国Ⅲ柴油机连续冲气缸垫故障：典型案例分析

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：一台东风EQ1145F19D配置YC6108柴油机，柴油机三级保养时更换了气缸垫后，一个月就接二连三冲坏烧蚀气缸垫，而且气缸垫的烧蚀部位均不在同一位置。而YC6108柴油机气缸垫采用钢架乳胶石棉板为主体材料，缸孔采用钢皮包边，水油孔均采用铜皮包边。该车柴油机屡次出现的冲缸垫，肯定事出有因，只是未找到根源所在。⑤一个小小的气缸垫，总是出现屡屡烧蚀故障，严重影响了车辆的正常运行。

一台东风EQ1145F19D配置YC6108柴油机，柴油机三级保养时更换了气缸垫后，一个月就接二连三冲坏烧蚀气缸垫，而且气缸垫的烧蚀部位均不在同一位置。

据用户讲：在未保养前气缸垫从没有出现冲坏烧蚀，而保养时安装气缸垫也是格外注意，基本按照技术要求装配的。气缸盖的螺栓拧紧顺序、拧紧力矩、气缸垫片正反面贴合面、缸套凸出机体上平面尺寸、缸盖的平面度、以及供油时间都注意到了。似乎装配时该检查的项目都做了，于是怀疑气缸垫本身的质量出了问题。

气缸垫出现质量问题，多是垫厚度不够、厚薄不均，卷口不平整，弹性不足，材料不好，表面不平整，使缸盖压不紧气缸垫所致。而YC6108柴油机气缸垫采用钢架乳胶石棉板为主体材料，缸孔采用钢皮包边，水油孔均采用铜皮包边。周围用橡胶O形圈密封，厚度在1.5mm左右，质量可靠，经济耐用，使用至今从未出现上述问题。

该车柴油机屡次出现的冲缸垫，肯定事出有因，只是未找到根源所在。为了弄清事情的真相，本着对厂家及用户负责的态度，维修人员随用户到现场按照YC6108缸盖、缸体等零部件技术要求进行了检测。实测气缸盖变形量，平面长度未超过0.15mm；气缸体顶平面的平面度允差值（100mm长度上）0.04mm，气缸套凹肩对机体顶面凹出量值0.07～0.11；气缸盖底面平度允差值（使用极限≤0.05），规定值（100mm长度上），0.025，（修理极限>0.025）均在技术数据范围内。

之后，专业维修人员现场观察用户的安装过程，发现用户自认为“正确操作”的气缸盖拧紧方法，实质是完全错误装配，这是造成屡屡冲气缸垫根本原因。主要原因如下：

①拆卸气缸盖分解不到位，YC6108柴油机缸盖结构是合金铸铁分块式三缸合用一盖，前后两块气缸盖可以互换。柴油机在运转时，气缸盖承受很高的热负荷和机械负荷，气体燃烧时最高瞬间压力可达8.0～10.0MPa，最高温度可达2200～2500K，气缸盖的几何形状复杂各部分受热不均，因此在气缸盖中存在着较高的热应力；同时还承受气缸盖螺母或螺栓预紧力。

机械应力和热应力都较大，为保证气体压力和热应力作用不致发生气缸盖翘曲，接合面有良好密封性，通常在缸径较大的多缸柴油机中采用分块式缸盖，YC6108就是两块气缸盖，气缸垫为一体式密封件。然而，该维修人员将此机气缸盖误认为是整体式缸盖，因此拆卸缸盖时，将螺栓固定挂靠气缸盖上进、排气歧管连体拆下，使进、排气歧管支承两块缸盖，大致一看，气缸盖就像一对“连体婴儿”，而缸盖左侧进气歧管和右侧的排气歧管使用中承受热应力不同，排气管这边承受交变热应力大，势必影响进排气管在各管上的法兰面往往因歧管变形而不可能处于同一平面内。然而变形的进、排歧管支承固定气缸盖也会发生翘曲变形，造成气缸盖和机体接合面不严。

②维修人员在习惯性错误的指导下，紧固缸盖螺栓顺序也随之发生了错误。众所周知：气缸盖的紧固件选用螺栓用来紧固气缸盖、气缸垫和机体的。它的分布位置对于缸盖、缸垫、缸体的受力情况、密封的可靠性以及气缸套的变形大小都有一定影响，所以在每个气缸的四周，均匀分布4个气缸盖螺栓，这些螺栓围绕气缸中心线几乎按等角多边形分布。为保证密封可靠，气缸盖螺栓所受预紧力矩较大。在装配时，对气缸盖螺栓拧紧力矩大小及顺序要严格控制。第1次为80～90N·m，第2次为140～180N·m，第3次为210～250N·m，最终的拧紧力矩为（230±20）N·m。

③对整体式缸盖而言拧紧缸盖螺母顺序由中间向两端对称交叉外延伸，相对来说是正确的，而维修人员已习惯于整体气缸盖的紧固作法，由中间向两边顺序交叉紧固。而该机气缸盖的中间部位恰好是两个缸盖（1～3缸和4～6缸）连接部位，这样紧固气缸盖螺栓就等于由一端向另一端依次拧紧。也就造成气缸盖受力不均，紧固不到位的问题。

气缸内的混合气爆发时，缸盖螺栓承受的拉力突然增加，作用在气缸垫上的压紧力矩发生释放和损失，气缸垫没有被均匀压紧，造成气缸垫的压缩变形，使缸垫在压紧过程中的平顺和密封得不到保证。气缸密封不严，高温高压气体从压紧力较小的部位冲出而烧蚀气缸垫。

④故障根本原因找到了，将气缸盖上的进、排歧管拆卸分解，将两块缸盖分别安装到位，重新按技术要求和拧紧顺序操作（注意：YC6108柴油机的气缸盖分前、后两种类型，不能相互换位。气缸盖紧固螺栓正确的拧紧方法是：先交替拧紧1～3缸的紧固螺栓，然后再交替拧紧4～6缸的紧固螺栓，详见图8-23所示），起动柴油机，车辆运行了一月多时间，再没有出现气缸垫烧蚀损坏故障。

⑤一个小小的气缸垫，总是出现屡屡烧蚀故障，严重影响了车辆的正常运行。它提示维修人员，在维修作业中不要忽视细小情节，更换气缸垫时更不要认为这是一种简单的拆装工作，从某种程度上讲，也是一项慎之又慎的有一定难度的作业。从思想上重视起来，就能防止出现低级错误，这样才能确保更换后气缸垫的使用寿命。

图8-23 YC6108柴油机气缸盖紧固螺栓的拧紧顺序

国Ⅲ柴油机连续冲气缸垫故障：典型案例分析

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