氣缸體和缸蓋產生裂縫的主要原因
發布時間：2023-09-02 點擊：463
故障檢查與技術維護
康明斯柴油發電機的機體和缸蓋裂紋的維修方法
氣缸蓋、氣缸體產生裂紋會導致柴油發電機漏氣、漏水和漏油。柴油發電機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，而且修復困難。根據康明斯發電機公司數據統計，康明斯氣缸蓋、氣缸體發生裂紋現象多是同于使用維護不當造成的，如長時高負荷運轉，熱應力過大；柴油發電機在高溫狀態突然加入冷水等。缸體、缸蓋裂紋大多發生在氣門座附近或水套薄壁處。
一、產生裂縫的原因
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，操作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。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。
缸蓋缺水高溫矢量圖
二、裂紋檢測方法
檢查氣缸體、氣缸蓋的裂紋時，應首先將氣缸體、氣缸蓋各表面清洗干凈，并清除缸體缸蓋內的積炭，然后檢查缸體、缸蓋表面是否有裂紋現象。檢查裂紋可用目視法、水壓法和染色法三種。
1、目視法
即將清洗后的缸體、缸蓋用眼睛仔細檢查，可看出裂紋比較明顯的部位，以便有針對性的修復。
2、水壓法
則是將氣缸蓋、氣缸墊裝于氣缸體上，將蓋板裝于氣缸體前壁進水口處，并用水管與水壓機連通，封閉其他各水道口，將水以300-1000kpa的壓力壓入水套，并保持5min，檢查表面有無滲漏現象，如有滲漏則該處有裂紋。
3、染色法
將染色滲透劑噴于被檢查的部位，片刻之后將其擦干，如果滲透劑滲入內部則說明該處有裂紋存在。
缸蓋結構平面圖
三、修補方法
缸蓋裂紋的修理，要根據裂紋的大小、產生的部位和氣缸蓋的材料而定。通過各種檢驗，一旦發現氣缸蓋底面和其他部位有裂紋時，不管是多么細小的裂紋，都要用鉗工銼、風砂輪、電動砂輪或油石等工具進行徹底清除，否則這些小裂紋就會很快擴展，以致裂穿。對于氣缸蓋上的細小裂紋，經過徹底消除，可以繼續使用。如果裂紋比較嚴重，則只能更換新的氣缸蓋。但是為了應急或延長修理期，可采取以下幾種方法進行修理：
（1）金屬扣合法
這種修理方法能保證強度和恢復一定的剛度，同時具有承受高載荷的能力。由于修理操作是一個冷作業過程，所以又可避免表面變形。這種方法可靠、應用廣泛。
（2）焊補
采用焊補法修理時，對于鑄鐵氣缸蓋應采用低溫焊補方法，溫度不應超過300～400℃，焊補前應先預熱，這樣可以避免產生內應力而形成新的裂紋。一般說來，焊補工藝嚴格，修理費用高，更重要的是焊補修理后，使用較短的時間又會產生新的裂紋，故往往不被采用。
（3）用無機粘結劑修補
對于氣缸蓋底面裂紋可采用正磷酸一氧化銅無機粘結劑進行膠補。此種粘結劑能在500℃高溫下長期使用不變。具體工藝：
① 用1號粗砂紙清除氣缸體裂縫周圍的銀粉和鐵銹，打磨寬度為30mm，長度超過裂縫兩端點30mm；
② 用契子沿裂縫線黎切寬為3mm，深為2mm的“v”形槽，并在裂縫兩端鉆止裂孔；③先用金屬清洗劑清洗裂縫周圍，待干后再用酒精擦洗一遍；將調好的膠液先填充止裂孔和“v”形槽。
（4）鑲套法
主要是在氣缸蓋上的進、排氣門座孔或噴油器孔因裂紋而滲漏的情況下采用。鑲套的材料一般為青銅或不銹鋼。具體工藝：
① 先在裂紋兩端鉆止裂孔，孔徑為5～6mm，防止裂紋擴大。若裂紋端處位置不明顯，可在裂紋端前方約10～15mm處鉆止裂孔；
②將一塊厚3～5mm，并大于裂紋范圍15－50mm的純銅板覆蓋于裂紋處，用小錘敲打，使之貼合；
③ 在裂紋處涂以環氧樹脂或鉛油，補板下面均勻地敷上一層用石棉粉和鋅白漆搗成的石棉泥，然后蓋上補板；
④ 用螺釘緊固補板。螺釘取適當間隔，在補板和機件上共同鉆孔并在機件上攻螺紋。然后在補板上擴孔，并按照沉頭螺釘的大小鉆出沉頭孔。螺釘一般采用m6螺紋，旋入螺釘前螺紋上需要涂上鋅白漆或厭氧膠，最后均勻地緊固所有螺釘。
（5）應急修理
在氣缸蓋底面裂紋嚴重，造成內側漏水時，但又無備件更換，此時可采取應急修理的措施。即沿裂紋鏟一條溝，鑲入鉛皮或銅片，或者旋入涂有白鉛油的螺栓，將露出部分切平，平直地敲打端面以阻止漏水。
四、更換汽缸蓋步驟
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。
汽缸蓋零件圖
（1）在氣缸內塞入干凈抹布，以免污物等進入缸壁和活塞間。同時也不要讓污物進入冷卻液中。
（2）清潔缸蓋和缸體的密封表面，注意不要形成拉長的小溝或刮痕(使用砂紙粒度不得低于100)。
（3）用抹布仔細擦掉研磨殘余物。
（4）將第一缸活塞設置在上死點，并反向旋轉曲軸。
（5）鋪上氣缸密封墊：注意箭頭所示的定位銷；注意密封墊安裝位置，應在進氣側讀出零件號。
