故障檢修與技術維護
汽缸蓋及缸體裂縫的原因和補救措施
柴油發電機氣缸體和氣缸蓋的裂紋經常發生在曲軸主軸承隔墻，氣缸套軸孔，水套壁較薄處或工作過程中作用力，尤其是作用力比較集中的部位。而氣缸體與氣缸蓋容易發生裂紋的部位往往與它們的結構有關，不同形式的發動機出現裂紋的部位各自有一定的規律性。下面康明斯公司所述的內容就是我們經常遇到的柴油發電機缸體和缸蓋裂縫的原因分析。
一、缸體和缸蓋裂縫的主要原因
氣缸體和氣缸蓋由于其結構復雜，如果使用不當，容易產生裂縫（圖1），而且修復困難。
（1）水箱開鍋時突加冷水
水冷式柴油發電機的散熱器開鍋時，冷卻液大量蒸發，特別是位于柴油發電機上部的缸蓋更易因缺水而溫度急劇上升，如果此時突加冷水，缸蓋會因驟熱冷而產生裂縫。正確方法是讓柴油發電機低速運轉一段時間，待溫度下降、冷卻水不再沸騰時，方可添加冷卻水。
（2）柴油發電機干起動后再加水
有些水冷式柴油發電機長期使用后，起動性能較差。在寒冷的冬季，由于難起動，駕駛員常采取干起動后再加水的錯誤辦法。缸內燃油燃燒時，若水道內無水冷卻，缸蓋和缸套局部溫度過高，此時如果加入冷水，會因突然收縮而產生裂縫。因此，當氣溫很低時，可采取給散器加熱水、潤滑油預熱、熱水澆潑噴油泵和噴油器，以及噴射起動液等輔助方法來幫助柴油發電機起動。
（3）水套穴蝕
穴蝕是快速運動或振動的表面及其附近因壓力和溫度變化，引起真空小氣泡突然破裂而剝離金屬材料表面層的腐蝕現象，氣缸在水套部位的嚴重穴蝕可以導致氣缸破裂。
（4）柴油發電機過熱
柴油發電機長時間超負荷工作、冷卻系統散熱不良、供油時間過遲、噴油泵供油量過大或冷卻系統滲漏而使柴油發電機缺水運行，以及渦輪增壓器轉速下降等原因，都會使柴油發電機長時間處于過熱狀態，缸蓋和機體也容易產生裂縫。應針對上述不同情況采取相應措施，使柴油發電機在正常溫度下運轉。
（5）需要正確安裝
缸蓋經長期使用后，會逐漸曲變形，必須進行修磨，使其平面度允差恢復。否則不但會因漏氣而沖壞缸墊，同時可燃氣外泄也會使缸蓋局部過熱，并容易產生裂縫。另外，缸蓋螺栓要按規定擰緊，以確保缸蓋的密封。缸套裝配過程中，若沒有嚴格按照裝配工藝規范，強行裝合，易使缸體內部積聚過大的殘余應力，產生裂紋。
圖1 缸體裂紋的檢查方法
二、缸體和缸蓋裂縫的其他原因
1、一些改進型發動機是強化機型，其功率較原發動機顯著提高，轉速也提高。在高轉速時，慣性力大，應力較大，缸體和缸蓋易出現裂紋。
2、氣缸體結構復雜，各處壁厚不均勻，在一些薄弱部位，剛度低，易出現裂紋。
3、高轉速時，曲軸產生振動，增加了缸體的負荷，在薄弱部位易產生裂紋。
4、加工部位與未加工部位，壁厚不同部位的過渡處都將產生應力集中。當應力集中與鑄造時白贊殘余內應力疊加時，易產生裂紋。
5、使用不當，如發動機長時間在超負荷條件下工作，缸體內應力過大，則氣缸體也易產生裂紋。
6、在發動機處于高溫狀態下突然加人冷水，造成缸體熱應力過大，使氣缸體易產生變形或裂紋。
7、水套中水垢過厚，減小了冷卻液通過面積，同時由于水垢傳熱性差，降低了發動機散熱性能，特別是氣缸之間、氣門座之間的水道被堵塞之后，嚴重影響它的傳熱，使局部工作溫度升高，熱應力過大，易出現裂紋。
8、在冬季，停車后沒有及時放水而發生凍裂。有人還先起動，后加冷卻液，造成局部熱應力過大，或在嚴寒冬季，驟加高溫熱水而炸裂。
另外，在修理作業中未能嚴格執行缸體和缸蓋工藝要求（圖2），如氣缸蓋螺栓未能按規定順序和力矩緊固，緊固力不均勻等，從而導致氣缸蓋變形或螺栓孔附近產生裂紋。
圖2 缸體和缸蓋的示意圖
三、缸體和缸蓋裂縫的補救措施
1、堵漏法
當遇有細小裂紋或微量滲漏時,可采用堵漏法修復。堵漏法是用堵漏劑對氣缸體漏水處進行修補的一種方法。堵漏劑是由水玻璃、無機聚沉劑、有機絮凝劑、無機填充劑和粘接劑等組成的膠狀液體。
其堵漏工藝為：
（1）在裂紋兩端鉆直徑為3~4mm的止裂孔,經點焊或攻螺紋后擰上螺釘,以防裂紋延伸的同時,在止裂孔之間每隔30~40mm鉆一個不通孔,也經點焊或攻螺紋后擰上螺釘,以免工作中的振動使裂紋擴展。
（2）用2%濃度的碳酸鈉水溶液清冼循環水路,裂紋處尤其要清洗干凈。洗凈后,放掉碳酸鈉溶液。
（3）從氣缸蓋（圖3）加水口加入適量冷卻水(約為總量的1/2),而后加入堵漏劑1l左右。先裝好回水橡膠管,再從散熱水箱加水口加入冷卻水,至水箱接近注滿為止。
圖3 汽缸蓋總成
（4）起動柴油發電機,先以怠速運轉,使冷卻水升溫至80℃左右,保持15~20min,再適當提高轉速運轉10min左右。此時,堵漏劑在水壓和熱量的作用下,即充塞、沉積、凝聚和固化在氣缸體的裂縫中,并與金屬緊密地粘接在一起。
2、補板法
補板法可用于對氣缸體外部非配合表面的裂紋或破缺部位的修理,但此法只適用于受力不大的部位和距離安裝零件處40mm以上的部位。
補板修理的步驟如下：
（1）先將厚度為3~4mm的紫銅板按裂紋大小下料,再進行退火處理。
（2）將裂縫處用錫焊焊牢,并用小錘子敲成與氣缸體平面一樣平整,以免水從壓板中流岀。
（3）沿紫銅板邊每隔20mm左右鉆直徑為8mm的孔,并在氣缸體上攻螺紋。
（4）先在紫銅板與氣缸體之間鋪一張厚度為0.5~1mm的石棉板,再在石棉板上涂一厚層油漆,然后用螺釘壓緊紫銅板即可。

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