3.1 机体组件
机体组件是内燃机的骨架,主要由汽缸体、汽缸与汽缸套、汽缸盖、汽缸垫和油底壳等固定件组成。内燃机的所有运动机件和辅助系统都安装在它上面,而且其本身的许多部位又分别是内燃机曲柄连杆机构、配气机构与进排气系统、燃油供给与调速系统、润滑系统和冷却系统的组成部分。比如汽缸盖上装有气门组、摇臂和进排气管等。
3.1.1 机体组件构造
(1)汽缸体
多缸内燃机的各汽缸通常铸成一个整体,称为汽缸体。汽缸体是内燃机的主体,是安装其他零部件和附件的支承骨架。汽缸体应保证内燃机在运行中所需的强度,结构要紧凑。同时应尽可能提高其刚性,使内燃机各部分变形小,并保证主要运动件安装位置正确,运转正常。为了使汽缸体在重量最轻的条件下具有最大的刚度和强度,通常在汽缸体受力较大的地方设有加强筋。图3-1和图3-2所示分别为康明斯B系列六缸柴油机和12V135型柴油机汽缸体及其相关组件的结构。
图3-1 康明斯B系列六缸柴油机汽缸体及其相关组件的结构
1—汽缸体;2,1415——,定位环;3—主轴承盖;4主轴承盖螺栓;5—凸轮轴衬套;6~9,11—碗形塞;10—机冷气腔;12—塞片;13—定位销;16—冷却喷嘴;17,18—锥形塞;19—矩形密封圈;20—水泵蜗壳;21—润滑油泵体
图3-2 12V135型柴油机汽缸体及其相关组件的结构
1—汽缸体-曲轴箱;2—侧支架;3—上通气管;4—管芯部件;5—通气管壳;6—燃油滤清器支架;7—汽缸套;8—封水圈;9—吊环螺钉;10—飞轮壳;11—指针盖板;12—指针;13~15,17,26—盖板;16—侧通气管;18—凸轮轴轴承;19—骨架式橡胶油封;20—前盖板;21—油管直接头;22—锁簧;23—汽缸垫;24—汽缸盖螺栓;25—定位套筒;27—放水阀;28—上侧盖板;29—搭扣;30—汽缸盖桥式垫块;31—铜垫圈
汽缸体常见的结构形式一般有四种,如图3-3所示。
图3-3 汽缸体的结构形式示意图
1—汽缸体;2—水套;3—凸轮轴孔座;4—加强筋;5—湿缸套;6—主轴承座;7—主轴承座孔;8—安装油底壳加工面;9—安装主轴承盖加工面
①普通式(平分式)[图3-3(a)] 其特点是:上曲轴箱的底平面与曲轴中心线在同一平面上。这种形式的优点是加工和拆装方便,但刚度差。主要用于车用汽油机,柴油机用得不多。
②龙门式[图3-3(b)] 其结构特点是曲轴箱接合面低于曲轴中心水平面,整个主轴承位于上曲轴箱内。其优点是结构刚度较好,缺点是加工不方便。中小功率柴油机多采用这种结构。
③隧道式[图3-3(c)] 其结构特点是主轴承孔为整圆式,轴承采用滚动轴承。因此,这种机体结构紧凑,刚度最好。其缺点是机体显得笨重,结构较复杂。在小型单、双缸机中,为便于曲轴安装,采用这种结构为宜。对于多缸机而言,则需采用盘形滚动轴承作主轴承,较少采用这种结构。国产135系列柴油机的机体属于这种形式。
④底座式[图3-3(d)] 这种缸体的上曲轴箱内无主轴承,曲轴在下曲轴箱上安装,并承受主要负荷,底座式汽缸体适用于大型柴油机。
汽缸体的材料一般采用优质灰铸铁。对于重量有特殊要求的发动机,有采用铝合金铸造机体的。铝合金机体的强度和刚度较差,而成本较高。
风冷式内燃机通常采用单体汽缸结构,其汽缸体与曲轴箱分开制造,并通过螺栓将二者连接在一起。为使内燃机得到充分冷却,在汽缸体和汽缸盖外表面铸有许多散热片(如图3-4所示)。由发动机本身驱动的冷却风扇将空气流吹向汽缸盖和汽缸体。因散热片多而密,所以散热面积较大,使零件能够得到适当冷却。
图3-4 风冷柴油机横剖面图
1—轴流式冷却风扇;2—球形燃烧室;3—汽缸套
风冷式单缸内燃机的汽缸体比较简单,汽缸周围除散热片外,没有其他零件。风冷式多缸内燃机的汽缸盖和汽缸体大多各缸分开制造,以便于铸造和加工。由于同一种零件可以相互通用,因而有利于实现产品的系列化。
(2)汽缸与汽缸套
汽缸是用来引导活塞作往复运动的圆筒形空间。汽缸内壁与活塞顶、汽缸盖底面共同构成燃烧室,其表面在工作时与高温、高压燃气及温度较低的新鲜空气交替接触。由于燃气压力和温度的影响,加之活塞相对于汽缸内壁的高速运动和侧压力的作用,使汽缸表面产生磨损。当汽缸壁磨损到一定程度后,活塞环与汽缸壁之间就会失去密封性,大量燃气漏入曲轴箱,使柴油机性能恶化,而且机油也较易变质。因此对汽缸的材料、加工精度和表面粗糙度都有较高要求。通常内燃机的大修期限是根据汽缸壁面的磨损情况来决定的。
为了提高汽缸的强度和耐磨性,便于维修和降低成本,通常采用较好的合金材料将汽缸制成单独的汽缸套镶入汽缸体中。一般汽缸套采用耐磨合金铸铁制造,如高磷铸铁、含硼铸铁、球墨铸铁或奥氏体铸铁等。为了使汽缸套的耐磨性更好,有的汽缸套还进行了表面淬火、多孔镀铬、喷钼或氮化处理等。
常用的汽缸套可分为干式和湿式两种,如图3-5所示,
图3-5 汽缸套
1—汽缸套;2—水套;3—汽缸体;4—汽缸套封水圈;5—圆环带;6—凸缘
干式汽缸套[图3-5(a)]是壁厚为1~3mm的薄壁圆筒,其特点是缸套的外表面不与冷却水直接接触。采用干式汽缸套的优点是机体刚度较好,不存在冷却水密封问题;缺点是缸套的散热条件不如湿式汽缸套好,加工面增加,成本高,拆卸困难。
