气缸垫烧蚀故障：原因分析与预防

2023-09-23 理论教育版权反馈

【摘要】：常见气缸垫烧蚀是由于高温高压燃气冲击气缸垫，烧坏包口、护圈及石棉板，导致气缸漏气，机油、冷却液窜漏。气缸盖装配前应在平板上检查其工作面的平面度，最大不得超过0.15mm。当气缸垫损坏严重时，可在气缸盖与气缸体接合处发现气泡冒出，则气缸垫密封失效，应更换气缸垫。

气缸垫（图8-13）装于气缸盖与气缸体之间，通过气缸盖螺栓保证气缸的密封，防止燃气、冷却液和机油窜漏。它必须严密密封气缸内所产生的高温高压气体和贯穿气缸垫的具有一定压力流速的冷却液与机油，并能经受住水、气和油的腐蚀。常见气缸垫烧蚀是由于高温高压燃气冲击气缸垫，烧坏包口、护圈及石棉板，导致气缸漏气，机油、冷却液窜漏。出现冲蚀气缸垫故障时，柴油机动力性下降，气缸压力不足；严重时出现化油器回火，排气管放炮现象，应立即更换气缸垫。

图8-13 气缸垫的结构示意图

1.气缸垫烧蚀故障现象

1）气缸垫的两缸缸沿之间烧损：柴油机动力不足，汽车行驶无力，加速性差，取下空气滤清器，柴油机怠速时，进气管口可听见“啪啪”声。

2）气缸垫烧损部位与水套孔相通：散热器出现冒气泡、开锅，排气冒白烟。

3）气缸垫烧损部位与油道相通：部分机油会窜入气缸内烧蚀掉，排气冒蓝烟。

4）气缸垫烧损部位与外部大气环境相通：柴油机动力性差，经济性恶化，并且从垫的破损处发出激烈的“噼噼”声。

2.气缸垫烧蚀的原因

气缸垫烧蚀的主要原因及其防治措施分析如下。

（1）气缸盖及螺栓的影响

①气缸盖螺母的拧紧力矩过小、各螺母未按对角线顺序均匀地拧紧或者气缸盖螺母拧紧力矩过大引起螺栓产生塑变，都会使气缸垫不能在气缸盖与气缸体之间被严密压紧，导致工作时高温高压燃气从气缸中冲出烧坏气缸垫。因此气缸垫在装配时对气缸盖螺母必须以规定力矩按交叉对称顺序分3次均匀拧紧，并且在拖拉机投入工作1～2个班次后还应当检查各螺母的紧固情况。

②气缸盖螺栓松动或缩颈拉长，造成气缸盖与气缸垫接合面上各处压力不一致，甚至个别部位出现缝隙，致使高温高压燃气从该缝隙窜出，多次在同一部位冲坏气缸垫。如发现个别螺栓松动，可将该螺栓从气缸体螺栓孔中拔出，将该螺孔扩大，并配制一根下端螺纹部分加粗的螺栓换上使用。气缸盖螺栓规定用冷拔不退火的40号钢或45号钢制造。

③气缸盖和气缸体的工作面粗糙度加大，也会导致气缸垫在工作时产生漏气而被冲坏。气缸盖和气缸体工作面的粗糙度Ra≤6.3μm，大于此值时应研磨工作面使其符合要求。

（2）气缸套凸台的影响

①装配时，气缸套台肩的突出量过小，致使气缸盖螺母拧紧后不能使气缸盖通过气缸垫压紧气缸套，使工作时高压高温燃气从气缸中冲出烧坏气缸垫。因此气缸套凸台的安装突出量必须符合技术规定，若突出量过大时，可在气缸套凸台下面垫上适当厚度的铜皮垫圈。

②气缸套凸台的下倒角太大，初装时测量凸台的安装突出量符合要求，但是当气缸盖压紧后，气缸套下移，造成其安装突出量过小，从而引起冲气缸垫故障。因此装配前必须对气缸套凸台形位尺寸进行检查，发现其下倒角太大时应更换同一组别的标准气缸套。

③气缸套凸台上平面不平，致使装配后气缸套受压不均，不能严密密封燃烧室，工作时高压高温燃气从气缸内冲出烧坏气缸垫。如不对气缸套凸台平面进行整修，只是更换气缸垫，则换上的气缸垫会连续被冲坏。如果气缸套凸台圆周高度不均，应车削气缸套凸台的上平面，保证气缸套凸台上平面的平整。

（3）加工、安装、维护不当

①气缸垫厚度不均。气缸垫中所包的石棉材料厚度不均匀，或各孔的形位尺寸精度不够，安装时气缸垫受损，致使工作中漏水、漏气，冲坏气缸垫。所以更换气缸垫时要购买正规产品，以保证产品质量。由于拖拉机的不断更新，气缸垫的结构也有所变化。如东方红_-75/802拖拉机早期的气缸垫厚度为2mm，冷却涡流室的月牙水孔的宽度为16mm。目前生产的气缸垫厚度为1.6mm，月牙水孔的宽度为12mm，即增大了该孔到气缸中心的距离，减少了气缸垫在该部位被冲坏的可能性。

②气缸盖加工与装配误差过大。由于气缸盖制造不良或使用不当产生变形，致使气缸垫不能被严密压紧，工作时在漏气、漏水的冲击下损坏。这时仅仅更换气缸垫会继续被冲坏，而且由于多次发生冲击气缸垫故障还会使气缸盖或气缸体工作面上出现麻点和凹坑，更加大了以后冲击气缸垫的可能性。气缸盖装配前应在平板上检查其工作面的平面度，最大不得超过0.15mm。若大于此值可用刮研或磨削的方法修理。处理气缸盖或气缸体工作面上的麻点和凹坑，可取废气缸垫内的石棉在温水中浸一下砸成糊状，涂在麻点和凹坑处，然后修理平整即可使用。

