柴油機汽缸套支承肩斷裂原因分析

黃國麗

摘 要：柴油機汽缸套技術狀態直接影響發動機的動力性、經濟性、可靠性和環保性。主要針對柴油機汽缸套支承肩斷裂原因，從安裝、材質及設計、調整使用等方面進行了分析，以提醒使用維修人員工作中注意預防。

關鍵詞：柴油機；汽缸套；支承肩斷裂

中圖分類號：S219.07 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.032

汽缸套是柴油機核心部件之一，與缸蓋、活塞共同構成燃燒室，是燃料燃燒的場所，又為活塞運動做功場所，完成熱能向機械能的轉化。汽缸套工作環境惡劣，與高溫高壓燃氣直接接觸，承受著較大的熱應力，還要承受活塞的側推力和撞擊力，以及滑動摩擦力、彎曲應力等，這些因素導致汽缸套失效，其中支承肩斷裂便是常見的故障之一。汽缸套支承肩斷裂后，如果不能及時發現，失去支承肩的汽缸套在高速往復運動的活塞和活塞環的作用下逐漸整體下行，當第一道活塞環上行越過缸套斷裂部位后，再次下行時，受到缸套的卡滯，便會發生活塞、活塞環、連桿、機體等零部件失效的嚴重后果。汽缸套支承肩斷裂的原因，大體有安裝技術、零件加工質量和使用調整等方面。

1 安裝問題

（1）缸套與機體座孔支承面清洗不干凈。如果機體座孔支承面上有0.1 mm左右的污物，就埋下隱患，缸套裝不到底，若強行壓緊，缸套將產生內傷導致支承肩斷裂；壓裝缸套未用專用工具，進行不合理敲擊也會導致支承肩斷裂。

（2）缸套支承肩與機體止口接觸面涂抹密封膠。由于涂膠的厚度、均勻程度無法滿足裝配工藝標準，致使支承肩高出量達不到要求，在擰緊缸蓋螺栓時，支承肩受力過大，整體受力不均勻，從而引起支承肩斷裂。缸蓋固定緊固螺栓用力不均或一次性上緊，導致缸蓋壓緊力達不到要求（過松或過緊），易使缸套開裂。

（3）新換的缸套或機體正式安裝前，應不帶封水圈進行試裝，檢查是否有異常現象，如配合松緊問題、高低問題等。如果缸套不能靈活自由地落入座孔，缸套上端面高于機體平面超過0.18 mm，缸套就有斷裂的可能。

（4）有些維修人員在安裝汽缸套和汽缸墊時，往往不注意檢查它們的主要尺寸和適用的機型，以致錯裝了其它型號柴油機的汽缸套或汽缸墊，使汽缸蓋經汽缸墊缸口壓在汽缸套凸臺上，同樣造成汽缸套支承肩裂紋或斷裂。如安裝異型缸墊， S1100柴油機缸套上端面帶有封火環，有的機手不小心誤裝了S195的缸墊；同樣CC195柴油機缸套上端面也帶有封火環，如誤裝S195缸墊，必然造成汽缸套支承肩斷裂。

（5）缸套封水圈過粗，安裝時易將封水圈切壞，切下的膠塊會墊在機體座孔支承面上，引起缸套斷裂。為了防止汽缸套臺肩在擰緊汽缸蓋時被壓斷，在安裝汽缸套時，應先不裝防水橡皮圈，將缸套擦干凈后放入機體內，測量汽缸套高出機體平面的尺寸，如過高，可對機體臺肩平面進行銑削，增加臺肩深度。

（6）發動機在之前的維修中（更換汽缸套），缸體止口處受到損傷，平面度達不到要求，未進行修復直接安裝汽缸套，支承肩與止口表面不能完全接觸，壓緊缸套后引起支承肩斷裂。

2 材質及設計問題

（1）汽缸套在鑄造過程中化學成分控制不嚴、金相組織達不到標準引起支承肩發生斷裂。

（2）汽缸套材質強度與發動機設計參數不匹配，則會由于汽缸套強度不夠，發生汽缸套斷裂。

（3）柴油機型號較多，對缸套的設計各不相同，根據缸套斷裂的實例，我們發現缸套臺階越厚，斷裂的可能性越小，反之越大。缸套臺肩切槽應該為圓角，加工后如果沒有圓角，就易引起應力集中，致使缸套出現裂紋。

3 調整使用問題

（1）汽缸套位置調整不當，對缸套斷裂有直接影響。汽缸套的支承肩與汽缸體的上部定位凸緣之間的配合間隙過大，使汽缸套的振動頻率和振幅增大，而發動機工作時，活塞的橫向擺動也會引起汽缸套的振動，時間較長，會導致汽缸套支承肩斷裂。

（2）經常猛轟油門，經常超負荷作業，空轉轉速過高、供油時間過早或因冷卻水短缺等，會造成柴油機過熱，可導致缸套斷裂。

（3）使用劣質燃油，積碳過多，造成活塞環在汽缸套中漲死，引起汽缸套支承肩斷裂。

4 零件質量問題

缸套與機體座孔的加工質量對缸套斷裂影響很大。若缸套質量不合格，只會損壞一個缸套；若機體質量不合格，會接連損壞缸套。下面有這樣一些實例：（1）缸套安裝后，上端面應高出機體平面0.04～0.17 mm。有一缸套安裝后高出機體平面0.25 mm，結果發生缸套支承肩斷裂。（2）一臺S195柴油機新機體，缸套支承面呈傾斜狀態，兩個月換了3個缸套。經過仔細刮研，找正支承面，缸套不再發生斷裂。（3）一新機體，缸套不加封水圈試裝時，必須對缸套施加壓力才能到位，壓入后又難以拔出。經檢查在封水圈的部分產生變形，以致使用一個月就斷一個缸套。（4）一臺S1100機體在鏜削缸套座孔時，缸蓋螺栓孔的加強部分出現拉刀現象，缸套安裝后受擠壓，一年中引起兩個缸套斷裂。（5）一臺S1100柴油機的機體，半年斷缸套兩個。經檢查缸套安裝后上部還有擺動。最后用0.1 mm的薄銅皮墊在缸套上端的周圍，使缸套定位安裝后，再未發生缸套斷裂。

5 結束語

汽缸套在使用過程中出現支承肩退刀槽處斷裂是由多方面的原因引起的。雖然是正常現象，但如果能夠對產品的設計制造、裝配使用和維護保養等各方面進行嚴格的控制，就可以最大程度減少此現象的發生。endprint