汽車檢測(cè)與維修論文

1、汽車柴油機(jī)氣缸蓋故障分析 學(xué) 生 姓 名：周憲錄 專 業(yè) 班 級(jí)：汽車檢測(cè)與維修2010級(jí)一班 指 導(dǎo) 教 師：、王可洲 完 成 日 期：2013年4月28日目錄摘要11.緒論.11.1課題背景.12.氣缸蓋的工作環(huán)境及結(jié)構(gòu)特征.22.1氣缸蓋的工作環(huán)境22.2氣缸蓋的結(jié)構(gòu)特征23.氣缸蓋裂紋與腐蝕的原因分析43.1氣缸蓋裂紋及原因分析43.2氣缸蓋腐蝕及原因分析44.柴油機(jī)氣缸蓋裂紋與腐蝕的處理方法54.1氣缸蓋裂紋的處理方法54.2氣缸蓋腐蝕的處理方法55.柴油機(jī)氣缸蓋的結(jié)構(gòu)改進(jìn)的若干意見66.實(shí)例分析與總結(jié)77.結(jié)論.98.參考文獻(xiàn).10摘要近些年來(lái)，汽車柴油機(jī)上的氣缸蓋故障越來(lái)越令人關(guān)

2、注。在氣缸蓋故障中，又以裂紋和腐蝕最容易發(fā)生也最為常見。作為氣缸蓋故障之一的裂紋直接影響著主機(jī)的整體性能。因此，對(duì)出現(xiàn)裂紋的原因進(jìn)行分析了解，以便能在故障發(fā)生時(shí)迅速做出正確處理，避免不必要的損失。根據(jù)汽車柴油機(jī)的工作原理，有必要提出了一套專門用于分析裂紋原因的方法，以減少盲目查找所帶來(lái)的不必要的工作，從而迅速解決故障。氣缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中工作條件最惡劣的零部件之一，為了準(zhǔn)確判斷氣缸蓋的故障，需要獲得氣缸蓋的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和抗腐蝕性，以及是否有良好的潤(rùn)滑與冷卻。關(guān)鍵詞：氣缸蓋故障；裂紋；腐蝕1.緒論 1.1課題背景氣缸是柴油機(jī)的主要固定部件之一，是燃燒室部件中的主體。柴油機(jī)的工作循環(huán)是在氣缸

3、的工作空間里進(jìn)行的，活塞在氣缸內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)。氣缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中工作條件最惡劣的零部件之一，為了準(zhǔn)確判斷氣缸蓋的故障，需要獲得氣缸蓋的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和抗腐蝕性，以及是否有良好的潤(rùn)滑與冷卻。現(xiàn)代汽車柴油機(jī)一般采用整體式氣缸蓋，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，柴油機(jī)的強(qiáng)化指標(biāo)不斷提高，柴油機(jī)氣缸蓋的問(wèn)題日益顯露出來(lái)。近些年來(lái)，汽車柴油機(jī)上的氣缸蓋故障越來(lái)越令人關(guān)注。在氣缸蓋故障中，又以裂紋和腐蝕最容易發(fā)生也最為常見。作為氣缸蓋故障之一的裂紋直接影響著主機(jī)的整體性能。因此，對(duì)出現(xiàn)裂紋的原因進(jìn)行分析了解，以便能在故障發(fā)生時(shí)迅速做出正確處理，避免不必要的損失。根據(jù)汽車柴油機(jī)的工作原理，有必要提出了一套專門用于分

4、析裂紋原因的方法，以減少盲目查找所帶來(lái)的不必要的工作，從而迅速解決故障。2.氣缸蓋的工作環(huán)境及結(jié)構(gòu)特征2.1氣缸蓋的工作環(huán)境 工作中，氣缸蓋的底面就是燃燒室的頂壁，承受高溫高壓燃?xì)馑┘拥臋C(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。同時(shí)受到緊固聯(lián)接螺栓的安裝預(yù)緊力以及冷卻水和高溫燃?xì)獾母g作用。氣缸蓋觸火底面的工作溫度隨著柴油機(jī)的負(fù)荷增大和冷卻條件變差而會(huì)升高。工作溫度在噴油器孔與氣閥座孔之間的鼻梁區(qū)最高。缸蓋底的觸火面與觸水面之間以及缸蓋中央與四周之間都存在著很大溫差。據(jù)測(cè)量某柴油機(jī)在運(yùn)行時(shí)排氣閥座孔處溫度達(dá)430，最大溫差超過(guò)200。又由于各部分厚度不均、形狀復(fù)雜以及螺栓緊固的束縛，使熱脹冷縮受牽制嚴(yán)重而造成很大的

