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摘要:针对工程机械在使用过程中发生的气缸体、气缸盖变形、开裂等现象,本文从使用、维护、保养等为出发点,总结、归纳出了几点常见的引起发动机气缸体、气缸盖发生裂变的原因,并针对不同原因提出了相应的预防措施,有效的防止气缸体、气缸盖发生裂变,保障了工程机械的工作效能。
关键词:发动机;气缸体;气缸盖;变形;裂变;预防措施
发动机是工程机械的动力源,也称之为工程机械的“心脏”,发动机性能的好坏直接影响工程机械的性能,影响工程机械工作效能的提高。因此,保证发动机处于良好工作状态便显得十分重要。
在笔者从事工程机械教学的几年里遇见过几起工程机械因使用不当或保养维护不当等诸多原因引起的气缸体或气缸盖开裂、变形的故障,总结了一些常见的气缸体或气缸盖发生裂变的原因及其相应的预防措施,在这里我们介绍几种预防发动机气缸体和气缸盖发生裂变的方法,供大家参考。
1.水箱“开锅”时不宜突加冷水
水箱“开锅”发生在水冷式发动机,多发生于天气炎热或机械长时间、高负荷工作时。当水冷式发动机的水箱“开锅”时,冷却水会大量蒸发造成冷却水水量不足,此时位于发动机上部的缸盖更易因冷却水箱缺水而温度急剧上升,有时甚至连发动机外表的油漆都被烧掉,可见气缸盖此时温度之高。如果此时突然向水箱添加冷水,缸盖会因骤热骤冷而产生裂变。因此,为防止气缸盖因骤热骤冷导致发生裂变,正确的做法应让发动机低速运转一会儿,等待机温下降、冷却水不再沸腾时,方可小心地打开水箱盖添加冷却水。需要提示的是,如果水箱内原加的是乙二醇防冻液,则水箱“开锅”后只需添加清水,这是因为乙二醇的沸点为197℃,比水的沸点高得多,冷却水沸腾时蒸发的全是水,故只需添加补充清水即可。
而对于风冷式发动机,当其风扇转速不够或缸盖散热片被油泥堵塞时,温度也会迅速上升,同样会引起气缸盖产生裂变。此时应排除故障后再工作,以免因散热扇散热效率降低、机体温度过高而引起气缸盖产生裂变。
2.不宜让发动机干启动后再加水
在天气寒冷的冬季机械停放在室外时,往往会将水箱内的冷却水放净防止机械因低温冷却水冻结造成机械损坏,而有些水冷式发动机经长期使用后启动性能较差,不易启动,尤其是到了天气寒冷的冬季,由于气温降低,更难启动。此时应先加热水预热发动机后再进行启动,但有些驾驶员违反操作规程、贪图省事常采取干启动后再加冷却水的办法,这对发动机来说是十分有害的,同样会造成气缸盖产生裂变。这是因为气缸内燃油燃烧后,倘若水道内无水冷却,气缸盖局部温度可达800℃以上,此时如果加入冷水,气缸盖会因突然收缩而产生裂变。为此,应严格按照操作规程做好发动机入冬前的换季保养,以提高气缸压力和保证燃料系处于良好性能状态,并且在启动排净冷却水的车辆时最好按照先加热水预热发动机而后再启动的流程操作,以利于发动机的冬季启动。另外,当气温很低时,还可采取给机油预热、热水浇泼喷油泵和喷油器,以及喷射启动液等辅助方法来帮助发动机启动。
3.冬季重负荷作业后不宜立即放水
对于采用水作冷却液的发动机而言,冬季工作完毕后,为防止冻裂发动机应必须将水箱内的冷却水放净,但发动机重负荷作业后,由于机温很高,如果此时立即排空水箱内的冷却水,铸造的缸盖会因温度迅速下降、内应力不均而产生裂缝。为此,应先让发动机空转,待机温适当下降后再熄火,并等冷却水水温降至50℃左右再开始放水。同时,为便于水的流畅,还要拧开水箱盖,待水放冷后用专用工具摇转曲轴,以排除机体水泵内残留的冷却水,这样才能更好的防止冻坏机件。
4.及时清除冷却水道内的水垢
发动机水箱冷却水应尽量选用干净的软水或烧开后的水,经长期使用硬水后,缸盖水道内壁会生成一层厚厚的水垢。水垢的成份是不易溶解的碳酸钙,它不仅会大大降低冷却系的冷却效率,还会使机件因局部散热不均而使气缸盖产生裂变。为此,为防止冷却系内留存大量水垢造成气缸盖发生裂变,应定期清除水垢。清除时应采用碱性混合液清洗冷却系,可按10升水、750克烧碱、150克煤油的比例配制清洗液,将清洗液注入水箱并让发动机运转8—10小时后放净,再加清水运转20分钟,一般情况下水垢便可清除。对于铝合金缸盖,则可用浓度10%的醋酸溶液来清除水垢。
5.正确紧定密封气缸盖
缸盖经长时间使用后,会逐渐产生翘曲变形,此时应及时对发生翘曲变形的气缸盖进行矫正修复,防止因缸盖密封不严继而引发缸盖裂变。例如:对于4125柴油机缸盖的结合平面,若其平面度允差超过0.20mm,必须进行修磨,使其平面度允差恢复到0.05mm之内。否则不但会因漏气而冲坏缸垫,同时可燃气外泄也会使缸盖局部过热容易产生裂变。另外,缸盖螺栓也要用扭力扳手按规定顺序和扭矩分多次均匀地拧紧,待发动机受热后再柠紧一次,才能确保缸盖的密封。
6.不宜让发动机长时间
处于过热状态
发动机长时间超负荷作业、冷却系散热不良、供油时间过迟、喷油泵供油量过大或冷却系渗漏等而使发动机缺水运行,以及涡轮增压器转速下降等原因,都会使发动机长时间处于过热状态,使气缸盖金属的机械性能下降,也容易引起气缸盖产生裂变。针对上述不同情况应采取相应措施,确保发动机在正常温度下运转。另外,当柴油机供油时间过早或各缸供油量不均匀时,会引起爆燃或机体强烈振动,也会使缸盖产生裂变。因此,也要采取相应措施。
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