二、气缸盖维修技术要领
气缸盖是发动机的大型基础部件之一,价格很贵。气缸盖的一面与气缸体组成了气缸,另一面则安装了配气机构等多种装置,工作条件十分恶劣。除了发动机发生“捣缸”事故造成气缸盖严重损坏外,气缸盖本身还容易发生变形、裂纹、腐蚀以及螺纹孔损坏等损伤,维修起来比较麻烦。
归纳起来,气缸盖的常见损伤及其产生原因有以下几方面:
①变形。如果气缸盖的下平面翘曲变形,将导致气缸盖与气缸垫平面不能完全贴合,会造成气缸密封不严而漏气,直接后果是气缸的压缩压力降低,发动机的功率下降。
气缸盖平面发生变形,往往是由于拆装不当,引起气缸盖底平面出现翘曲。气缸盖平面的变形量可以使用钢直尺和塞尺进行测量。
②裂纹。气缸盖产生裂纹,是由于发动机散热不良或者热负荷不均匀,形成较大的热应力等原因引起的。气缸盖的裂纹一般出现在进气门座圈与排气门座圈之间以及涡流室表面,裂纹将造成燃烧室的高温高压气体与冷却液或者机油之间的相互窜通。
③腐蚀。由于冷却液所含的杂质较多,经过电化学作用,引起水道壁逐渐被耗损,进而穿孔,它可能引起冷却液进入燃烧室等故障现象。
④滑扣。“滑扣”是螺纹损坏的俗称。不少发动机采用铝合金气缸盖,在气缸盖上安装有喷油器(或火花塞),在拧紧喷油器的固定螺栓时,如果用力超过规定的拧紧力矩,或者螺纹孔不干净,很容易造成螺纹孔“滑扣”,导致气缸盖无法压紧气缸垫。
1.气缸盖变形的预防及修理措施
①拆卸和安装气缸盖,必须在冷却状态下进行,千万不可一停机就马上拆卸气缸盖。
②拆卸和安装气缸盖螺母一定要按照《使用说明书》的规定,遵循“对角、交叉、分几次”的原则进行。一般来说,旋松气缸盖螺母时,应当从两边开始,拧紧气缸盖螺母则应当从中间开始(图1-3)。
图1-3 气缸盖紧固螺栓的拆装顺序
③拆卸被积炭粘结的气缸盖,不要使用一字槽螺钉旋具和撬棒插入隙缝硬撬,可以采用木锤敲击气缸盖的四周,使粘结的积炭有所松动,然后再进行拆卸。
④在铰削气门座圈和更换铰刀时,不要将铰刀的刀杆在气缸盖接合面上乱砸。
⑤如果气缸盖的翘曲量过大,可以放在平面磨床上进行磨削,或者在钻床上安装专用磨头磨削,或者在铣床上铣平。铝合金气缸盖最好采用铣削加工(可以不用冷却液)。无论采用哪种加工方法,其最大切削量不得超过1mm,否则将影响气缸的压缩比。经过加工后的气缸盖,其下平面的平面度公差应符合下面的要求:在50mm×50mm的范围内为0.02mm,在整个气缸盖平面内为0.10mm。
2.预防气缸盖裂纹的维护要点
①避免发动机骤冷骤热。当发动机满负荷工作并发现散热器脱水时,不要急急忙忙添加冷水,应当立即减小负荷,让发动机怠速运转,等待机体温度降低以后,再添加温水。
如果发动机难以起动,应当及时检查和维修,绝对不能采取先起动发动机,然后再加冷却液的办法。
在冬季,作业结束后,不要立即让发动机熄火,应当使发动机怠速运转一会儿,让发动机降温以后再熄火。
②防止发动机局部过热。例如,要避免发动机长时间超负荷运转,要认真清理冷却系统的杂质和水垢,要及时清除燃烧室和气门座等处的积炭。
③注意防止气缸盖冻裂。当气温低于5℃时,夜间停放要放尽发动机水套内的冷却液。请注意:排放发动机冷却液时,应当将散热器盖打开,否则冷却液可能放不尽。放尽冷却液以后,再给发动机盖上保温被。在北方的严寒季节,应当向发动机的冷却系统添加浓度合适的防冻液,而不能使用清水。