湿式汽缸套[图3-5(b)]是壁厚为5~9mm的圆筒,其外壁直接与冷却水相接触。优点是装拆方便,冷却可靠,容易加工;缺点是机体的刚度较差,漏水的可能性比较大。柴油机大多采用湿式汽缸套。
湿式汽缸套因外壁直接与冷却水接触,所以在缸套的外表面制有两个凸出的圆环带5,以保证汽缸套的径向定位和密封。缸套的轴向定位是利用上端的凸缘6。凸缘6下面装有密封铜垫片。缸套外表面的下凸出圆环带上装有1~3个耐热耐油的橡胶密封水圈,有的发动机则把密封水圈安装在机体上。缸套装入机体后,其凸缘顶面应高于机体顶面0.06~0.15mm,以使汽缸盖能压紧在汽缸套上。有的发动机在汽缸套下端开有切口,以保证连杆在其最大倾斜位置时不致与缸套相碰。
(3)汽缸盖
汽缸盖装于汽缸体上部,用缸盖螺栓按规定力矩紧固在汽缸体上。其功用是封闭汽缸上平面,并与汽缸和活塞顶构成燃烧室。
汽缸盖的结构常见的有三种形式:①单缸式,即每一个汽缸有一个单独汽缸盖;②双缸式,即每两个汽缸共用一个汽缸盖(如图3-6所示为135系列柴油机汽缸盖及其相关组件的结构);③多缸式,即每列汽缸共用一个汽缸盖,又称整体式(如图3-7所示为康明斯B系列柴油机汽缸盖及其相关组件的结构)。
图3-6 135系列柴油机汽缸盖及其相关组件的结构
1—汽缸盖;2—螺塞;3—汽缸盖螺塞孔;4—汽缸垫;5—出气孔;6—进气口;7—工艺口;8—盖板;9—进气管垫片;10—喷油器水套;11—摇臂座固定螺栓
图3-7 康明斯B系列柴油机汽缸盖及其相关组件的结构
1—汽缸盖定位环;2—汽缸盖总成;3—碗形塞;4—燃油滤清器接头;5,7—内六角锥形螺塞;5A—扩口式锥螺纹直通管接头体;6—方槽锥形螺塞;6A—直角管接头体;8—气门杆油封
柴油机汽缸盖的热负荷十分严重,由于它上面装有进、排气门,气门摇臂和喷油器等零部件,而且汽缸盖内布置有进、排气道和机油道等。特别是风冷式柴油机的汽缸盖,散热片的布置比较困难。如果喷油器冷却效果不好、温度过高,则喷油器针阀容易咬死或出现其他故障,由于排气门受热严重,如冷却不良也会加剧磨损而降低其使用寿命。所以对于一些重要部件均需保证有足够的冷却效果。
汽缸盖常用材料为高强度灰铸铁HT20-40、HT25-47。大型或强化柴油机采用合金铸铁或球墨铸铁。风冷柴油机或特殊用途柴油机常用铝合金铸铁汽缸盖。
(4)汽缸垫
汽缸垫装于汽缸体和汽缸盖接合面之间,其功用为补偿接合面的不平处,保证汽缸体和汽缸盖间的密封。它对防止三漏(漏水、漏气和漏油)关系甚大,其厚薄程度还会影响内燃机的压缩比和工作性能,因此,在使用和维修内燃机时应注意保证汽缸垫良好,更换时应按照原来标准厚度选用。
汽缸垫要求耐高温、耐腐蚀,并具有一定的弹性。同时还要求拆装方便,能多次重复使用。常用的汽缸垫为金属-石棉缸垫(如图3-8所示)。这种汽缸垫的外廓尺寸与缸盖底面相同,在自由状态时,厚约3mm,压紧后约为1.5~2mm。缸垫的内部是石棉纤维(夹有碎铜丝或钢屑),外面包以铜皮或钢皮。有的汽缸垫在汽缸孔的周围用镍皮镶边,以防止燃气将其烧损。在过水孔和过油孔的周围用铜皮镶边。这种汽缸垫的弹性好,可重复使用。
图3-8 汽缸垫示意图
在强化或增压发动机上,常用塑性金属(如硬铝板)制成的金属衬垫作汽缸垫。金属衬垫强度好、耐烧蚀能力强。
(5)油底壳
油底壳(又称下曲轴箱)主要用于收集和储存润滑油,同时密封曲轴箱。油底壳一般用1~2mm厚的薄钢板冲压或焊接而成,也有用铸铁或铝合金铸成的。
油底壳的结构形状主要是根据机油的容量、内燃机的安装位置以及在使用中的纵横倾斜角度来决定。图3-9所示为135系列柴油机的油底壳,为了保证润滑油泵能经常吸油,其后部较深,整个底部呈斜面以保证供油充足。对于热负荷较大的内燃机,油底壳还带有散热片以降低机油的温度。为防止润滑油激溅,油底壳中多设有挡油板。油底壳底部有的还装有磁性放油塞,以吸附润滑油中的铁屑和必要时放出润滑油。
图3-9 135系列柴油机的油底壳
1—油底壳;2—衬垫;3—垫圈;4—弹簧垫圈;5—螺栓;6—机油尺;7—紫铜垫圈;8—磁铁;9—放油螺塞
(6)内燃机的支承
内燃机的支承随其用途不同而各异,固定式内燃机(如发电机组用内燃机、工程机械用内燃机等),多用机体上的四个支承点刚性地固定在机座或其他重量较重的基础上,以降低由于内燃机固有的不平衡性引起的振动。
3.1.2 汽缸体与汽缸盖检修技能
汽缸体和汽缸盖的常见失效形式有:不同位置的裂纹、平面变形、水道口腐蚀和螺孔损坏等。本节将分别讨论这几种失效形式产生的原因、检验及修理方法。
3.1.2.1 裂纹的检验与修理
汽缸体和汽缸盖裂纹会导致冷却液或机油泄漏,影响内燃机的工作,甚至造成汽缸体或汽缸盖报废。
(1)裂纹产生的原因
汽缸体与汽缸盖产生裂纹的部位往往与它们的结构有关,不同形式的发动机出现裂纹的部位有它一定的规律性。总体说来,裂纹产生的原因不外乎以下三个方面。
①设计和制造方面的缺陷
a.一些改进型发动机是强化机型,其转速和功率较原发动机显著提高,在高转速下,发动机受到的惯性力和应力也增大,易出现裂纹。
b.汽缸体结构复杂,各处壁厚不均匀,在一些薄弱部位,刚度低,易出现裂纹。
c.加工部位与未加工部位,壁厚不同部位过渡处都将产生应力集中,当这些应力与铸造时的残余应力叠加时,也易产生裂纹。
②使用不当
