4D发动机气缸垫烧损的分析与预防

1、浅谈4D发动机气缸垫烧损的分析及预防杨宏亮 陈坚 任继伟 邢冬有 刘利平摘要：通过对4D47Ti发动机气缸垫烧损现象及原因的分析,介绍了气缸垫烧损的特点及延长其使用寿命的措施。关键词：柴油机 气缸垫烧损引 言由于柴油机的工作特点,气缸垫轻微烧损不易被察觉,判断困难,致使气缸垫更换不及时或屡换屡烧,造成气缸套变形,以及缸盖和缸体之间过梁处受高温高压气体的冲击,导致严重烧蚀沟痕,致使维修困难以及机件报废的现象比较普遍，严重地影响了发动机的使用寿命。因此通过对4D发动机气缸垫烧损的现象及原因分析,介绍气缸垫烧损特点及延长其使用寿命的措施。从而为4D发动机的改进提供了主要的实验依据一. 4D发动机在汽

2、车可靠性实验中出现的气缸垫烧损的故障现象。当汽车在高速环道实验时突然出现了水温高的现象，并且发动机的功率也随之下降，并有水在副水箱的溢流口处流出，当发动机怠速运转时，随着发动机的转速提高可以看见散热器水箱内有气泡产生，排烟管有少量的水气排出，通过上述现象我们可以初步判定发动机有气缸垫烧损现象发生。我们拆下缸盖发现气缸口与冷却水道之间有烧损现象。（如图1）另一台发动机则有气缸口与气缸盖螺栓孔之间烧损现象。（如图2） 图1 图2针对上述气缸垫的烧损现象，我们认真的总结了发动机气缸垫烧损的特点，并积极的查找原因，从而更好地预防气缸垫烧损的发生，为4D发动机的改进提供依据。二发动机的气缸垫烧损的特点。

3、1相邻两缸过梁处烧损现象:发动机运转中动力突然下降,转速明显降低;机体抖动严重且排气管有轻微放炮现象;发动机熄火后起动困难或怠速时极不稳定。2气缸口与冷却水道之间烧损现象:发动机运转时,水温突然升高,且转速沉闷,动力下降,冷却水消耗过快;排气管有水气排出,特别是怠速运转时,排出的废气呈淡黄色;曲轴箱油平面升高,润滑油乳化现象严重;散热器加水口处有水锈痕迹。若烧损严重时,大量的冷却水会进入气缸,造成发动机无法起动。3气缸口与润滑油道之间烧损现象:机油压力不稳定以及油温升高过快;润滑油中有气泡,颜色变浅并有柴油味,润滑油氧化变质速度以及消耗过快;柴油机低温时,排气管有大量的蓝烟排出。.4气缸口与气

4、垫边缘之间烧损现象:烧损轻微时,表现为发动机动力下降,加速迟缓,特别是大负荷时尤为明显,怠速时转速不稳且机体抖动严重;烧损严重时,在气缸的中上部能听出有节奏的“嚓,嚓”声。5气缸口与气缸盖螺栓孔之间烧损现象:发动机怠速不稳;气门罩盖处有轻微的“嚓,嚓”声;气缸螺栓(母)经常松动。三引起气缸垫烧损的主要原因(1)气缸垫螺栓松动、拧紧力不均或紧定方法不正确;(2)缸盖翘曲变形以及缸体不平度过大;(3)气缸垫使用过久、弹性不足、质量差、装配不合理;(4)喷油正时过早;燃烧室积炭严重;柴油选用不当;(5)使用不当,如经常空负荷急加速,高温频繁熄火等;(6)柴油机维修、装配质量差等。四针对4D发动机的气

5、缸垫烧损这一问题，我们做了以下分析。1、对于气缸口与冷却水道之间之间烧损现象（如图1），我们在拆发动机的缸盖螺栓时，每一个螺栓都用扭矩扳手进行校核，未发现缸盖螺栓的松动现象，4D发动机的缸盖拧紧力矩为160180N.M，而我们校核时发现有个别螺栓的拧紧力矩为155N.M，拧紧力矩略显不够。所以4D的缸盖垫烧损是由缸盖螺栓在长时间的高强度运转中，螺栓拧紧力矩变小或者螺栓有一定的变形造成的气缸密封不严，使气缸内的高温燃气窜入水道内造成了冷却水温度突然升高，并伴有气泡产生，由于汽车采用的是密闭式水箱，所以有水在副水箱中流出。2对于气缸口与气缸盖螺栓孔之间的烧损现象（如图3），我们在拆发动机的缸盖时，

