气缸盖裂纹的维修方法

2017年第1期农机使 用与维 修59谈拖拉机气缸盖裂绞的修复与预防王英(齐齐哈尔市梅里斯达斡尔族区梅里斯镇农业机械化技术推广中心，黑龙江齐齐哈尔161021)摘要:分析了拖拉机气缸盖裂纹产生的原因，讲述了裂纹检验方法及修复方法，提出了预防缸盖裂纹的技术措施。关键词：拖拉机；气缸盖；裂纹中图分类号:S219.07 文献标识码:A doi： 10.14031 /]. cnki. njwx.2017.01.041气缸盖是柴油机重要部件，除密封燃烧室外，其上还安置 了许多重要零件和机构，如进排气门机构、喷油器、涡流室镶 块等，内部布置有进、排气道、冷却水腔等，形状极为复杂。柴 油机的经济性、动力性、工作可靠性与气缸盖有直接的关系。 气缸盖在工作中，不仅受到燃烧室燃气燃烧所发出的爆发力 的强烈作用,也受到因冷却水造成的局部冷热不匀影响，易产 生裂纹。及时发现拖拉机气缸盖裂纹，正确修复，做好预防工 作，对拖拉机的使用有着及其重要的意义。1裂纹原因(1) 设计、结构上的原因。气缸盖底面气门孔周围之所 以会产生裂纹，是由于该处表面积大，在受热时膨胀速度和冷 却时收缩速度都较大，极易产生裂纹;喷油孔加工呈尖角，造 成应力集中，更助长了裂纹的生成。当将孔口尖角改成圆角 过渡后,减小应力集中，对消除裂纹起到一定的效果。(2) 装配质量的影响。气缸盖螺栓拧紧程度如果不均 匀，或使用中发现气缸盖平面漏气，而采用拧紧该处螺母来解 决，就会造成气缸盖结构受力不均匀或预紧过度等问题，容易 产生裂纹。由于喷油器安装不正，往往会引起气缸盖底面局 部过度变形，这就大大増加了喷油器座孔处所受的拉应力，使 之产生裂纹。(3) 操作管理上的原因。①发动机过冷时骤加热水，或 过热时骤加冷水。②发动机无水运转，不加水或少加水启动。 ③发动机经常在超负荷或过热情况下工作。④冷却系经常加 硬水、脏水，或清洗冷却系不及时、不彻底，水垢污染严重，散 热不良。⑤先放水后停机，边放水边停机，在水温未降至 70 T：时放冷却水，或冬天未放水冻裂。⑥发动机在高转速、 满负荷甚至超负荷运转后骤然停机，气缸盖各处冷却速度相 差悬殊，相差过大。⑦发动机低温冷车启动后，未经暖车，水 温低于55 T：时急剧提高转速或加大负荷。⑧发动机工作不 平稳或勤轰猛轰“油门”等，气缸盖容易出现疲劳裂纹。疲劳 裂纹是以瞬间裂纹为起点，在交变或脉动应力作用下逐渐扩 大形成的。2裂纹检验检验之前，将气缸盖彻底清理干净。活塞顶对应部位的 积碳,可用卷有砂布的木棒打磨;与排气管连接处的积碳，可 用扁铲清除。用肉眼观察不便发现的裂纹，可用如下方法 检验：(1)压力检验。适用于检验气缸盖所有部位的裂纹。有 气压法和水压法两种。均须先用金属盖板或塞子将进、出水 口堵死。①气压法。用接头把压力为0.294 ~ 0.343 MPa的 压缩空气接到缸盖上,并使缸盖漫人水槽中，凭借裂纹逸出气 泡便可准确地确定裂纹部位;若检验可见部位的裂纹，可涂抹 肥皂水，不用水槽。②水压法。用接头把压力为0.392 MPa的热水接到缸盖上，目测检查金属表面是否有湿润或滴漏。(2)溶液检验。适用于检验缸盖可见部位的裂纹。一种 是将各占50%的乙醚和煤油混合液涂在被检表面上，浸润 10 s左右，然后用低压空气把表面吹干，渗人裂纹溶液上升至 表面便可显现裂纹部位。另一种是先用煤油擦洗金属表面， 再用棉纱擦干，然后用粉笔或滑石粉涂抹，最后用小锤轻轻敲 击，渗人裂纹内油液析出可显现裂纹部位。一经发现裂纹，应 用粉笔或石笔做上准确而详细的标记。3裂纹修复(1) 气焊法。将缸盖上所有零件全部拆除，以免加温时 损坏。将缸盖放在加热炉内缓慢加热至750 T。焊接时应设 法保持在650 ~ 700 X；(呈暗桃红色），焊后再升温至750丈， 并保持30 min,然后以每小时不超过40 X；的速度降温冷却。 加热时要用石棉板或白石灰盖好，以保持热量。加热后，在焊 接部位开口或除去白石灰。乙块焊调到中性火焰，用纯铸铁 焊条和高质量焊剂，先在基体金属上形成熔池，再将焊条熔人 池中。(2) 粘结法。较小的外部裂纹可用粘结剂粘结。必要 时，在裂纹两端钻出3 mm止裂孔。彻底清理干净粘结部位, 用砂布打磨裂纹周围表面，并用小钢锯条清理裂纹，再用稀料 清洗干净，调合粘结剂，将粘结剂压人裂纹，按规定温度、时间 进行固化。4预防措施(1) 正确设计冷却水道，有效防止气缸盖上产生裂纹。 为了保证气缸盖燃烧室的温度不超过350 X；，必须増加气缸 盖局部高温区的冷却水量。例如，135型柴油机缸盖原设计 中布置有一个平行底面的定向喷管，以强制冷却高温区，后又 将水道改为垂直于底面的定向水流后，冷却效果更佳。(2) 发动机不要长时间超负荷工作，因为这样会导致缸 盖热应力过大。发生冷却系统节温器失灵、水泵工作不正常 或漏水，要及时排除(3) 发动机处于高温状态时，不要突然加人冷水。若行 车中发现发动机缺水，必须待发动机温度降低后再补充冷却 水，防止因缸体与水温差过大而炸裂;在启动发动机前，应加 足冷却水，以免缺水启动或温度升高后再加冷水。(4) 注意使用软水减少水垢的形成，及时清除水套中的 水垢。水垢过多不仅会减小冷却水的通过面积，而且由于水 垢传热性差，降低了发动机的散热性能，使局部工作温度升 高，热应力过大而出现裂纹。(5) 发动机启动后，不能立即高速运转，以防因曲轴产生 振动而增加机体的负荷，致使在薄弱部位出现裂纹。寒冬季 节要做好机车的保温工作，防止冷却水冻结，冻裂缸盖。