a.在寒冷冬季,没使用防冻液或停机后没按照规定时间(冷却水冷却至常温)放出冷却水,致使水套内的冷却水结冰而发生冻裂,或在严寒冬季,骤加高温热水而炸裂。
b.在内燃机处于高温工作状况下突然加入冷水,造成汽缸体和汽缸盖热应力过大,致使汽缸体和汽缸盖产生裂纹。
c.在拆装或搬运中不慎,使汽缸体或汽缸盖严重受振或碰撞而产生裂纹。内燃机在运转过程中,材料受到过高的热应力。比如,长时间超负荷工作,造成汽缸体内应力增大;水套中的水垢过厚,减少了冷却水的通过面积,而且水垢的传热性差,降低了发动机的散热性能,特别是汽缸之间、气门座之间以及进、排气孔附近的水道被阻塞后,将严重影响散热,使局部工作温度升高,热应力过大,以致产生裂纹。
d.在没有充分暖机的情况下,迅速增加负荷,致使汽缸体和汽缸盖冷热变化剧烈且不均匀,以致产生裂纹。
③修理质量不高 在维修过程中,未能严格执行工艺要求,如汽缸盖螺母未能按规定顺序和力矩拧紧、拧紧力不均匀,用不符合规定的汽缸盖螺母等;在镶配气门座圈时,没有根据气门座的材料及加工精度等选用适当的压入过盈量等,也会使其产生裂纹。
拧紧汽缸盖螺母要用读数准确的扭力扳手,按先中间后两边,分2~3次(如135系列柴油机汽缸盖螺母的规定力矩为245~265N·m,第一次可拧到100N·m;第二次可拧到200N·m;第三次可拧到规定力矩)对称地拧紧到规定的力矩(各螺母拧紧顺序如图3-10所示)。对重装汽缸盖的发动机在第一次走热,冷却至常温后,还需按上述要求再拧一次汽缸盖螺母以达到规定力矩,并应重新调整一次气门间隙。
图3-10 汽缸盖螺母拧紧顺序
拆卸汽缸盖螺母的顺序与上述顺序刚好相反,按先两边后中间的顺序,分2~3次对称地拧松。千万不要为了方便,一次性地把所有螺母卸掉。
(2)裂纹的检验方法
汽缸体和汽缸盖是不允许有裂纹存在的,否则就会使内燃机不能正常工作,汽缸体和汽缸盖的严重裂纹,一般容易发现,但细小裂纹不易察觉。通常,汽缸体和汽缸盖裂纹的检验方法有以下三种。
①水压法 水压法如图3-11所示。把汽缸盖和汽缸垫按技术要求装在汽缸体上,将水压机出水管接头与汽缸前端连接好,并封闭所有水道口,然后将水压入汽缸体和汽缸盖内(有条件时,可用80~90℃的热水),在0.3~0.5MPa的压力下,保持5min,应没有任何渗漏现象。如果有水珠渗出,就表明渗水处有裂纹。内燃机修补过汽缸体,更换过汽缸套、气门座圈及气门导管后,均应进行一次水压检验。
图3-11 汽缸体与汽缸盖的水压试验
1—汽缸盖;2—软管;3—汽缸体;4—水压表;5—水压机;6—储水槽
②气压法 在没有水压机的情况下,可用自来水、气泵或打气筒。将自来水注入汽缸体和汽缸盖水套内,然后用气泵或打气筒向注水的水套内充气,借助气体压力检查有无液体渗漏,即可确定裂纹所在的部位。为防止水和气倒流,应在充气管与汽缸体水管接头间装一单向阀门。
③浸油锤击显示法 在以上两种检查方法的条件都不具备时,可用浸油锤击显示法。检验时,先将零件浸入柴油或煤油中一定时间,取出后将表面擦干,撒上一层白粉,然后用小锤轻轻敲击非工作表面,如果零件有裂纹,由于振动,会使浸入裂纹的柴油或煤油渗出,使裂纹处的白粉呈现黄色线痕。一旦检验出汽缸体或汽缸盖有裂纹,就必须进行修理。
(3)裂纹的修理方法
汽缸体和汽缸盖裂纹的修理,应根据其破裂的程度、损伤的部位及自身修理条件和设备状况,确定其修理方法,常用的修理方法有五种。
①环氧树脂胶粘接 环氧树脂粘接具有粘接力强、收缩小、耐疲劳等优点,同时工艺简单、操作方便、成本低。其主要缺点是不耐高温、不耐冲击等,而且在下一次修理时,经热碱水煮洗后会产生脱落现象,需要重新粘接。所以,汽缸体和汽缸盖除燃烧室、气门座等高温区域外,其余部位均可采用这种方法进行修复。
②螺钉填补 这种方法适用于某些受力不大,强度要求小和裂纹范围较短(一般在50mm以下)的平面部位,其修理质量较高,但较费工时。具体的填补工艺如下。
a.在裂纹两端各钻一个限制孔,如图3-12所示中的1和2,以防止裂纹的继续延伸。
图3-12 螺钉填补的钻孔顺序
b.沿裂纹钻孔3、4、5,孔的直径视螺纹的直径而定,并保证孔与孔之间重叠1/3孔径(比如,第3孔应与6、7孔各重叠1/3孔径)。
c.在上述1、2、3、4、5孔中攻出螺纹。
d.在攻好的螺纹中,拧入预先铰好螺纹的紫铜杆(拧入部分漆以白漆),拧好后切断铜杆,使切断处高出裂纹表面1~1.5mm(如图3-13所示)。
图3-13 螺钉填补裂纹拧入紫铜杆的方法
e.在已经切断的螺杆之间钻孔6、7、8、9,按照上述方法攻螺纹并拧入螺杆,使之填满裂纹,形成一条螺钉链。
f.为使填满紧密起见,应用手锤在已切断的螺杆之间轻轻敲打,最后用锉刀修平,必要时可用锡焊,以防渗漏。
③补板封补 在汽缸体、汽缸盖受力不大的部位上,如裂纹较长或有破洞时,在破损处的四周采用补板封补。补板封补工艺如图3-14所示。
图3-14 补板封补裂纹
a.在各裂纹端部钻孔,限制其延伸。
b.用3~5mm厚的紫铜板或1.5~2mm厚的铁板,截成与破口轮廓相似,四周大于破口15~20mm的补板。如破裂的表面有凸起部分,需在补板上敲出同样凸起形状,使整个补板能与封补部位的表面贴合。
c.在补板四周每隔10~15mm,钻直径4~6mm的孔,其位置离补板边沿10mm左右。
