柴油机气缸盖的维修
韩伟华+陈中哲
气缸盖是柴油机中结构最复杂的铸件，它与活塞和气缸套构成燃烧室。对于中小功率的柴油机来讲，多缸机的缸盖是将所有气缸的缸盖都铸在一起成为一个统一的多缸机缸盖，这样结构紧凑，体积小。使用中气缸盖的损伤主要包括裂纹、磨损和变形。
一、气缸盖裂纹
气缸盖裂纹一般出现在气门座圈周围。如裂纹宽度不超过05 mm，仍可继续使用。
1. 裂纹产生的原因
发生原因大多由于气缸盖处于高温有关，具体原因如下。
（1） 气缸垫没有很好地安装在气缸盖与气缸体之间。其间的孔位没有很好地对准，降低了冷却水的流量，从而影响冷却效果，使冷却水温度很高，导致机体温度升高。
（2） 使用中当机器温度较高的情况下，更换冷却水，由于剧冷、剧热，最易引起气缸盖裂纹的发生。因此必须注意在机温很高时不许向发动机内加入冷水。严禁先启动发动机，再加入冷却水。
（3） 产生裂纹部位的壁厚单薄，设计强度不足。
（4） 经常性供油时间太迟或过早，易使发动机产生早燃和爆燃，从而导致气缸盖底面温度升高。
（5） 产生裂纹的部位水道过窄或拐角过小，冷却水循环缓慢，散热不良，在冷热不均时，膨胀不一致引起气缸盖裂纹。
（6） 冷却水内含碱性较大，水套内易产生水垢而又没有及时按规定保养。由于水垢等原因，更加降低了冷却系统的效能，从而容易引起气缸盖裂纹。如气缸盖内积1 mm厚的水垢，气缸盖底面的温度约升高170 ℃。这样就会引起局部更大的热应力集中，加速气缸盖裂纹的产生。
（7） 气缸盖或气缸体在铸造制成后，由于没能很好地进行时效处理，消除内应力，致使缸盖和缸体内部存在着很大的内应力，使气门座之间部位产生裂纹。
2．气缸盖裂纹的检查方法
用金属物件轻轻敲击，如发出的声音不清脆而沙哑，则有裂纹。然后进行仔细察看，找到裂纹的范围。如还找不到可利用专门的设备进行水压试验，加压后渗水的部位即为裂纹所在位置。如果没有专门设备，可将75%的机油和25％的煤油混合液涂抹在待检查的部位，然后用干棉絮将混合液擦掉，并立即涂上一层氧化锌甲醇溶液，溶液改变颜色的地方即为裂纹所在地。
3. 气缸盖裂纹的修理
如果气缸盖裂纹程度较为严重，比如当气缸盖的裂纹是裂穿性的，或者裂纹产生在关键部位以及裂纹程度较为严重，这些情况无疑都必须更换气缸盖；当裂纹不严重或为了应急或延长使用，可根据不同的场合选择采用合适的方法进行修理。
（1）无机黏结剂修补法：这是一种最方便的方法，由于无机黏结剂能够长期在500 ℃高温下工作，故可用于修补气缸盖底面的裂纹。
（2）焊修法。气缸盖的裂纹如发生在受力较大或温度较高的部位，可采用焊修法修复。焊修法的最大优点是接合强度较高。其工艺为：①在裂纹两端钻直径为3～4 mm的止裂小孔，并将裂纹凿成60°～70°的“V”型坡口，清理干净，使之露出金属光泽。②在室内避风处，用乙炔焊对焊缝施焊。
焊修法可分为冷焊和热焊两种。热焊时，需将工件预热到600～700 ℃再进行焊接，这样不易形成较大的内应力，可防止零件产生白口和裂纹。但热焊易产生变形和氧化，且工艺复杂，劳动条件较差。冷焊一般不预热。但冷焊的生产效率低，焊条的成本高，且冷焊的可靠性较低。
气缸盖裂纹修理后，应对冷却水腔进行07 MPa的水压试验，以检验修理质量。裂纹微小时采用锉刀、油石或风砂轮等工具打磨裂纹处予以消除，经无损探伤或水压试验检验合格后继续使用。否则，继续打磨、检验。若裂纹深度达壁厚的3%以上时，停止打磨改用其他方法修理或报废换新。
二、气缸盖变形
1.气缸盖变形的主要原因
气缸盖变形主要表现为气缸盖表面翘曲。其主要原因为：
（1） 柴油机在较高的温度下工作。
（2） 气缸垫冲坏。
（3） 没有按规定的顺序和扭矩拆卸气缸盖。
（4） 没有按规定的顺序拧紧气缸盖螺母或拧紧时扭矩不均匀。
（5） 气缸盖在铸造时存在残余应力。
（6） 装配气缸盖时，螺栓扭紧力矩超过规定的最大值，使气缸盖螺孔周围的金属出现变形。
2.气缸盖变形的修理
（1）气缸盖平面在全长上的不平度不大于020～030 mm，或局部超出规定值时，可以采用刮研的方法修复。
（2）气缸盖平面不平度较大时，可以用局部预热加压，结合磨削和铣削的方法进行修复。把平面翘曲度大于1 mm的气缸盖放在专用平板上，在气缸盖的两端与平板之间垫入02～07 mm厚的旧锯片，使气缸盖悬空，此时，使顶压器“T”型槽压紧螺钉一端套入平板的“T”型槽内，用喷灯加热气缸盖中段，使温度升至300～400 ℃。然后紧固压紧螺钉，使压板平面紧压在加热段上，待气缸盖复原并静止一段时间后，撤掉压板，取出气缸盖，重新检查平面不平度。如不符合要求，可进行磨削和铣削，使之达到规定要求。