5、熱應(yīng)力。熱應(yīng)力往往是缸蓋裂紋的主要原因。燃?xì)庀蛏蠈?duì)缸蓋的總作用力的中心在氣缸蓋中央。缸蓋螺栓從四周壓緊缸蓋，故使缸蓋中央上拱彎曲。對(duì)缸蓋底面板壁來(lái)講，上拱變形使觸火面受壓、而觸水面受拉。其作用效應(yīng)與熱應(yīng)力一樣。缸蓋螺栓施于氣缸蓋的預(yù)緊力約為缸蓋底面氣體最高爆發(fā)力的數(shù)倍，以確保緊固密封可靠。在預(yù)緊力及支承力作用下缸蓋也有中央上拱彎曲的趨勢(shì)，也使缸蓋底壁觸火側(cè)受壓應(yīng)力，而冷卻水側(cè)受拉應(yīng)力。由上分析可見，氣缸蓋的工作條件是十分惡劣的。2.2氣缸蓋的結(jié)構(gòu)特征大型低速柴油機(jī)氣缸蓋的構(gòu)造：（1）冷卻水孔離燃燒室卻很近，構(gòu)成“薄壁強(qiáng)背”，可降低熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。（2）氣缸蓋底面為倒錐形，利于換氣和燃燒。（3

6、）兩只噴油器對(duì)稱布置，有利于油霧形狀和燃燒室形狀的配合，確保油、氣良好混合。（4）缸蓋底最下部的內(nèi)圓柱形壁面，使缸蓋和缸套的接合面下移，以便接合處不受火焰的直接沖擊，對(duì)接合面起到保護(hù)作用。（5）冷卻水由接合面的外部進(jìn)入氣缸蓋，消除了冷卻水通過(guò)接合面漏入氣缸內(nèi)部的可能。（6）缸蓋螺栓在圓周上均勻分布，保證缸蓋、缸套受力均布。中速柴油機(jī)氣缸蓋的構(gòu)造：（1）進(jìn)、排氣道左右布置，減少高溫排氣對(duì)低溫進(jìn)氣的加熱作用。（2）進(jìn)氣閥孔比排氣閥孔大，以提高充氣量。（3）缸蓋底板上設(shè)有水平中隔板，可把底板減薄，提高冷卻效果，減少熱應(yīng)力。（4）中隔板通過(guò)氣道、噴油器道與底板相連，使底板得到強(qiáng)有力的支承，提高底板的機(jī)

7、械應(yīng)力。（5）中隔板把冷卻水腔分成上、下兩個(gè)部分，可提高冷卻水流速。（6）缸蓋前后壁開有較大尺寸的孔，用于清潔冷卻水腔中的水垢。3.氣缸蓋裂紋與腐蝕的原因分析3.1氣缸蓋裂紋及原因分析缸蓋產(chǎn)生裂紋的根本原因是熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力周期作用引起的熱疲勞；操作不當(dāng)：起動(dòng)、加速太快或超負(fù)荷運(yùn)行；冷卻、潤(rùn)滑液不足或中斷；突加冷卻水等。維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)：未按規(guī)定上緊螺栓或各螺栓受力不均。3.2氣缸蓋腐蝕及原因分析氣缸蓋底面會(huì)受到高溫腐蝕的作用，尤其是閥座附近較為嚴(yán)重。氣缸蓋的冷卻水側(cè)會(huì)受到冷卻水的電化學(xué)腐蝕，腐蝕嚴(yán)重時(shí)缸蓋會(huì)漏穿。4.柴油機(jī)氣缸蓋裂紋與腐蝕的處理方法4.1氣缸蓋裂紋的處理方法 檢驗(yàn)氣缸體