d.将补板按在破口上,从补板孔中用划针在汽缸体上做出钻孔记号,移去补板后,在记号处钻出深度约10mm的孔,并攻出所需直径的螺纹。
e.在汽缸体与补板之间,填入涂有白漆的石棉衬垫,然后用平头螺栓将补板紧固在汽缸体上,必要时将补板四周用小锤敲击,并进一步拧紧螺栓,以增加其密封性。
④焊补 汽缸体与汽缸盖的裂纹,如发生在受力较大或温度较高的部位,以及用以上几种方法不易操作的部位,多采用焊补法修复。其焊补工艺如下。
a.在裂纹两端各钻一个3~5mm的孔,防止裂纹的延伸。
b.按具体情况,将裂纹凿成60°~90°的V形槽,并清理干净,露出光泽。
c.采用电焊时,应使用直流电焊;采用乙炔焊时,应将缸体或缸盖垫平,将焊区缓慢预热至500℃左右,焊补后加热至500~550℃保持1h,然后在不少于16h内缓冷至常温。
⑤堵漏剂堵漏 堵漏剂通常是由水玻璃、无机聚沉剂、有机絮凝剂、无机填充剂和粘接剂等组成的胶状液体。适用于铸铁或铝缸体所出现的细小裂纹、砂眼等缺陷的堵漏。采用堵漏剂进行修复裂纹时,应先找出漏水的部位,确定裂纹的长度、宽度或砂眼的孔径。如裂纹长度超过40~50mm时,可在裂纹两端钻3~4mm的限制孔,并点焊或攻螺纹拧上螺钉,防止裂纹的延伸。同时,每隔30~40mm钻孔(不钻通),点焊或攻螺纹拧上螺钉,避免工作中的振动使裂纹扩展。若裂纹宽度、砂眼孔径超过0.3mm时最好不用这种方法修复。堵漏剂堵漏仅适用于小裂纹或有微量渗漏时采用。
最后,需要强调的是:若裂纹发生在关键部位,如缸孔边、主轴承座等受力较大的部位时,一般无法修复,应更换汽缸体或汽缸盖。需特别注意的是:凡经过修补的汽缸体和汽缸盖都应进行水压试验,以检查其是否有渗漏现象。
3.1.2.2 平面变形的检验与修理
汽缸体与汽缸盖在使用中发生变形是普遍存在的现象。汽缸体和汽缸盖的接触平面往往产生翘曲变形。汽缸体变形会严重影响内燃机的装配质量。汽缸体变形将造成汽缸密封不严、漏气、漏水和漏油,甚至使燃气冲坏汽缸垫,导致内燃机动力不足。
(1)平面变形的原因
①制造时,未进行时效处理或时效处理不充分。因此,零件内应力很大,在发动机工作过程中受高温作用,内应力重新分配,达到新的平衡,结果造成零件的变形。
②内燃机长时间工作,螺孔周围在拉伸应力作用下产生变形。
③汽缸盖螺母的拧紧扭力过大、拧力不均或未按规定次序拧紧,使平面翘曲。
④在高温下拆卸汽缸盖,使平面不平。
⑤新机器或大修后的机器走热后,汽缸盖螺母未重新进行紧固。
⑥用焊补法修理汽缸体或汽缸盖时,使其受热而变形。
(2)平面变形的检验方法
通常的检验方法有两种。
①显示剂法 在平台上涂一层显示剂,把被检验的汽缸盖或汽缸体放在平台上对磨,如果显示剂均匀分布在平面上,则说明平面平整。否则,说明平面不平。
②测量法 检验时,将直尺侧立在被测平面上,再用厚薄规测量直尺与平面间的间隙(在不同位置进行多次测量)。如图3-15所示。有条件时,可用平面度检测仪进行测量。
图3-15 汽缸盖平面变形的检验
1—汽缸盖;2—厚薄规;3—直尺(钢板尺)
其检验标准是:对于汽缸体上平面的平面度误差,在任意50×50(mm2)内不得大于0.05mm。六缸发动机在整个平面上不得大于0.25mm;四缸发动机在整个平面上不得大于0.15mm。对于侧置气门式发动机汽缸盖下平面的平面度误差,在任意50×50(mm2)内不得大于0.05mm。六缸发动机在整个平面上不得大于0.35mm(铸铁缸盖)或0.25mm(铝合金缸盖);四缸发动机在整个平面上不得大于0.25mm(铸铁缸盖)或0.15mm(铝合金缸盖)。若汽缸体上平面和汽缸盖下平面的平面度误差超过上述范围,应予以修整。
(3)平面变形的修理
因汽缸体与汽缸盖的变形部位及程度不同,其修理方法也有所不同,其常见方法有以下几种。
①汽缸体平面螺孔附近的凸起,可用油石磨平或用细锉修平。
②汽缸体和汽缸盖的不平,可用铣、磨的加工方法修复。
汽缸体的上平面采用铣、磨方法修理时,要始终以主轴承孔和汽缸孔中心线为加工定位基准。每个缸体上平面最多允许修理2次,每次修理量应小于0.25mm,其修磨总量不能超过0.50mm。
汽缸体上平面经过修磨后,应检查汽缸体的高度H(即曲轴主轴承孔中心至汽缸体上平面的距离),其值应在允许范围内,测量位置如图3-16所示。不同的发动机,其数值是有所不同的,在修理时要详细阅读说明书。
图3-16 汽缸体高度的测量位置
与此同时,当汽缸体平面进行铣、磨后,为了保持活塞与气门间的正常间隙和汽缸原有压缩比,应选用加厚的汽缸垫。
③汽缸体和汽缸盖的不平也可用铲刀铲平或涂上研磨膏,把汽缸盖放在汽缸体上扣合研磨。如图3-17所示。
图3-17 汽缸体与汽缸盖结合平面的研磨
1—汽缸体;2—汽缸盖
④汽缸盖的翘曲,可用敲压法校正。图3-18为敲压法修复内燃机汽缸盖的方法:先将厚度约为汽缸盖变形量4倍的钢片垫放在汽缸盖与平板之间。把压板压在汽缸盖中部,拧紧螺栓,使汽缸盖中部的平面贴在平板面上,用小铁锤沿汽缸盖筋上敲击2~3遍,以减小受压变形时产生的内应力,停留5min后,将压板移装到全长1/3处敲击,最后再移到另一端1/3处进行压校敲击。若汽缸盖在对角方向翘曲,则压板应斜压在汽缸盖上。若压校过量,可以把汽缸盖放在锻工的烘炉旁烘热片刻即可消除。
图3-18 汽缸盖校正
