一、引起气缸盖裂纹和变形的原因
1. 气缸盖经常处在高温高压下工作,裂纹、变形的主要原因是由于局部热应力集中所致
( 1) 气缸盖在工作中所承受的压力和温度变化很复杂,在局部承受巨大压力的同时还承受巨大的交变热应力。进、排气门和座又承受燃烧和膨胀过程的大量热传导,尤其排气门和座还承受高速高温废气的冲刷。由于长期工作,会使铸铁材质改变,强度下降,产生热塑性变形。
( 2) 气缸盖下平面的温度分布不均匀。如各缸活塞对应处的底面温升较快,温度也较高,而缸与缸之间的连接处和水套孔边缘的温度相对较低。这就使气缸盖下平面工作时温度分布不均匀,产生一定的温差。
( 3) 还由于气缸盖下平面的结构较复杂,壁厚不一,因此,其各部的冷却效果和机械强度就不一样;气缸盖铸件本身还存在一定的残余铸造应力,加之温差的存在,便容易产生局部热应力集中的现象。
2. 使用和修理中的不良因素影响
( 1) 由于长时间的使用和工作条件不良,会使水
套内沉积水垢和油污,使气缸盖的导热性能变坏。一是冷却水不清洁或常用硬水,使气缸盖水套壁面形成硬壳; 二是水泵轴承加注黄油过多堵塞了水泵泄水孔,当水泵轴后端的水封损坏时,黄油便渗入水套; 三是润滑气门摇臂的机油由气缸垫处渗入水套,时间长了,易使水套内积附很厚一层污垢。实际检查发现,涡流室周围和进、排气通道周围,因为该两处水道狭窄,水流不畅,也易积聚污垢。水套内污垢的产生,影响了传热,会使气缸盖下平面温差增大,因而会引起局部更大的热应力集中,加速裂纹、变形的产生。
( 2) 使用中冷却水不足,风扇皮带过松,风扇叶片装反,未安装阻风圈,或水箱散热芯被污物堵塞时,会导致冷却水温偏高,冷却效果变差,从而引起发动机过热,使气缸盖和气缸体接触平面产生局部高温,引起裂纹或变形。
( 3) 喷油量或喷油压力过大过小,喷油时间过早过晚,或发动机长时间超负荷运转等原因,也会使气缸盖工作平面的温差增大而导致裂纹或变形。
( 4) 不按规定顺序拧紧或拧松气缸盖螺母,或在拧紧气缸盖螺母时的扭力矩不一致,使气缸盖产生局部内应力,引起变形。
( 5) 在高温下拆卸气缸盖,或缺水“开锅”时骤加冷水等原因,使各部冷却速度不一,引起裂纹或变形。
( 6) 燃油中含有水分,在高温高压下易产生有机酸,使气缸套对应的气缸盖部位产生腐蚀麻点,高温燃气腐蚀处向外处扩散产生局部高温而引起裂纹或变形。