8、、氣缸蓋是否有裂紋，或某個(gè)水堵蓋的漏水部位，可用290390kPa的水壓，對(duì)冷卻系進(jìn)行加壓試驗(yàn)，查出裂紋的部位。針對(duì)不同部位采取不同的修復(fù)方法。   裂紋處于溫度較高、受力較大部位，如燃燒室及氣門座附近時(shí)，可采用焊補(bǔ)修復(fù)。   當(dāng)裂紋處于溫度不高、受力不大部位時(shí)，均可采用環(huán)氧樹脂膠粘結(jié)修復(fù)。   對(duì)于受力不大的部位，如果有很多細(xì)小裂紋集中在一起，或出現(xiàn)了小漏洞，可采用補(bǔ)板法修復(fù)。   發(fā)現(xiàn)有一只水堵蓋銹蝕漏水，最好將所有的水堵蓋都更換。更換時(shí)應(yīng)注意檢查沖壓的水堵蓋折角處有無(wú)裂痕，若有裂痕不應(yīng)裝用。  進(jìn)行

9、以上任何一種修復(fù)后，應(yīng)再次進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)不滲漏方可裝機(jī)。倘若不具備修理?xiàng)l件和技術(shù)水平，應(yīng)更換新件。4.2氣缸蓋腐蝕的處理方法裝配時(shí)應(yīng)檢查各冷卻水孔是否暢通。定期用堿性溶液清洗冷卻系，及時(shí)清除水垢油污。發(fā)動(dòng)機(jī)正在工作而水箱偶爾缺水水箱內(nèi)應(yīng)加軟水，并盡可能少換水。柴油機(jī)應(yīng)避免長(zhǎng)期在超負(fù)荷下工作。氣缸蓋螺栓要均勻上緊，并正確調(diào)整供油時(shí)間。5. 柴油機(jī)氣缸蓋的結(jié)構(gòu)改進(jìn)的若干意見有關(guān)汽車柴油機(jī)氣缸蓋的結(jié)構(gòu)改進(jìn)眾說(shuō)紛紜，但改進(jìn)的方向主要有幾種：1.應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證承受機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力時(shí)能可靠工作，并保證良好的密封。2.保證高溫部分能得到較強(qiáng)的冷卻，使氣缸蓋的溫度分布均勻，盡可能減少熱應(yīng)力，避免

10、出現(xiàn)熱疲勞裂紋。3.氣道型式與布置，力求空氣流動(dòng)損失小，并根據(jù)需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣渦流。4.清砂孔及工藝孔要合理布置，使整個(gè)氣缸蓋有良好的加工工藝性。5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)稱，在拐彎處圓角過(guò)渡要平滑，而且要便于生產(chǎn)；對(duì)裝在氣缸蓋上的機(jī)件要便于拆裝和維修。6.消除氣缸蓋的應(yīng)力集中。6. 實(shí)例分析與總結(jié)通常，氣缸蓋裂紋都有一個(gè)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，因此，平時(shí)認(rèn)真檢查、仔細(xì)觀察、及早發(fā)現(xiàn)，就能避免機(jī)損事故的發(fā)生。氣缸蓋裂紋檢查主要有3種方法：直接觀察法、著色探傷法、液壓實(shí)驗(yàn)法。1.直接觀察法可根據(jù)冷卻水壓力表指針的擺動(dòng)和膨脹水箱中水位的上下波動(dòng)及有無(wú)氣泄、油漬等來(lái)判斷氣缸蓋是否有裂紋，還可通過(guò)示功閥檢查排氣是否

11、冒白煙或有然燒不良現(xiàn)象來(lái)判斷裂紋發(fā)生在哪一缸。經(jīng)常檢查曲軸箱中滑油油位的變化，若油位升高，油中水分明顯增加，則應(yīng)懷疑內(nèi)有裂紋。2.著色探傷法著色探傷法滲透液是含有紅色顏料、溶劑和滲透劑等成分。具有滲透力強(qiáng)，滲透速度快，顯像時(shí)清晰醒目，洗滌性好，化學(xué)穩(wěn)定性好及無(wú)腐蝕，低毒等特點(diǎn)。顯像劑為氧化鋅、氧化鎂或二氧化鈦等白色粉末和有機(jī)溶劑組成。顯像劑具有懸浮力好，與滲透液有明顯的對(duì)比，顯示缺陷清晰，易于辨別，無(wú)腐蝕性等特點(diǎn)。3.液壓實(shí)驗(yàn)法對(duì)于內(nèi)部微小的裂紋，如冷卻水腔的微小裂紋，用著色法很難檢查，通常做液壓實(shí)現(xiàn)才能檢驗(yàn)出來(lái)。液壓試驗(yàn)法實(shí)質(zhì)上是在模擬使用條件下對(duì)軸承零件材料內(nèi)部有無(wú)缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)的一種無(wú)損檢