1—汽缸盖;2—铁压板;3—压板螺栓;4—工作平台;5—垫片
⑤汽缸盖平面翘曲后,也可用磨削法来修整。缸盖磨削后,会使其厚度有所变薄,燃烧室容积变小,压缩比增大,从而引起内燃机的爆震。因此,当缸盖厚度比标准厚度小2mm时,应更换新汽缸盖,或在强度影响不大的情况下,多加一个汽缸垫继续使用。
汽缸盖变形经过磨削后容易出现燃烧室容积不等的现象,其容积变化差值,一般不应大于同一内燃机各燃烧室平均值的4%。对于一般内燃机燃烧室容积不应小于原厂规定的95%。否则会出现爆燃倾向。所以,汽缸盖修整后,应对燃烧室容积加以测量。
3.1.2.3 水道口腐蚀和螺孔损坏的修理
(1)水道口腐蚀的修理
缸盖的水道口容易被腐蚀,严重时会出现漏水现象,尤其是铝合金缸盖更是如此。修理时,可采用环氧树脂粘补,或者堆焊后重新开水道口,也可采用补板镶补。
补板镶补的方法如下。
①将被腐蚀的水道口加工成台阶形的圆孔或椭圆孔,其深度一般为3mm左右。
②用4mm厚的铝板加工成与水道口形状相同的补板,并留适当的过盈量。
③用手锤和平铳将补板镶入孔内,然后修整,并钻出水道口。补板除过盈压合外,也可用胶接法黏合。
(2)螺孔损坏的修理
螺孔损坏,一般是由于冲击磨损和金属腐蚀引起的,最常见的是滑扣。螺柱安装不当或扭紧力过大,会使螺孔胀裂。
螺孔的螺纹损坏,超过2牙以上时,可用镶套法修复。将已损坏的螺纹孔,按一定的尺寸扩大并攻出新的螺纹,拧入有外螺纹的螺套,螺套的内螺纹必须与原螺孔的螺纹规格相同。必要时,可在螺套外径上加止动螺钉,防止螺套松动。也可将原损坏的螺孔扩大,再配用台阶形的螺柱。
3.1.3 汽缸检修技能
汽缸所处的工作环境十分恶劣,具体来说,具有以下几个特点。
①内表面直接受到高温、高压燃烧气体的作用。
②工作过程中温度变化剧烈。燃烧过程中燃气最高温度可达2000℃左右,而进气过程中冷空气温度只有几十摄氏度。
③汽缸外壁受到冷却水的作用,产生严重的腐蚀。
④活塞往复运动,产生交变应力,造成汽缸严重磨损。
由于汽缸处在上述十分恶劣的条件下工作,可以说汽缸在工作时真正地处在“水深火热”之中,而汽缸磨损程度是内燃机大修的主要依据,决定着内燃机的使用寿命。因此,设法降低汽缸磨损便显得十分重要。
3.1.3.1 汽缸常见失效形式
汽缸常见的失效形式有五种。
(1)汽缸套外壁沉积水垢
水垢的主要成分是CaCO3、MgCO3、CaSO4和MgSO4等不溶于水的物质。
①水垢产生的主要原因 冷却水中含有矿物质,在高温作用下沉积下来,牢固地附着在汽缸套的外表面上。
②汽缸套外壁沉积水垢的危害 水套容积变小,循环阻力增加,冷却效果下降。经测定:水垢的传热系数仅为钢铁传热系数的1/25。
③水垢的处理 在检修内燃机时,应仔细将附着在汽缸套外壁的水垢清理干净。为了减小其影响,内燃机应使用含矿物质少的冷却水或将硬水软化,尽量不用硬水(含矿物质多的水)。有关水垢的清除方法及硬水的软化步骤,将在“冷却系统”章节中详细讲解。
(2)湿式缸套的穴蚀
①穴蚀的概念 所谓湿式缸套的穴蚀,是指内燃机使用一段时间(情况严重时,往往在高负荷下运转几十小时)后,在汽缸套外表面沿连杆摆动方向两侧,出现的蜂窝状的孔群(通常其直径为1~5mm,深度达2~3mm)。如图3-19所示。有时,内燃机的汽缸内壁尚未使用到磨损极限,即被穴蚀所击穿。
图3-19 湿式汽缸套的穴蚀
②穴蚀产生的原因
a.汽缸套材料内,存在微观小孔、裂纹和沟槽。
b.机器运转时,缸套振动。
机器运转时,由于燃烧爆发的冲击以及活塞上下运动时的敲击,引起缸套振动,使缸套外壁上的冷却水附层,产生局部的高压和高真空,在高真空作用下,冷却水蒸发成气泡,有的真空泡和气泡受振动挤入或直接发生在缸套外壁微小的针孔内,当它们受高压冲击而破裂时,就在破裂区附近产生压力冲击波,其压力可达数十个大气压,它以极短的时间冲击汽缸外壁,对汽缸产生强烈的破坏力。这样经常不断地反复作用,使金属表面出现急速的疲劳破坏,而产生穴蚀现象。
如果汽缸套被穴蚀击穿,就会产生比较大的危害:水进入汽缸、机器摇不动。当前,对汽缸套的穴蚀还缺少行之有效的解决方法,只能采取一些方法或措施来预防或减少穴蚀对汽缸套的破坏作用。
③预防或减少穴蚀的措施
a.减小汽缸套的振动。尽量减小活塞与汽缸及汽缸套与汽缸体之间的配合间隙;减轻活塞重量;在重量和结构允许的情况下,适当选用厚壁缸套以及改善曲轴平衡效果等来减小汽缸套的振动。
b.提高汽缸套的抗穴蚀能力。采用较致密的材料以及在汽缸外壁涂保护层、镀铬和渗氮等方法来提高汽缸套的抗穴蚀能力。
c.在冷却水中加抗蚀剂。
d.保持适当的冷却水温。水温低,穴蚀倾向严重;水温在90℃左右为宜,因为当水温高时,水中产生气泡,能起到气垫缓冲作用,减轻穴蚀。
尽管以上有这么多预防穴蚀的措施,但是,汽缸套的穴蚀现象往往是不可避免的,在拆卸汽缸套时应注意检查穴蚀情况,若不严重可将汽缸套安装方向调转90°(即将穴蚀表面转到与连杆摆动面的垂直方向上)继续使用,否则,应更换汽缸套。
(3)拉缸
①什么是拉缸 所谓拉缸是指在汽缸套内壁上,沿活塞移动方向,出现一些深浅不同的沟纹。
②拉缸产生的原因
a.内燃机磨合时没有严格按照其磨合工艺进行。
b.活塞与汽缸套间的配合间隙过小。
c.活塞环开口间隙过小,以致刮坏汽缸壁。