（6）裝上缸蓋。
（7）安上缸蓋螺栓并用手擰緊。
安裝步驟示意圖
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一、產生裂縫的原因
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，操作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。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。
缸蓋缺水高溫矢量圖
二、裂紋檢測方法
檢查氣缸體、氣缸蓋的裂紋時，應首先將氣缸體、氣缸蓋各表面清洗干凈，并清除缸體缸蓋內的積炭，然后檢查缸體、缸蓋表面是否有裂紋現象。檢查裂紋可用目視法、水壓法和染色法三種。
1、目視法
即將清洗后的缸體、缸蓋用眼睛仔細檢查，可看出裂紋比較明顯的部位，以便有針對性的修復。
2、水壓法
則是將氣缸蓋、氣缸墊裝于氣缸體上，將蓋板裝于氣缸體前壁進水口處，并用水管與水壓機連通，封閉其他各水道口，將水以300-1000kpa的壓力壓入水套，并保持5min，檢查表面有無滲漏現象，如有滲漏則該處有裂紋。
3、染色法
將染色滲透劑噴于被檢查的部位，片刻之后將其擦干，如果滲透劑滲入內部則說明該處有裂紋存在。
缸蓋結構平面圖
三、修補方法
缸蓋裂紋的修理，要根據裂紋的大小、產生的部位和氣缸蓋的材料而定。通過各種檢驗，一旦發現氣缸蓋底面和其他部位有裂紋時，不管是多么細小的裂紋，都要用鉗工銼、風砂輪、電動砂輪或油石等工具進行徹底清除，否則這些小裂紋就會很快擴展，以致裂穿。對于氣缸蓋上的細小裂紋，經過徹底消除，可以繼續使用。如果裂紋比較嚴重，則只能更換新的氣缸蓋。但是為了應急或延長修理期，可采取以下幾種方法進行修理：
（1）金屬扣合法
這種修理方法能保證強度和恢復一定的剛度，同時具有承受高載荷的能力。由于修理操作是一個冷作業過程，所以又可避免表面變形。這種方法可靠、應用廣泛。
（2）焊補
采用焊補法修理時，對于鑄鐵氣缸蓋應采用低溫焊補方法，溫度不應超過300～400℃，焊補前應先預熱，這樣可以避免產生內應力而形成新的裂紋。一般說來，焊補工藝嚴格，修理費用高，更重要的是焊補修理后，使用較短的時間又會產生新的裂紋，故往往不被采用。
（3）用無機粘結劑修補
對于氣缸蓋底面裂紋可采用正磷酸一氧化銅無機粘結劑進行膠補。此種粘結劑能在500℃高溫下長期使用不變。具體工藝：
① 用1號粗砂紙清除氣缸體裂縫周圍的銀粉和鐵銹，打磨寬度為30mm，長度超過裂縫兩端點30mm；
② 用契子沿裂縫線黎切寬為3mm，深為2mm的“v”形槽，并在裂縫兩端鉆止裂孔；③先用金屬清洗劑清洗裂縫周圍，待干后再用酒精擦洗一遍；將調好的膠液先填充止裂孔和“v”形槽。
（4）鑲套法
主要是在氣缸蓋上的進、排氣門座孔或噴油器孔因裂紋而滲漏的情況下采用。鑲套的材料一般為青銅或不銹鋼。具體工藝：
① 先在裂紋兩端鉆止裂孔，孔徑為5～6mm，防止裂紋擴大。若裂紋端處位置不明顯，可在裂紋端前方約10～15mm處鉆止裂孔；
②將一塊厚3～5mm，并大于裂紋范圍15－50mm的純銅板覆蓋于裂紋處，用小錘敲打，使之貼合；
③ 在裂紋處涂以環氧樹脂或鉛油，補板下面均勻地敷上一層用石棉粉和鋅白漆搗成的石棉泥，然后蓋上補板；
④ 用螺釘緊固補板。螺釘取適當間隔，在補板和機件上共同鉆孔并在機件上攻螺紋。然后在補板上擴孔，并按照沉頭螺釘的大小鉆出沉頭孔。螺釘一般采用m6螺紋，旋入螺釘前螺紋上需要涂上鋅白漆或厭氧膠，最后均勻地緊固所有螺釘。
（5）應急修理
在氣缸蓋底面裂紋嚴重，造成內側漏水時，但又無備件更換，此時可采取應急修理的措施。即沿裂紋鏟一條溝，鑲入鉛皮或銅片，或者旋入涂有白鉛油的螺栓，將露出部分切平，平直地敲打端面以阻止漏水。
四、更換汽缸蓋步驟
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。
汽缸蓋零件圖
（1）在氣缸內塞入干凈抹布，以免污物等進入缸壁和活塞間。同時也不要讓污物進入冷卻液中。
（2）清潔缸蓋和缸體的密封表面，注意不要形成拉長的小溝或刮痕(使用砂紙粒度不得低于100)。
（3）用抹布仔細擦掉研磨殘余物。
（4）將第一缸活塞設置在上死點，并反向旋轉曲軸。
（5）鋪上氣缸密封墊：注意箭頭所示的定位銷；注意密封墊安裝位置，應在進氣側讀出零件號。
（6）裝上缸蓋。
（7）安上缸蓋螺栓并用手擰緊。
安裝步驟示意圖
環保發電機組廠家談發電機過熱原因
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淺析柴油發電機組的省油技巧都有哪些
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