③发动机过热。由于发动机使用维护不当，工作时经常产生过热，导致气缸垫长时间在高温下工作使其弹性丧失，产生漏气、漏水而被冲坏。为此，平时必须正确使用和维护发动机，消除能引起其过热的各种因素。

另外，在拆装气缸垫时应注意表面平整，衬料均匀，无烧蚀现象。安装时应将光滑的一面朝向机体，否则容易被燃气冲坏。

3.气缸垫烧蚀故障的诊断

使用中除了通过检测气缸压力判断气缸垫是否烧蚀外，还可取下散热器盖，起动柴油机中速运转，观察散热器内有无气泡冒出。若发现散热器加水口不断有气泡冒出，则气缸垫烧蚀。或其水面波动随柴油机转速提高而加剧，同时有水喷出，则为气缸垫水道周围部分冲毁。这时可逐缸断油查出不工作的气缸，拆下排气管后起动柴油机，观察是否有水或水蒸气从排气口喷出，即可确定气缸垫是否烧损。

柴油机工作时，用手沿气缸垫四周移动，若感觉到有气体冲手，则气缸垫烧蚀。当气缸垫损坏严重时，可在气缸盖与气缸体接合处发现气泡冒出，则气缸垫密封失效，应更换气缸垫。

使用中当发现散热器中水位下降较快，拔出机油尺检查发现机油中有水（机油颜色发黄甚至发白），则气缸垫漏水；另外散热器中冷却液温度上升太快，经常开锅，加水口翻水花，而进水管无凹瘪现象，冷却液无明显消耗，则气缸垫漏气，遇上述现象应予更换新气缸垫。

4.气缸垫途中烧蚀急救措施

行车途中发现气缸垫烧损，又无备件时可采取以下急救措施：将气缸垫拆下来认真检查，若是冲坏一道小口，可用烟盒内包装锡纸、废容电器内锡铂或石棉线等物填补在冲坏处，并仔细敲平压实即可；若冲坏面较大，可用干牛皮垫或从废气缸垫相同部位剪下一块贴补代用，车辆回场后重新按技术规范修复。

5.气缸垫的使用维护

使用中，气缸垫应在高温高压气体作用下具有足够的强度，不易损坏：还要具有耐热、耐腐蚀特性；有一定弹性，能补偿接合面的平面度，具有良好的密封性；拆装方便不粘缸及使用寿命长。目前广泛使用的是石棉气缸垫，其结构为石棉中间夹有金属丝，水孔周围用铜皮镶边，燃烧室孔铜皮镶包，以防高温烧蚀。装用维护时须注意以下事项。

1）拆卸气缸盖螺栓更换气缸垫时，必须在柴油机完全冷却之后进行，以免气缸盖挠曲变形。

2）检查气缸垫表面有无凹陷、凸起、破损等；检查气缸盖和气缸体平面度是否符合要求，然后将气缸垫、气缸盖和气缸体清洗干净，用高压空气吹干，以免污物影响密封。

3）选用的气缸垫必须是符合要求（规格型号）、质量可靠的原厂配件，安装注意其上下朝向标记，以防装反，避免人为故障。

4）按技术规范拧紧气缸盖螺栓，由中央向两头对称扩展交叉进行，分2～4次拧至规定的力矩；再在热车状态下紧固一次更为可靠。

5）气缸盖螺栓锈蚀拆不下来时，千万不要用铁器硬撬，以免损坏气缸盖，可向气缸盖螺栓孔中注煤油浸泡片刻，即可顺利拆下。

6）气缸盖保管不妥、拆装不慎会造成气缸垫破损变形；安装时清洗不净将导致气缸垫工作不良、密封不严而造成人为故障，必须引起重视。

6.故障案例

冲气缸垫是柴油机的常见故障。冲气缸垫有多种形式，共同点是有异响。由于气缸垫被冲击的程度不同，产生的异响也不同。举例说明如下。

一台推土机在冷起动时，发生“当、当”两声敲击声，并先冒出一股白烟，待冒出黑烟后柴油机才着火；突然加大油门时也有敲击声，油门稳定后异响基本消失；若反复突然加大油门时，仍有敲缸声。进行单缸熄火检查时，发现异响出在第6缸。怀疑是喷油器喷油嘴偶件被卡滞。拆下检查，结果正常。拆下第6缸的气缸盖时，发现气缸垫有烧黑现象，原来该气缸的气缸盖螺栓很紧（拧紧力矩达250N·m），而气缸盖与气缸垫却没能压紧，原因是机体上有一水堵高于机体的上平面。更换气缸垫，并使水堵高度低于机体上平面，装机后异响消失，柴油机运转正常。

另一台推土机的现象是柴油机在怠速时，有“吭、吭”的响声；当第5缸断油时，响声减弱直到消失。曾怀疑是第5缸怠速油量大所致，但调小也无济于事；大、中油门运转时，异响并不明显；气门间隙正常。起动柴油机猛加油门时，出现“当、当”的敲击声，反复加大油门，发现第5缸的气缸垫处有烟冒出。经检查，故障是该气缸的气缸垫被烧蚀造成的。

还有一台推土机，有负荷时响声明显；中小油门且无负荷时，异响不明显；反复施加负荷时，响声明显，而且第3缸、第4缸的气缸盖之间冒气。单缸熄火检查时发现第3缸的气缸垫被烧。更换气缸垫后，故障排除。

气缸垫烧蚀故障：原因分析与预防

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