d.机器在过低温度下启动,以致润滑油膜不能形成,产生干摩擦或半干摩擦。
e.机器在工作过程中产生过热现象,使缸壁上的油膜遭到破坏。
f.空气、燃油、机油没有很好过滤,将固体颗粒带入汽缸。
内燃机产生拉缸后,其危害必然是影响汽缸的密封。
③防止拉缸的措施
a.正确装配。比如,活塞与汽缸套间的配合间隙以及活塞环的开口间隙等,各种内燃机都有明确的规定,在装配时应特别注意。
b.严格按照操作规程使用机组。
因此,只要按照规定正确装配内燃机,严格按照操作规程使用机组,拉缸现象是完全可以避免的。
(4)裂纹
①裂纹产生的原因
a.制造或材料质量不合格,也就是通常说的伪劣产品。
b.使用操作不当。比如,内燃机在运转过程中,发生水量不足,甚至断水现象时,使内燃机过热,在这种情况下,若突然加入冷水,使缸套骤冷收缩,就会产生裂纹;或者,当内燃机长时间超负荷运转,机械负荷与热负荷急剧增大,也会造成汽缸套产生裂纹。
②汽缸产生裂纹的危害 汽缸产生裂纹后,往往会带来比较严重的后果。
a.若裂纹处漏水,冷却水进入汽缸内,将在汽缸内产生“水垫”现象,造成“顶缸”事故(水的压缩性极小,当其被活塞推动上移时,会产生很大压力),使连杆顶弯或损坏内燃机的其他零件。
b.水漏到曲轴箱内,混入机油中,破坏机油润滑性能,造成烧瓦等严重事故。
③防止缸套裂纹产生的措施 严格按照操作规程管理机组;保证内燃机正常冷却,严禁长时间超负荷运行。
(5)磨损
磨损是汽缸最主要的失效形式,判断内燃机是否需要大修,主要取决于汽缸的磨损程度。因此,研究汽缸磨损原因,掌握其磨损规律,不仅对检验汽缸磨损程度有一定意义,更重要的是为了针对汽缸磨损的原因与规律,在内燃机维修、管理和使用中采取有效措施,减少汽缸的磨损,延长发动机的使用寿命。
①汽缸的磨损规律 人们通过广泛的理论研究和实践,发现汽缸的磨损主要有以下规律。
a.沿长度方向成“锥形”。图3-20所示是汽缸沿长度方向磨损示意图,图中的阴影部分表示磨损量,由图可知:在活塞环运动区域内磨损较大;这种磨损是不均匀的,上重下轻,使汽缸沿长度方向成“锥形”;其最大磨损发生在活塞处于上止点时,与第一道活塞环相对的汽缸壁稍下处;最小的磨损发生在汽缸的最下部,即活塞行程以外的汽缸壁。
图3-20 汽缸沿长度方向的磨损示意图
b.沿圆周方向“失圆”。汽缸沿圆周方向的磨损规律如图3-21所示,由图可知,汽缸体在正常情况下,从汽缸的平面看,沿圆周方向的磨损也不均匀,有的方向磨损较大,有的方向磨损较小,使汽缸横断面呈失圆状态,在通常情况下,汽缸横断面磨损最大部位是:与进气门相对的汽缸壁附近以及沿连杆摆动方向的汽缸壁两侧。
图3-21 汽缸沿圆周方向的磨损
c.在活塞环不接触的上面,几乎没有磨损而形成“缸肩”。在汽缸的最上沿,不与活塞接触的部位,几乎没有磨损。内燃机经长时间工作后,在第一道活塞环的上方,形成明显的台阶,这一台阶俗称为“缸肩”。
d.对多缸机而言,各缸磨损不一致。这主要是由各缸的工作性能、冷却强度、装配等不可能完全一致而造成的。
以上四条汽缸的磨损规律,严重影响内燃机工作性能的是前两者,即锥形度和失圆度,当其超过一定范围后,将破坏活塞、活塞环同汽缸的正常配合,使活塞环不能严密地紧压在汽缸壁上,造成漏气和窜机油,严重时还会产生“敲缸”,使内燃机耗油量增加,功率显著下降,以致不能正常工作,甚至造成事故。
②汽缸锥形磨损的原因 活塞、活塞环和汽缸是在高温、高压和润滑不足的条件下工作的,由于活塞、活塞环在汽缸内高速往复运动,使汽缸工作表面发生磨损。
a.活塞环的背压力。内燃机在压缩和做功冲程中,气体窜入活塞环后面,因而剧烈地增加了活塞环在汽缸壁上的单位压力,如图3-22所示,为某型号柴油机在燃烧过程中各道活塞环背面压力分布情况,当汽缸内的燃烧压力为7.5MPa(75kgf/cm2)时,第一道活塞环的背压力为6MPa(60kgf/cm2),第二道活塞环的背压力为1.5MPa(15kgf/cm2),第三道活塞环的背压力0.5MPa(5kgf/cm2)。由于在第一道活塞环处汽缸壁的单位压力最大,将润滑油挤出,润滑不良;同时,活塞环对汽缸壁的压力也是上大下小,因此,汽缸的磨损也是上大下小,形成“锥形”,而且汽缸磨损最大处应在活塞处于上止点时,与第一道活塞环相对应的位置才对,但在高速内燃机中,由于活塞环背面最高压力的产生落后于汽缸内最高压力的产生,所以汽缸沿长度方向的最大磨损发生在活塞处于上止点时,与第一道活塞环相对的汽缸壁稍下处(距汽缸体顶平面10mm左右)。
图3-22 某型号柴油机活塞环背面气体压力示意图
b.润滑油的影响。汽缸上部由于靠近燃烧室,温度高,润滑油在燃烧气体作用下有一部分被燃烧掉。同时,汽缸上部形成油膜的条件差,受高温影响,润滑油变稀,黏度下降,油膜不易保持,再者,可燃混合气进入汽缸时,混合气中所含的细小油滴不断冲刷缸壁,使油膜强度减弱,从而使活塞与汽缸间形成半干摩擦、边界摩擦甚至干摩擦条件下工作,从而使汽缸上部的磨损较大,沿长度方向成“锥形”。
此外,活塞与活塞环运动速度的变化,也使汽缸工作表面不能形成稳定的润滑油膜。活塞工作时,在上、下止点的速度为零,而中间速度很大,另外发动机在启动、怠速和正常工作时,速度变化范围也很大,这有可能使润滑油膜遭到破坏,加速汽缸工作表面的磨损。而汽缸上部润滑油不易达到,所以磨损更大。