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气缸盖是柴油机中结构最复杂的铸件，它与活塞和气缸套构成燃烧室。对于中小功率的柴油机来讲，多缸机的缸盖是将所有气缸的缸盖都铸在一起成为一个统一的多缸机缸盖，这样结构紧凑，体积小。使用中气缸盖的损伤主要包括裂纹、磨损和变形。
一、气缸盖裂纹
气缸盖裂纹一般出现在气门座圈周围。如裂纹宽度不超过05 mm，仍可继续使用。
1. 裂纹产生的原因
发生原因大多由于气缸盖处于高温有关，具体原因如下。
（1） 气缸垫没有很好地安装在气缸盖与气缸体之间。其间的孔位没有很好地对准，降低了冷却水的流量，从而影响冷却效果，使冷却水温度很高，导致机体温度升高。
（2） 使用中当机器温度较高的情况下，更换冷却水，由于剧冷、剧热，最易引起气缸盖裂纹的发生。因此必须注意在机温很高时不许向发动机内加入冷水。严禁先启动发动机，再加入冷却水。
（3） 产生裂纹部位的壁厚单薄，设计强度不足。
（4） 经常性供油时间太迟或过早，易使发动机产生早燃和爆燃，从而导致气缸盖底面温度升高。
（5） 产生裂纹的部位水道过窄或拐角过小，冷却水循环缓慢，散热不良，在冷热不均时，膨胀不一致引起气缸盖裂纹。
（6） 冷却水内含碱性较大，水套内易产生水垢而又没有及时按规定保养。由于水垢等原因，更加降低了冷却系统的效能，从而容易引起气缸盖裂纹。如气缸盖内积1 mm厚的水垢，气缸盖底面的温度约升高170 ℃。这样就会引起局部更大的热应力集中，加速气缸盖裂纹的产生。
（7） 气缸盖或气缸体在铸造制成后，由于没能很好地进行时效处理，消除内应力，致使缸盖和缸体内部存在着很大的内应力，使气门座之间部位产生裂纹。
2．气缸盖裂纹的检查方法
用金属物件轻轻敲击，如发出的声音不清脆而沙哑，则有裂纹。然后进行仔细察看，找到裂纹的范围。如还找不到可利用专门的设备进行水压试验，加压后渗水的部位即为裂纹所在位置。如果没有专门设备，可将75%的机油和25％的煤油混合液涂抹在待检查的部位，然后用干棉絮将混合液擦掉，并立即涂上一层氧化锌甲醇溶液，溶液改变颜色的地方即为裂纹所在地。
3. 气缸盖裂纹的修理
如果气缸盖裂纹程度较为严重，比如当气缸盖的裂纹是裂穿性的，或者裂纹产生在关键部位以及裂纹程度较为严重，这些情况无疑都必须更换气缸盖；当裂纹不严重或为了应急或延长使用，可根据不同的场合选择采用合适的方法进行修理。
（1）无机黏结剂修补法：这是一种最方便的方法，由于无机黏结剂能够长期在500 ℃高温下工作，故可用于修补气缸盖底面的裂纹。
（2）焊修法。气缸盖的裂纹如发生在受力较大或温度较高的部位，可采用焊修法修复。焊修法的最大优点是接合强度较高。其工艺为：①在裂纹两端钻直径为3～4 mm的止裂小孔，并将裂纹凿成60°～70°的“V”型坡口，清理干净，使之露出金属光泽。②在室内避风处，用乙炔焊对焊缝施焊。
焊修法可分为冷焊和热焊两种。热焊时，需将工件预热到600～700 ℃再进行焊接，这样不易形成较大的内应力，可防止零件产生白口和裂纹。但热焊易产生变形和氧化，且工艺复杂，劳动条件较差。冷焊一般不预热。但冷焊的生产效率低，焊条的成本高，且冷焊的可靠性较低。
气缸盖裂纹修理后，应对冷却水腔进行07 MPa的水压试验，以检验修理质量。裂纹微小时采用锉刀、油石或风砂轮等工具打磨裂纹处予以消除，经无损探伤或水压试验检验合格后继续使用。否则，继续打磨、检验。若裂纹深度达壁厚的3%以上时，停止打磨改用其他方法修理或报废换新。
二、气缸盖变形
1.气缸盖变形的主要原因
气缸盖变形主要表现为气缸盖表面翘曲。其主要原因为：
（1） 柴油机在较高的温度下工作。
（2） 气缸垫冲坏。
（3） 没有按规定的顺序和扭矩拆卸气缸盖。
（4） 没有按规定的顺序拧紧气缸盖螺母或拧紧时扭矩不均匀。
（5） 气缸盖在铸造时存在残余应力。
（6） 装配气缸盖时，螺栓扭紧力矩超过规定的最大值，使气缸盖螺孔周围的金属出现变形。
2.气缸盖变形的修理
（1）气缸盖平面在全长上的不平度不大于020～030 mm，或局部超出规定值时，可以采用刮研的方法修复。
（2）气缸盖平面不平度较大时，可以用局部预热加压，结合磨削和铣削的方法进行修复。把平面翘曲度大于1 mm的气缸盖放在专用平板上，在气缸盖的两端与平板之间垫入02～07 mm厚的旧锯片，使气缸盖悬空，此时，使顶压器“T”型槽压紧螺钉一端套入平板的“T”型槽内，用喷灯加热气缸盖中段，使温度升至300～400 ℃。然后紧固压紧螺钉，使压板平面紧压在加热段上，待气缸盖复原并静止一段时间后，撤掉压板，取出气缸盖，重新检查平面不平度。如不符合要求，可进行磨削和铣削，使之达到规定要求。
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