气缸盖裂纹的检修措施

气缸盖裂纹的检修措施主要包括以下几个步骤：

1. 确认裂纹位置和情况：首先需要检查气缸盖的哪个位置发生了裂纹，裂纹的情况是长裂纹、分岔裂纹还是多个小裂纹。这个确定后才能决定后续的检修措施。

2. 清洗并检查裂纹：在确认裂纹的位置和情况后，需要先用清洗剂将气缸盖表面彻底清洗干净，并使用放大镜或显微镜仔细检查裂纹的深度和长度，以便进一步判断裂纹的情况和决定检修措施。

3. 焊接修补：对于较小的裂纹，可以使用适应的焊接方法对裂纹进行修复。常用的焊接方法包括氩弧焊、电弧焊和激光焊。修补时需要注意保证焊接强度和完整性，避免产生二次裂纹。

4. 更换气缸盖：对于比较严重的裂纹或者裂纹处的变形较大，不适合修补的情况，需要更换整个气缸盖。更换前需要先检查替换气缸盖的尺寸精度和材料质量，确保替换后的气缸盖能够完全适应原有发动机工作条件。

5. 检测和保养：更换或修复气缸盖后，需要进行相关检测和保养，包括润滑系统、散热系统、气门系统和点火系统等。要定期清洗和更换零部件，并进行适当的保养和维护，以确保发动机正常工作。

