汽缸蓋裂紋和變形的原因及預防

馬曉棟

發動機的汽缸蓋和缸體都是由灰鑄鐵鑄成的多孔薄壁零件，在工作中承受高溫、高壓、交變載荷及鑄件內部殘余應力的作用，在缸蓋的進、排氣門座之間，氣門座圈鑲塊處，渦流鑲塊周圍或在水套等處常容易產生裂紋；而缸蓋與缸體的結合平面也常常產生變形。裂紋或變形產生后，則會使汽缸壓力下降，啟動困難，功率降低，甚至使發動機喪失工作能力。

一、缸蓋裂紋和變形的原因

缸蓋經常在高溫高壓下工作，其裂紋和變形的主要原因是由于局部熱應力集中和使用不當所致。

1.工作中缸蓋底面不能保持穩定的受力和恒溫。缸蓋在工作中所承受的壓力和溫度變化較大，在局部承受巨大壓力的同時還承受巨大的熱交變應力。由于長期工作，會使鑄鐵材質發生改變，強度下降，產生熱塑性變形。

2.缸蓋底面的溫度分布不均勻，結構復雜，壁厚不一。因氣缸蓋下平面的結構較復雜，壁厚不一，故其各部的冷卻效果和機械強度就不一樣。另外，缸蓋鑄件本身還存在有一定的殘余應力，加之溫差的存在，便容易產生局部熱應力集中現象。

3.水道內腔積垢，影響傳熱。由于長時間的使用，會使水道內腔沉積水垢和油污，以致水道變窄，水流不暢，影響熱量的傳遞，使缸蓋底面溫度升高，加速裂紋和變形的產生。

4.冷卻系的原因。冷卻水不足，風扇皮帶過松，風扇葉片裝反，未安裝阻水圈，或水箱散熱芯被污物堵塞時，會導致冷卻水溫度偏高，冷卻變差，使發動機過熱，引起裂紋和變形。

5.發動機的故障。噴油量或噴油壓力過大過小，噴油時間過早過晚，或發動機長時間超負荷等原因，也會使底面溫度升高，而導致裂紋或變形。

6.拆裝原因。缸蓋在高溫時拆卸；不按規定順序擰緊或擰松缸蓋螺母，或在擰缸蓋螺母時的力矩不一致，使缸蓋產生局部應力，引起翹曲變形。

7.使用原因。在缺水“開鍋”時，驟加冷水，使缸蓋的各部分冷卻速度不一，引起裂紋和變形。

二、預防缸蓋裂紋和變形的措施

1.在安裝氣缸蓋時，應保證氣缸墊、氣缸蓋和氣缸體接觸面的清潔，按規定順序和力矩分2～3次均勻擰緊氣缸蓋螺母；拆卸時，應在發動機冷卻后進行，并按氣缸蓋螺母擰緊時的相反順序逐個擰松。缸蓋拆下后應平放，切勿損傷工作面。

2.使用中要正確調整供油提前角和噴油壓力，保證良好的燃燒條件；避免長時間超負荷作業，保證發動機在正常的冷卻水溫下工作，以防氣缸蓋底面溫升過高。

3.定期用清洗液洗刷冷卻系，以清除水腔內的水垢和油污；及時清除水箱散熱芯積附的塵土和污物；水封漏水應及時更換并按規定調整風扇皮帶緊度。

4.因缺水使水溫過高時，不得驟加冷水，須怠速運轉一段時間，待水溫降低后，再慢慢加入溫水或熱水。

5.冬季啟動時應先加熱水預溫，嚴禁啟動后再加冷水；冬季在熱車情況下，不要立即放冷卻水，以防產生內應力，留下暗傷。