c.腐蚀磨损 汽缸内可燃混合气燃烧后,产生的水蒸气与酸性氧化物CO2、SO2和NO2等发生化学反应生成矿物酸,此外燃烧过程中还生成有机酸如蚁酸、醋酸等,它们对汽缸工作表面产生腐蚀作用,汽缸表面经腐蚀后形成松散的组织,在摩擦中逐步被活塞环刮掉。
矿物酸的生成及对磨损的影响与其工作温度有直接关系。当冷却水温低于80℃时,在汽缸壁表面易形成水珠,酸性氧化物溶于水而生成酸,对汽缸壁产生腐蚀作用,温度越低,酸性物质越容易生成,腐蚀作用也就越大。
再者,当供油量过大,没有燃烧完的燃油转变成气体时,使汽缸内的温度降低很多,同时,对汽缸壁油膜的冲刷作用也较大,造成汽缸的磨损。
由于越靠近汽缸上部,上面所讲的三个因素的影响作用也越大,所以造成了汽缸上部的磨损比下部大,沿长度方向呈“锥形”。
d.磨料磨损。若空气滤清器和机油滤清器保养不当,空气中的灰尘便进入汽缸或曲轴箱,形成有害磨料;与此同时,发动机在工作过程中,自身也要产生一些磨屑,这些磨料大都黏附在汽缸壁上,而且在汽缸上部空气带入的磨料多,其棱角也锋利,造成汽缸上部磨损比较严重,使汽缸沿长度方向呈“锥形”。
③汽缸失圆磨损的原因 在汽缸横断面圆周方向的“失圆”磨损,往往是不规则的椭圆形,它与发动机的结构和工作条件等因素有关。
a.活塞侧压力的影响。无论是压缩或膨胀行程,由于活塞侧压力作用于汽缸壁的左方或右方(其方向均与曲轴轴线垂直),破坏了润滑油膜,加快了汽缸两侧的磨损,从而使汽缸沿圆周方向“失圆”。有些发动机为减少这一磨损,加强了对它的喷溅润滑。
b.结构因素的影响。对于侧置气门式发动机,由于进入汽缸内的新鲜混合气对进气门相对的汽缸壁附近的冲刷作用,使其温度降低,再加之混合气中细小油滴对润滑膜的破坏,给酸性物质产生创造了条件,并且使酸性物质有可能直接腐蚀汽缸壁,加速了该处磨损,因此,与进气门相对的汽缸壁附近,以及在冷却水套与冷却效率最大的汽缸壁附近磨损最大,从而使汽缸沿圆周方向“失圆”。图3-21是侧置气门式发动机各汽缸横断面磨损情况示意图。正因如此,不同结构的内燃机,汽缸“失圆”的长短轴是不一样的。
c.装配质量的影响。曲柄连杆机构组装时不符合装配技术要求,如连杆的弯曲、扭曲过量;连杆轴颈锥形过大;汽缸或主轴承中心线与曲轴中心线不垂直;汽缸套安装不正;曲轴轴向间隙过大等都会造成汽缸的偏磨现象。
④减少汽缸磨损的方法 由以上分析可以看出:汽缸磨损在内燃机使用过程中是客观存在,不可避免的,但在实际工作中,应尽量想办法来减小其磨损。
a.冷机启动前,先手摇曲轴使润滑油进入润滑机件表面,启动后,先低速运转,温度升高后,再加负载;工作中,使机器保持正常温度。
b.及时清洗空气滤清器,经常检查机油的数量和质量。
c.保证修理质量及正常的配合间隙,在修理和装配过程中,应做到:汽缸中心线与曲轴中心线垂直;曲轴和连杆不能弯曲和扭曲;活塞销、连杆筒套、连杆瓦应装正,保证曲轴中心线与汽缸中心线垂直;汽缸要有一定的精度和粗糙度。
如果在修理或装配时,做不到以上几点,将造成活塞在汽缸中形成不正常的运动,使汽缸加速磨损。因此,在修理过程中,必须以精益求精、一丝不苟的精神认真修理,确保修理质量。一旦汽缸磨损比较严重,就应对汽缸进行检验和修理。
3.1.3.2 汽缸的检验
(1)汽缸的检查与测量
①外观检查 将汽缸套擦洗干净,检查其是否有拉缸、裂纹、穴蚀和锈斑等失效形式。
②汽缸的测量 测量汽缸的目的在于量出汽缸的失圆度与锥形度(亦称圆度与圆柱度),弄清汽缸的磨损程度,以确定其是否能继续使用;需要修理的,确定其修理范围和修理等级。
测量汽缸通常用量缸表,其测量步骤如下。
a.确定汽缸原有尺寸。方法是:查阅资料记载,或用量缸表结合外径千分尺来确定,若是用测量法才能得出原有尺寸,就要测量汽缸的上缘(即活塞在上止点时,第一道活塞环的上端)或缸套的最下部,才能正确得出原有的汽缸直径,因为这两个部位在工作过程中不会发生磨损,在一定的程度上可以代表汽缸的原有直径。
b.测量汽缸的失圆度。为了保证测量的准确性,一般测三个部位(如图3-23所示)。
图3-23 汽缸的测量位置
第一个部位:汽缸上部,即汽缸磨损最大位置,在活塞处于上止点时,第一道活塞环相对应的稍下方(5~10mm),约距顶部边缘20mm处。第二个部位:汽缸中部,即活塞处于上止点时,第一道油环附近,约距顶部边缘40~60mm处。第三个部位:汽缸下部,即活塞处于下止点时,第二道油环附近,约距汽缸底边20~40mm处。
其测量方法是:在上述汽缸上、中、下三个部位中,分别测出前后(垂直于曲轴中心线方向)、左右(平行于曲轴中心线方向)的汽缸直径数值,两个方向测量尺寸的差值,就是汽缸的失圆度,但测量后,要以三个中最大数值为依据,作为该缸的失圆度。汽缸的磨损量=最大直径-标准尺寸(汽缸原有尺寸)。
c.测量汽缸的锥形度。在上述汽缸上、中、下三个部位中,分别测出前后、左右的汽缸直径数值,上下两部位最大与最小数值之差就是汽缸的锥形度。由于汽缸是内燃机的核心部件,其磨损量、失圆度和锥形度是决定其修理类别的主要依据。当其磨损量、失圆度和锥形度超过一定范围后,就会对内燃机的工作性能造成严重影响。
(2)汽缸过度磨损对内燃机工作性能的影响
①汽缸与活塞裙部的配合间隙增大,致使压缩不良,启动困难,功率下降。