12、驗(yàn)發(fā)放。他不需要任何先進(jìn)的儀器，只用一半的專用夾具和具有壓力的氣體或液體。液壓試驗(yàn)前，將待檢驗(yàn)的零件上的孔、洞等全部堵塞，用專用夾具密封零件形成包括檢驗(yàn)部位的密封空腔，注滿液體或氣體后完全封閉，按要求加壓至規(guī)定的試驗(yàn)壓力，保持一定時(shí)間后觀察零件外表上有無(wú)液體滲出或氣體溢出，從而判斷零件有無(wú)裂紋。實(shí)驗(yàn)用液體可用水和油，也可用空氣，以有關(guān)要求而定。試驗(yàn)壓力以零件工作條件而定。柴油機(jī)氣缸蓋冷卻水腔試驗(yàn)壓力為0.7MPa，保持5分鐘。另外，運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)下列現(xiàn)象判斷燃燒空氣零件有無(wú)穿透性裂紋：柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，檢測(cè)員可根據(jù)氣缸蓋或活塞冷卻水表壓力指針波動(dòng)或膨脹水箱水位上下波動(dòng)判斷零件有穿透性裂紋。因?yàn)楫?dāng)氣缸蓋

13、或汽缸套有穿透性裂紋時(shí)，燃燒室中的高壓燃?xì)饩蜁?huì)沿裂縫進(jìn)入冷卻水腔，使冷卻水系統(tǒng)的壓力升高，壓力表指針和膨脹水柜水位均升高；當(dāng)氣缸排氣后壓力低于冷卻水壓力，冷卻水自裂縫進(jìn)入氣缸大量漏泄，冷卻水壓力急劇降低，壓力表指針和膨脹水箱水位又迅速降低。此外，還可以從冷卻水溫升高，淡水消耗量增加，掃氣想有水流出，膨脹水箱的透氣管有氣泡冒出和冷水中有油星等現(xiàn)象進(jìn)一步判斷。曲柄箱中滑油量不正常增多或滑油中水分明顯增加，或滑油迅速乳化變質(zhì)均表明由于燃燒室部件有穿透性裂紋使冷卻水大量漏入。吊缸檢修時(shí)，檢驗(yàn)員應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)觀察各個(gè)零件，如發(fā)現(xiàn)活塞、氣缸蓋和氣缸蓋表面有銹痕，或活塞頂部積水等，說(shuō)明燃燒室零件有穿透性裂紋。4

14、.其他方法在檢修時(shí)，還可用熒光法、磁力探傷法，超聲波探傷法、射線探傷法等多種方法來(lái)檢查裂紋。結(jié)論氣缸蓋對(duì)于汽車柴油機(jī)是一個(gè)十分重要的部件，由于氣缸蓋的工作條件十分惡劣，在正常條件下氣缸蓋出現(xiàn)裂紋是不可避免的。氣缸蓋產(chǎn)生裂紋也是多方面的，只有認(rèn)真對(duì)故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在實(shí)際工作中遇到問(wèn)題應(yīng)從多方面因素進(jìn)行綜合考慮與判斷。此文在分析探討裂紋的原因的基礎(chǔ)上，提出了在使用和保養(yǎng)中減少汽車柴油機(jī)氣缸蓋產(chǎn)生裂紋故障的處理及預(yù)防措施，有利于減少氣缸蓋的故障，保持柴油機(jī)良好的性能，對(duì)于提高汽車柴油機(jī)的整機(jī)壽命和機(jī)械設(shè)備的使用有十分重要的意義。而車輛在行駛期間，柴油機(jī)氣缸蓋產(chǎn)生裂紋主要是駕駛員管理不善所導(dǎo)致。因此，在減少氣缸蓋故障的工作中，提高駕駛?cè)藛T的操作水平，科學(xué)的駕駛與維護(hù)是也是關(guān)鍵，嚴(yán)格按照柴油機(jī)的保養(yǎng)程序和使用注意事項(xiàng)執(zhí)行，定期檢查，及時(shí)維護(hù)，保障車輛的正常使用。參考文獻(xiàn)1王國(guó)治，柴油機(jī)