农　机　使　用　与　维　修　ｚｏｏｏ￣３　

柴油机气　缸盖裂纹的预防及修复　

河南职业技术学院万涛邵立新　摘要从柴油机气缸盖的结构、材料及工作状况，分析气缸盖产生裂纹的部位和原因，探讨预防裂纹的措施，从实　践中得出几种快速修复气缸盖裂纹的方法。　关键词柴油机气缸盖裂纹原因预防修复　０前言　柴油机气缸盖的材料多为铸铁，气缸盖上装有　进、排气门，喷油嘴等各种零部件，构造复杂，直接接　受高温燃烧气体的压力作用，产生高机械应力及热　应力，特别是正对燃烧室的缸盖中心部位，热负荷非　常大。由于在中心部位布置冷却水套的困难性，往　往使水道狭窄、水流不畅。如设计不妥或铸件质量　不好，在此鼻梁三角带有飞边、粘砂等的堵塞，致使　此处冷却条件很差。因此，使燃烧产生的高热不能　很快散出，造成局部温度急剧上升，超过材料所允许　的耐热范围而产生热疲劳裂纹。气缸盖发生裂纹的　原因大多由于缸盖处于不正常的高温下工作产生热　应力所致。当温度超过铸件的临界温度时，材料的　抗蠕变强度下降，产生塑性变形，这是产生残余拉伸　应力的主要原因，而残余拉伸应力的存在是缸盖产　生热疲劳裂纹的症结所在。因此，发动机在使用过　程中，缸盖鼻梁部位的金属不断地拉缩，最终造成疲　劳损坏，即热疲劳，导致大部分缸盖裂纹都产生在鼻　梁部位，即进、排气门之间，或喷油嘴座孔和进、排气　门座孔之间，造成气缸漏气、漏水，烧坏缸垫，降低发　动机的经济性、动力性，甚至发生重大事故。　１影响裂纹的因素　燃烧室型式直接影响到气缸盖裂纹的产生。对　于分隔式燃烧室，部分燃烧室布置在气缸盖内，增加　了缸盖的热负荷。而且使缸盖结构复杂，水套布置　困难，水道狭窄，冷却条件差，缸盖产生裂纹的几率　较大。半分开式燃烧室由于燃烧过程需要强烈的涡　流，空气和燃烧产物的旋流使热量集中在中央，又加　上收口的燃烧室将大量的高温燃烧气体喷在缸盖中　央鼻梁部位，使鼻梁部位的热负荷特别高。如果水　套布置不当，或铸造质量较差，就极易产生裂纹。直　接喷射式燃烧室一般空气涡流要求不高，并且是敞　口燃烧室，这样燃气不会集中喷刷在缸盖中央，使鼻　梁部位得到缓解，而且这种燃烧室喷油嘴布置在正　中间，利于４个气门布置，使中间高温区可以布置宽　敞的水道，获得良好的冷却条件，此种发动机缸盖产　生裂纹几率很小，强化潜力相对较大。　另外，材料导热率直接影响气缸盖热面所能达　到的温度。导热率差、传热慢、热面温度高、温度梯　度大，热应力就大，裂纹的几率随之加大。所以从降　低缸盖温度考虑，最好用导热率高的材料，但往往与　材料的强度是矛盾的，必须综合考虑。　２预防裂纹产生的措施　２．１　气缸盖水套的结构设计　缸盖水套结构设计好坏直接影响到缸盖的散　热，对产生裂纹的几率有重要的影响。水套结构设　计应尽可能宽敞，作到水流畅通，切忌死角，以免造　成蒸气泡滞留而引起局部过热。减薄气门之间（鼻　梁区）的壁厚，则气门之问的温度每减少单位厚度，　降温量约为ｌＯ￣Ｃ／ｍｍ，但减薄必须在保证承受缸盖　螺纹预紧力、最大爆发力等机械负荷强度的前提下　进行。如考虑铸造壁厚的偏差，气门之间的壁厚：大　型发动机为１５～２０ｍｍ，中型发动机为１２～１７ｍｍ，通　过鼻梁三角带的水流应有较大的流速（约为２～３ｍ／　Ｓ）。三角带热量是泡核沸腾的方式传热，此处有较　大的水流速，可以把产生的泡核不断带走，

发动机气缸盖常见故障的检修

摘要：气缸盖结构复杂，壁厚不均匀，在高温高压下各部位热负荷极不均匀，所有这些都会引起热应力的产生，同时，还承受很大的机械应力的作用。气缸盖的工作条件相当恶劣，常发生气缸盖裂纹和底平面翘曲变形等故障。

关键词：发动机；气缸盖；常见故障；检修

1气缸盖拆装注意事项

拆卸发动机气缸盖时，必须先拆下进排气歧管、火花塞等气缸盖上有关附件，然后再分别将气缸盖拆下。若没有可靠的吊装设备，把进、排气歧管与两个气缸盖总成一齐拆卸时，要特别注意，避免用力过重而损坏气缸盖衬垫。冷机时，按交叉顺序，分2～3次将气缸盖螺栓旋松拧下。气缸盖装复时，要注意每个缸盖的第一、三缸火花塞孔下部，各有一个定位销孔，要与缸体上的定位销对准。同时，气缸垫也是以这两个定位销孔定位，以保证缸孔、水道孔、油道孔、螺栓孔均能准确地对准。

注意气缸盖螺栓有两种结构，与气门室罩盖边缘的密封胶垫距离很近处，须装小尺寸的圆台肩螺栓，因为只能用小尺寸台肩，否则会挤破密封垫，造成机油泄漏。其余螺栓都是大尺寸圆台肩螺栓。气缸盖螺栓应按拆解相反顺序分2～3次从中心向两侧交叉均匀拧紧，以保证气缸垫从中心向两侧展平。气缸盖螺栓的拧紧力矩为170～190N•m。但要注意拧紧时应使拧紧力矩全部转化为对缸垫的压紧力。当螺栓和螺栓孔出现摩擦，或螺栓制造质量低劣，圆台肩平面与螺栓中心线的垂直度达不到要求，螺杆及螺纹本身变形，甚至缸体螺栓孔中存有油痕，铁屑未清理干净时，均会造成缸盖螺栓拧紧时的假力矩，此时，拧紧力矩突然达到规定值，但缸盖并未压紧缸垫。因此，使用的缸盖螺栓必须是质量合格的零件，装配时还应在螺纹部分先涂抹一些机油，以减少摩擦力，使螺栓的拧紧力矩能真正变成可靠的压紧气缸垫的压力。

2气缸盖底平面不平

2.1原因

（1）缸盖螺栓固定螺母没按规定顺序扭紧，扭矩过大或扭矩不均。（2）缸垫烧损，缸盖受燃气吹拂或烧损严重。（3）缸垫漏水，缸盖锈蚀严重。（4）缸套台肩凸出缸体平面超过规定值，并且各缸凸出量相差悬殊。