②燃油漏入机油盆,破坏汽缸壁的润滑,冲稀机油,降低机油质量。
③机油窜入燃烧室被烧掉,机油消耗量增加,燃烧室产生积炭,汽缸磨损加剧,可能咬住活塞环(因机油在活塞环处烧焦)。
④当失圆度、锥形度过大时,活塞环与缸壁的密封性降低,使环的工作稳定性丧失。
因此,各种内燃机汽缸的失圆度和锥形度都有明确的技术要求。
(3)汽缸套的技术要求
①一般修理的技术要求 汽缸磨损到下列情况之一者,必须修理或更换:
a.缸壁有裂纹;
b.缸壁的划痕深度大于0.25mm;
c.汽缸的磨损量大于0.35mm或活塞裙部与缸壁间隙大于0.50mm。
d.汽缸的失圆度和锥形度大于0.15mm
②生产厂或大修厂的技术要求
a.汽缸的尺寸达到说明书上的要求;
b.汽缸的失圆度、锥形度在0.03mm内;
c.汽缸内表面粗糙度不高于0.63μm;
d.局部凹痕深度不大于0.03mm。
根据测量结果,当汽缸的磨损量、失圆度和锥形度超过各种机器的规定值时,均应对汽缸进行修理,恢复汽缸的正常技术要求。
3.1.3.3 汽缸的修理
一般来说,汽缸的修理程序是:镗缸和磨缸,当汽缸镗削到不能再镗削时,或是不具备镗缸条件时,则更换或镶配汽缸套。在多数情况下,不具备镗缸和磨缸条件,另外采用直接更换或镶配汽缸套的方法维修成本会更低,因此当汽缸的磨损程度超过使用技术条件时,汽缸的修理通常采用直接更换或镶配汽缸套的方法。所以本节着重讲述汽缸套的更换。
镶换汽缸套的工艺如下。
(1)干式汽缸套的镶配
①选择汽缸套 汽缸第一次镶套时,应选用标准尺寸的汽缸套,以便于以后进行多次镶套修理。汽缸套外表面粗糙度应不超过0.80μm;圆柱度公差不得超过0.02mm,缸套下端外缘应有相应的锥度或倒角。
②镗承孔 根据选用的汽缸套外径,将汽缸镗至所需要的修理尺寸和应有的表面粗糙度,要求承孔表面粗糙度不超过1.60μm,圆柱度公差不大于0.01mm。如果原汽缸镶有缸套,可用专用工具将旧缸套拉出,或用镗缸机将其镗掉。拉压缸套的工具常用的有油压式和机械式两种,图3-24所示为机械式拉压汽缸套的工具。旧缸套取出后,应检查汽缸套承孔是否符合要求。汽缸套与承孔的配合应有适当的过盈,一般上端有突缘的汽缸套其配合过盈量为0.05~0.07mm,无突缘的汽缸套其配合过盈量为0.07~0.10mm。突缘与承孔的配合间隙:一般铸铁汽缸套为0.25~0.40mm。旧承孔与新选的汽缸套的配合,如不符合要求时,应把承孔重新镗至需要的尺寸。
图3-24 拆装汽缸套
③新汽缸套的压入 清洁汽缸和汽缸套后,在缸套的外壁上涂以适量机油,将汽缸套插入汽缸一部分,用直角尺找正,在汽缸套上端口放一硬木或软金属平整垫板,然后用5~10t的压床将汽缸套缓缓压入,如无压力机时,可用液压式或机械式拉压汽缸套的专用工具将其压入,如图3-24(b)所示。在施压过程中,要始终保持汽缸套与汽缸体上平面垂直,压力要逐渐增加。当压入30~50mm后,应放松一下,使其自然调整缸套位置。在压入过程中如发现阻力突然增大时,应立即停止,查明原因,以防挤坏汽缸壁。为防止汽缸体变形,压入干式汽缸套时,应采用隔缸顺序压入的方法。
④修整平面 汽缸套压入承孔后,其端面不得低于汽缸体上平面,也不得高出0.10mm以上。遇有高出时,可用锉刀修整,或用固定式镗缸机把高出的部分镗平。
⑤汽缸套的刷镀 当汽缸套承孔扩大,选配不到合适的汽缸套与之配合时,可采用对汽缸套的外壁刷镀的办法修复。刷镀时,可用镍镀液和铜镀液。当采用多层镀时,能使镀层厚度达0.20mm,这就可以满足汽缸套与汽缸壁过盈配合的需要。
(2)湿式汽缸套的换修
①取出旧缸套 拆除旧缸套时,可敲击缸套底部,用专用拉器取出。如无专用工具,可将缸体侧放,用硬木垫在缸套下端,然后用圆木或铁管顶住硬木板,利用铁锤敲出圆木把汽缸套打出。拆去旧缸套后,刮去汽缸体内承孔处的金属锈、污垢及其他杂物,并用砂布砂磨缸体与缸套的结合处,使其露出金属光泽,防止挤压使缸套变形。特别是密封圈接触的汽缸体孔壁必须光滑,防止因凹凸不平而使橡胶密封圈损坏造成漏水。如在汽缸套下凸肩有硬质沉积物,由于四周不均匀,造成汽缸套安装倾斜,使上凸肩处出现空隙,压紧汽缸盖后出现回正力矩,使汽缸套发生变形,容易发生早期磨损、活塞环折断、活塞偏磨、窜油等故障。
②换配新汽缸套 湿式缸套支承肩与汽缸体承孔结合端面的表面粗糙度均不得超过1.60μm并且不得有斑点、沟槽。汽缸体上下承孔的圆柱度公差不能超过0.015mm,承孔与汽缸的配合间隙为0.05~0.15mm。在安装前,应先将未装密封圈的汽缸套放入承孔内,把汽缸套压紧时,汽缸套端面应高出汽缸体平面0.03~0.24mm,各缸高出差应不大于0.03mm。如果过高,可用刮刀修理汽缸体上口凹槽的底面,或锉修汽缸套上平面;如果过低,可用在汽缸套突缘下压垫紫铜丝的方法加以调整。
③新缸套的压入 湿式汽缸套在压入前,应装上新的涂有白漆的橡胶密封圈,以防漏水。其压入方法同干式汽缸套的安装。
④注意事项 湿式汽缸套因压入时用力不大,汽缸套内径未受影响,因而通常不进行光磨加工。如经过测量,汽缸的圆度或圆柱度误差过大时,应拉出缸套,检查和修整承孔的锈蚀部位。并将缸套旋转90°再压入,但密封圈需更换。缸套压入后,密封圈不得变形,应密封良好,必要时,应进行水压试验,以不渗漏为合适。