柴油機汽缸蓋結(jié)構(gòu)特點與常見損傷的檢修

藍 輝

(廣西嘉德機械股份有限公司，廣西 玉林 537000)

1柴油機汽缸蓋的結(jié)構(gòu)特點

在油田使用的某型中小型柴油機上，汽缸蓋通過汽缸蓋螺母以一定的轉(zhuǎn)矩固定在汽缸缸體內(nèi)，一般為120～140 nm。進口和出口占大多數(shù)空間，冷卻水通道與電機塊水道相連。

內(nèi)側(cè)是渦流腔，下面是渦流腔鑲塊。渦流腔通過大約40°左右的(中間)孔與汽缸相連。為改善啟動性能，噴油嘴指向一個2 mm的錐形開口。

2柴油機汽缸蓋的常見故障

2.1汽缸蓋裂紋

一般情況下，在柴油機的2個排氣閥之間最容易產(chǎn)生裂紋問題，另外在氣閥座和噴油器以及缸蓋底板上也極易產(chǎn)生裂紋。除此之外，氣道、水道等裂紋出現(xiàn)概率也較高。當出現(xiàn)初始裂紋時，冷卻水滲入排氣的燃燒室系統(tǒng)進而產(chǎn)生白煙，當冷卻水在燃燒室的時間較長時，就會隨著溫度的升高而導(dǎo)致其在水箱中形成氣泡的狀態(tài)并內(nèi)竄，這時柴油機會功率下降，產(chǎn)生異響。當裂紋較為嚴重時，汽缸內(nèi)會進入大量冷卻水，這時機油就會變質(zhì)，潤滑作用下降，引起設(shè)備的異常磨損，甚至還會出現(xiàn)頂缸、拉缸事故。具體如圖1所示，在圖1中可以看到，柴油機汽缸蓋裂紋的形成原因與材料與制造過程密切相關(guān)。

圖1柴油機汽缸蓋裂紋的形成原因總成

2.2汽缸蓋漏水

柴油機汽缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中需要用到工藝開口上的塞子，最常用于管道中的水堵。柴油發(fā)動機汽缸蓋經(jīng)常出現(xiàn)堵水、漏水和油嘴保護蓋開裂漏水的現(xiàn)象。

裂隙層如2.1描述，不再重復(fù)。噴油器外殼滲漏可分為兩種情況：當噴油器外殼上部發(fā)生滲漏時，油會變質(zhì)，油位升高；當噴油器保護殼下部發(fā)生滲漏時，水進入汽缸，排出為白煙，直到頂缸事故發(fā)生。

無論是在什么時候，當柴油機缸蓋出現(xiàn)漏水問題時，柴油機的其他部件就會因為供水不足而導(dǎo)致超溫報警，嚴重情況下，機器熱度過高，拉缸、爆缸事故就會極易發(fā)生。通常有以下幾種漏水原因：

(1)水堵漏水。在漏水原因中，水堵漏水可能是因為其本身材質(zhì)的問題；也有可能是因為安裝不合格，沒有壓平導(dǎo)致的；同時也可能是密封不牢造成的，另外過盈量不合格，長時間承受高壓荷載也會造成水堵漏水。(2)噴油器護套漏水。在噴油器護套漏水的原因分析中發(fā)現(xiàn)，由護套本身質(zhì)量引起的漏水原因可分為兩種，一是噴油器外殼在長期的腐蝕和穴蝕作用下形成了穿孔；另一方面是由于護套內(nèi)部泄露引起的，當護套內(nèi)部出現(xiàn)問題時，其泄露的物質(zhì)就會流入汽缸蓋，然后再經(jīng)過回油孔，進入油箱。噴油器殼體外壁的密封問題，是由于密封圈尺寸過小，或缸套本身的密封圈尺寸過大，或缸蓋噴油器外壁的安裝孔不集中在殼體上，尺寸過大，造成水在噴油器殼體的O形圈上，滲入汽缸蓋內(nèi)，再由回油孔流入油底殼。

