发布时间:2019/4/30 9:27:13
汽缸套断裂的判断方法及故障原因
内燃机在工作中有时会出现汽缸套裂纹的故障,此时故障的症状往往与烧汽缸垫相似,水箱加水口处向外冒气泡,油底壳里有水,汽缸套里有水锈。现以4115型柴油机为例,简述这种故障的判断方法。
柴油机运转时,时有时无的沉重敲击声(不同于供油时间过早的声音),发声点在某个缸的上部,与曲轴折断的声音相似(曲轴折断的发声点是在柴油机的下部,其响声更大些)。当切断与有裂纹的汽缸套邻近的一个或2个缸的供油时,敲击声明显连续。
柴油机停车后,拧开油底壳的放油螺塞,若发现有水流出,则要拆下汽缸盖检查汽缸垫是否有破损。若缸垫良好,再检查汽缸套。拔出汽缸套,敲击与铸点相对应的缸套外表面,若缸套发出沙哑声,仔细观察就会发现裂纹的所在之处,而且此时裂纹附近还往往会有被废气冲蚀的黑色烟迹。
汽缸套除了会产生局部裂纹的故障外,以X2105型柴油机为例,若装配时汽缸套压入汽缸体中不垂直,有倾斜状况,产生了额外应力,易导致汽缸套下部开裂。除此之外,汽缸套有时还会出现“刷台”事故,即在汽缸套上部的台肩处发生整齐的断裂。取出破缸套,可见断口在汽缸套凸肩与上安装带之间。裂纹的延伸使汽缸套断成两个半截。
造成汽缸套断裂的原因多种多样,具体分析,一般常见原因有以下几点:
(1)汽缸套本身质量不好。汽缸套经常处在高温高压下工作,其上部冷却又不充分,当汽缸套截面改变处(如凸肩处)并不是圆角过渡,或有明显刀痕、裂纹时,在交变负荷下此处易产生应力集中,因而在凸肩的周围方向产生微观疲劳裂纹,并且逐渐扩展以致断裂。此外,若汽缸套在制造时没有很好地进行退火处理,也会导致使用不久即产生裂纹。
(2)运行操作不当。如果内燃机在运转过程中,发生冷却水或机油量不足,甚至断水或断机油的情况,会使机器过热。在这种情况下,若突然加入冷水使汽缸套骤冷收缩,易产生裂纹。冬天在寒冷地区若忘了将汽缸套外围水道中的水放掉而结冰时,也会冻裂汽缸套。
(3)错用汽缸垫。以CC195型柴油机为例,这种改进型的内燃机汽缸套与原S195型柴油机汽缸套的结构不相同,在汽缸套与汽缸垫的配合平面上加工出一圈内缘凸台,凸台的高度是1mm,径向厚度是2mm。这种汽缸套只能配用内孔径为99mm直径的汽缸垫,若误用直径为97mm的原S195型汽缸垫,就会压坏汽缸套。同样道理,以X4105型柴油机为例,装配汽缸垫片时,要特别注意垫片孔径为119.4mm的孔,必须套在汽缸套凸台直径为117.4mm之外,绝不允许压在此凸台上,否则汽缸套也将会因受过大的弯曲应力而断裂。
(4)汽缸套凸肩平面或汽缸体承压面与汽缸中心线不垂直,汽缸套装入汽缸体后,台阶下平面一边靠上汽缸体承压面,另一边悬空。此时汽缸盖一拧紧,常会引起压断事故的发生。
(5)凸出量过高。汽缸套装入汽缸体后,汽缸套的止口平面应稍微高出汽缸体平面,以保证压紧汽缸垫后的密封性。但是若凸出量过高,在拧紧汽缸后,也容易将汽缸套台阶剪掉一圈,通常此值在0.05~0.20mm范围内变化。
为此以6135型柴油机为例,在安装汽缸套时,应先不装橡胶防水圈,将汽缸套擦干净后放入汽缸体内,认真测量各汽缸套高出汽缸体平面的尺寸。如不合适,可将各汽缸套换位调整找平。换位后如还过低,可找一个旧汽缸垫拆开,将铜皮剪成垫圈,垫在汽缸套凸肩下部,使其垫高,也可对汽缸体台肩平面进行铣削,增加台肩深度。
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