，這些事故更是容易發生，如果不高度關注裂紋問題，就會引發一系列的危險事故，給人民和國家帶來危害。

2.2 導致其他部件損壞，浪費資源

活塞式發動機氣缸并不是單獨進行工作的，在工作的過程中所有的機械設備構成了一個有機的整體，共同進行作用，從而才能夠保障一個機械設備的正常運行。因此，每一個小零部件之間都具有密切而又廣泛的聯系，正所謂牽一發而動全身。如果在實際運行的過程中活塞式發動機汽缸頭出現了裂紋，將會首先引起氣缸內其他的部件出現損害，比如活塞桿等，從而產生劇烈的振動。在機械設備運行的過程中最懼怕的就是振動，進一步的振動會導致其他的部件也出現相應的損壞，造成了資源的浪費。

3 解決活塞式發動機汽缸頭裂紋問題的相關對策

3.1 加強對操作人員的技術培訓

任何一種小的失誤都可能會給活塞式發動機氣缸造成一定的本質性影響。所以在操作的過程前，首先應該對操作人員進行系統的培訓。應該要求廠家及時對操作人員進行專門的培訓，檢查操作人員在模擬操作中出現的問題，及時的糾正這些問題，不把問題留到真正的運行過程總。

3.2 檢修人員在檢修過程中要嚴格的遵循手冊

在使用過程中難免要進行正常的檢修，檢修工作相比于其他工作來說要復雜許多，面臨著不同的環境活塞式發動機氣缸會出現不同的情況，檢修人員需要具備大量的經驗才能夠進行正常的檢修工作。檢修人員的工作環境處于多變的狀態，檢修人員的工作態度非常重要。一般發動機廠家都會提供相應的維修手冊或者維修人員。因此，在實際過程中應該嚴格的遵循手冊進行檢修，切勿隨意操作。

3.3 努力研發新型的、不易產生裂紋的材料

這幾十年來我國的材料科學也得到了很大的發展，一些新型的材料被廣泛的應用于社會各個領域中。在平時的生活過程中活塞式發動機操作和檢修人員應該密切關注這些新型的材料，用于創新，把這些新材料用于活塞式發動機氣缸中[2]。當然，這涉及到很多的技術創新，需要國家有關部門的支持。

4 總結語

在本文中筆者主要分析了產生活塞式發動機汽缸頭裂紋的主要原因，主要包括內外兩方面的因素。如果在使用的過程中活塞式發動機汽缸頭產生裂紋可能會導致一系列的不利因素。因此，要采用一系列方法努力解決裂紋問題，才能提高使用的安全性和經濟性。

[1]史學本.淺談輪船發動機汽缸裂紋粘貼[J].中國水運（下半月刊）,2010（09）:112-117.

[2]朱金華,吳海.航空發動機汽缸活塞組磨損的原因及預防[J].航空精密制造技術,2015（01）:57-60.