為了解決汽缸蓋漏水問題，通常需要對水箱加壓，若柴油機水箱液面高于汽缸蓋，可利用液位不加壓力，可采用下列診斷方法：

(1)首先通過觀察判斷水堵漏水情況；(2)如噴油器與噴油器護套之間有漏水現(xiàn)象，可認為是噴油器護套被腐蝕或出現(xiàn)凹陷所致；(3)當柴油機 汽缸蓋上的噴油器護套和護套孔出現(xiàn)漏水問題時，則可以斷定本次漏水是由噴油器密封造成的；(4)當缸蓋的驗火螺栓被擰開之后，然后盤車，如果驗火孔內(nèi)噴出誰來，就可以斷定柴油機噴油器護套的下側(cè)有問題；(5)當對柴油機漏水點進行確認之后，就可以進行下一環(huán)節(jié)的檢查，這檢查過程中要嚴格遵守相關(guān)標準制度，并根據(jù)故障的輕重選擇合適的維修方法，如繼續(xù)維護或者更換新零件等。

2.3氣門座異常下陷、磨損

與其他部件相比，它們共同工作，相較其他部件更缺乏潤滑。采用高速凸輪軸驅(qū)動，移動速度快，閥體高速運動，易磨損，又在高溫下工作，工作環(huán)境十分惡劣。從而導(dǎo)致缸蓋上氣門座的壓力異常和磨損故障。

圖2氣門座異常下陷、磨損后的氣門

若氣門座出現(xiàn)凹陷或磨損情況十分嚴重，例如柴油機轉(zhuǎn)動或空轉(zhuǎn)，可能會聽到類似的嘶嘶聲，這是氣門座漏氣導(dǎo)致的，為了確定具體故障原因，維修人員也可將氣門拆下，以便觀察。如圖2所示。

若閥座的壓力磨損異常，柴油機就不容易起動，功率不足。當油耗增大時，排氣溫度失效的原因大致可分為3個方面：

(1)氣門、氣座本身的原因是因為氣門和氣座的硬度不夠。這一問題主要是因為相關(guān)零件在加工環(huán)節(jié)，使用材料質(zhì)量不符合標準，熱處理工藝不到位、材料使用錯誤導(dǎo)致的。使用這種零件，就很容易使閥座出現(xiàn)下降和磨損問題。(2)閥門和閥座的機械負荷太大。柴油發(fā)動機升程的限制，嚴重影響了氣門的高速升程運動。各種沖擊因素都會引起閥座異常下沉和磨損。如閥體偏心磨損，凸輪軸異常磨損，閥簧剛度過大，自由度過高等。(3)當熱負荷超過氣門和氣門座所能承受的范圍時，進出排氣門尤其是排氣門就需要承受柴油機工作過程中產(chǎn)生的高廢影響(高溫廢氣)，同時還要承受外部空氣和冷卻水的影響，在這兩種問題影響下，它所承受的熱負荷就會異常龐大，在這種壓力下，相關(guān)材料的強度和耐磨性就會大大下降。一般來說，能夠引起熱負荷增大的原因主要有以下幾個方面：柴油機超負荷運轉(zhuǎn)；柴油機供油提前角過大；柴油機供油太晚排溫升高等。

針對此類缺陷，可采用聽診法、曲軸箱出氣量測量儀漏風(fēng)法或直接拆卸后的目測法進行診斷。

3結(jié)語

汽缸蓋不僅承載高溫高壓氣體，而且還承載對緊固螺絲的預(yù)緊力。另外，汽缸蓋熱負荷大，底部溫度分布極不均一。在缸蓋上，變形和裂紋是常見的故障，充分認識柴油機汽缸蓋變形、裂紋產(chǎn)生的原因，對提高柴油機性能有重要意義。