3.气缸盖水道腐蚀或漏水的预防及修理
①加入冷却系统的冷却液,必须是清洁的软水,如雨水、河水以及经过煮沸和沉淀后的水,不要使用井水、泉水等含矿物质多的水。最好使用商品冷却液。
②如果水道壁因穿孔而漏水,而且无法焊补,可以找几根软金属丝(熔丝或者铜丝),将它们并紧在一起,然后砸成锥形,涂上粘补胶,再穿入孔洞中,最后轻轻敲击,可以临时应急防漏。
③如果气缸盖的螺纹工艺水堵因腐蚀而松动并漏水,可以将它拆下来,在螺纹部位涂抹密封胶,然后再装上。对于圆形的堵片,可以用圆头锤敲击中间,使圆形堵片稍微向外扩张,这样能够使堵片的四周压紧,就不会漏水了。
④对于铝合金气缸盖水道边缘产生的腐蚀,如果腐蚀较轻,可以在清洁以后,涂上环氧树脂胶加以保护;如果腐蚀较重,可以采用镶补的办法。镶补方法是:在钻床上将腐蚀的水道口加工成深度为3mm左右的台阶或长圆孔,用4mm厚的铝板加工成与孔洞形状相同并留适当过盈量的补件,然后将补件嵌入孔内,修整后再钻出水道。补件也可以用有机粘接剂或无机粘接剂粘补。
4.气缸盖螺纹孔损坏的修理方法
气缸盖上有许多螺纹孔,在反复的拆卸和安装过程中,这些螺纹孔的螺纹往往受到损伤。对于气缸盖上的喷油器(或者火花塞)的安装螺孔,其螺纹损伤应不多于1牙,其余螺孔的损伤螺纹应不多于2牙,否则应当进行修理。一般采取护孔、攻螺纹或者重镶螺纹套等方法。镶套的材料应当与气缸盖的材料相同,螺纹套内孔螺纹的规格应当与固定螺栓的螺纹相同。
5.涡流室镶块的维修要领
有的95型柴油机的气缸盖上设置了一个镶块,该镶块上不仅有主喷孔,而且有一个起动喷孔。柴油机起动时,由于曲轴转速较低,涡流室内空气的涡流强度较小,部分燃油穿过起动喷孔(图1-4),直接喷射至活塞顶中间温度较高的部位。如果这一小孔被堵塞,将导致柴油机难以起动。
图1-4 某型柴油机涡流室镶块剖面
(1)起动喷孔堵塞的常见原因
如果柴油机压缩力良好,又能听到清脆的喷油声,但是起动不了,往往是起动喷孔被堵塞。该小孔经常堵塞的根本原因是形成了积炭,具体原因有以下几点:
①燃油雾化不良或者烧机油,因而产生过多积炭。
②使用的喷油器针阀偶件不符合规定(例如喷雾锥角大于4°)。
③镶块的安装方位不准确,起动喷孔没有位于主喷孔与气门之间,或者位置偏斜太大。
④镶块装反,柴油喷不进燃烧室。
⑤起动喷孔内壁加工粗糙,甚至呈现阶梯形。
⑥柴油机的喷油时间过迟。
(2)防止起动喷孔堵塞的主要措施
①确保装配位置正确。安装燃烧室镶块时,必须使起动喷孔正对着喷油器的喷孔,从外部看气缸盖底面,起动喷孔应当位于两个气门的对称线上,或者偏向进气门2°左右。为此,可以采取以下方法加以验证:拆开喷油器,取出其调压弹簧、顶杆和针阀(保留针阀体),再装回气缸盖,然后检查调压螺母上的回油孔、针阀体喷油孔以及镶块的起动喷孔三者是否在一条直线上。
②正确维护柴油机,避免发生燃油燃烧不完全、烧机油以及柴油机超负荷等现象。
③如果起动喷孔已经堵塞,可以拆下气缸盖,取出喷油器,用一根直径约3mm的钢丝磨成锥形,然后从喷油器安装孔伸入,仔细地加以疏通,最后将起动喷孔清洗干净。不能在柴油机上直接疏通,因为这样会使清理下来的积炭全部进入燃烧室,将增加活塞、活塞环以及气缸套等零件的磨损,而且在柴油机上盲目地乱通,容易使起动喷孔扩大而造成起动困难。