6、对每一个缸盖螺栓进行校核未发现螺栓松动现象，我们还在每一个螺栓侧面图润滑油，观察是否漏气，发现有个别螺栓有气泡产生（如图4），并在拆卸螺栓时有轻微的“砰砰”声，另外发动机表现出来怠速不稳;气门罩盖处有轻微的“嚓,嚓”声，汽车的动力性下降，加速慢，这一现象说明缸盖垫有烧损，导致气缸密封不严发动机不能有效的做功，并且可燃气体有可能窜入水道、油道，而使发动机性能恶化，最终影响汽车的可靠性实验的顺利完成。图3 图4综合以上分析，我们做了以下的预防措施。五预防柴油机气缸垫烧损的措施1提高发动机的装配质量应做好以下几点:(1)正确装配气缸套气缸套装入气缸前,应彻底清除缸套外表面、缸体座孔上下到承凸肩处内污

7、物和锈迹,做好气缸套与缸体座孔的试配工作;气缸套上平面与缸体上平面的差值,以及同一缸盖下各气缸套之间的高度差必须符合规定要求,如不合适应在缸套凸肩与缸体座之间用垫片调整。气缸套压装过程中,应用专用工具压装,且用力要均匀;严禁在缸套上平面猛打猛敲,以防造成缸口局部变形。 (2)加强气缸盖、气缸体不平度的检验气缸盖翘曲变形或缸体不平度不符合要求,是造成气缸垫屡烧的因素。所以在更换烧损的气缸垫时,均应对其检查。对不平度超出规定要求的气缸盖及缸体,应进行修整以达到技术要求。修整后的气缸盖及气缸套上平面高出缸体凸出量应符合要求,否则应进行调整。(3)正确拆装气缸盖气缸盖拆装是否正确,是延长气缸垫使用寿命

8、,防止气缸盖变形的重要保证。为此应注意以下几点。a.拆卸气缸盖时应在冷机状态下进行,严禁热机拆卸,以防翘变形。拆卸时应从两边向中间对称分多次逐渐松开。b.气缸盖装配应注意清除各接合表面及气缸体螺栓孔内的油污和杂质,并用高压气体吹净,以免造成螺栓对缸盖压紧力不足。为防止气缸盖紧定时螺纹摩擦力影响螺栓扭力的准确度,应在螺栓、螺母以及气缸盖和缸体结合表面均匀涂上一层润滑油(严禁涂抹润滑脂或乱用密封胶)。紧定气缸盖螺栓时,应分34次由中间向四周对称拧紧,最后一次达到规定力矩。(4)正确选用和装配气缸垫气缸垫质量高低及装配方法正确与否,将直接影响其使用可靠性和寿命。所以选用的气缸垫必须符合要求的规格、厚

9、度,表面应平整,包边贴合牢固,且无划痕、凹陷、皱折以及锈铡等现象。由于气缸垫缸口卷边一面有凸出量,对与它接角的平面会造成压痕变形。因此,安装时卷边一面应朝上向易修整的接触面或硬平面(一般气缸盖与缸体均为铸铁时),卷边朝向气缸盖。缸口、油道口以及水孔处的弹性凸筋必须完好。2正确使用和维护柴油机(1)及时检查和紧定气缸盖螺栓柴油机长期运转后,气缸垫受热变形等因素影响,其弹性和气密性会下降,导致缸盖螺栓扭下降或松动。所以务必按规定力矩检查和紧定气缸盖螺栓。 (2)正确选用燃油不同结构类型的柴油机,对柴油的十六烷值也有不同的要求。若选用不合理,不仅造成动力性和经济性下降,同时还会引起柴油机产生大量的积炭或不正常燃烧,导致机体局部温度过高,造成气缸垫及机件的烧蚀等,所以柴油十六烷值的选用必须符合使用说明规定,选取原则一般根据发动机转速确定,如表1。表1柴油发动机转速与十六烷值选取关系转速/ (r/min)1 000以下1 0001 5001 500以上十六烷值304040504560(3)其它注意事项a.及时检查和调整喷油正时;喷油器喷油压力必须符合规定要求,严禁随意调高,且各缸喷油压力误差不大于2%。b.严禁加冷却水长时间运转发动机;尽量避免在大负荷、高温、高速状态下过繁熄火,并禁止在无负荷状态下急加速。结论综上所述我们应在工作中提