柴油發電機缸蓋裂紋現象查找步驟和修復法
發布時間：2024-04-05 點擊：170
故障檢修與技術維護
柴油發電機缸蓋裂紋故障查找步驟和修復法
造成柴油發電機冷卻液消耗過快的原因主要有水管破裂或接頭密封不良；水泵水封磨損過甚或損壞而漏水；氣缸墊滲漏；氣缸體或氣缸蓋有裂紋；散熱器損壞泄漏；散熱器蓋進、排氣閥失靈使冷卻液泄漏；膨脹水箱蓋泄漏等。康明斯公司在本文中以某用戶的缸蓋裂紋事故為例，逐步介紹該類型故障額查找方法和診斷結果。
缸蓋模型立面圖
缸蓋模型側視圖
一、故障現象
nta855型康明斯柴油機，工作過程中出現冷卻液溫度過高的故障。停機檢查，發現散熱器中冷卻液不足。加足冷卻液后，故障消除但運轉一段時間，故障再次出現。停機檢查，發現散熱器中冷卻液又少了很多。
缸蓋模型斜視圖
二、故障查找分析
（1）發動機內部泄漏檢查
先旋下放油螺塞，因冷卻液密度比潤滑油大，若有冷卻液泄漏，冷卻液便會先流出來或流出冷卻液與機油的乳狀混合物；也可抽出機油標尺，查看油標尺有無水珠。然后檢查機油冷卻交換器的水道與油道之間有無泄漏，可將交換器放在水中，用手動壓力器進行壓力檢測。最后進行柴油發電機冷卻系統內部泄漏試驗，在散熱器上接上壓力檢測器，起動柴油發電機，如果壓力迅速上升，表明氣缸損壞或氣缸體破裂產生泄漏；如果壓力不上升，用壓力檢測器加壓，若壓力指針不斷擺動，表明柴油發電機在燃燒時或壓縮時，冷卻系統發生了泄漏。此時若拆下壓力檢測器，高速運轉柴油發電機，會發現冷卻液冒出氣泡，此時，應更換氣缸或氣缸體。
（2）拆下氣門室罩蓋檢查
發現缸蓋上面有少量白色泡沫，而機油無明顯增加，說明有少量冷卻液泄漏到潤滑油中，以上現象說明冷卻液是蒸發掉了，即可能是氣缸蓋或者缸套等部件有裂紋，導致在進氣沖程中，氣缸內形成負壓，冷卻液由裂紋進入氣缸，而壓縮和做功沖程中，部分冷卻液在高溫的作用下汽化。在排氣沖程中，大量汽化了的冷卻液排入大氣，致使冷卻液消耗過量，而殘留的少量冷卻液沿氣缸壁流入油底殼，導致潤滑油中有少量冷卻液而產生肉色泡沫。
（3）對缸蓋和缸套進行檢查
拆下氣缸蓋后，發現第1缸積炭嚴重，活塞頂部有水，說明渡缸有冷卻液泄漏現象，但是檢查缸套時卻沒有發現裂紋。對缸蓋進行水壓試驗，結果發現有水從第1缸排氣門處流出。拆廠排氣門時，發現缸蓋上的氣門座附近有一條清晰可見的裂紋，表明冷卻液就是從這里泄漏的。檢查缸蓋時，發現水套內壁有厚厚的一層水垢。分析認為，由于排氣門座附近溫度高、散熱條利差、結構單薄，而水垢的隔熱作用使散熱條件進一步惡化，因而在應力集中的作用下產生了裂紋。
三、修復方法
氣缸體、氣缸蓋裂紋與破裂的修理方法有粘結、焊接和螺釘填補等多種。具體采用哪種方法應根據裂紋大小、程度和部位確定。當遇到缸蓋上的穿透性裂紋和關鍵部位的嚴重裂紋都必須更換缸蓋，并清洗水套后裝機試機后，故障排除。
1、粘結法
大部分裂紋可采用粘結法修復。常采用環氧樹脂粘結，它具有粘結力強、收縮小、耐疲勞等優點，同時工藝簡單、操作方便、成本低。其主要缺點是不耐高溫，不耐沖擊等，而且在下一次修理時，經熱堿水煮洗后會脫落，需重新粘接。所以，除燃燒室、氣門座等高溫區域外，其余部位均可采用這種方法。對破洞和裂紋集中部位，可采用補板加環氧樹脂法修理。用螺釘固定補板，其間涂以環氧樹脂，以確保密封。
2、焊接
焊接可分為冷焊和熱焊兩種。熱焊時，將工件預熱到327-427℃進行焊接。焊縫金屬冷卻緩慢，零件冷卻時各處溫差小，不易形成較大內應力，可防止零件產生白口鐵組織和裂紋。但熱焊易產生變形，工藝復雜。冷焊一般不預熱。目前，隨著冷焊質量可靠性的提高，在氣缸體、氣缸蓋裂紋的修理中，得到廣泛應用。
3、堵漏劑堵漏
堵漏劑是修補氣缸漏水的一種新材料。它是由水玻璃、無機聚沉劑、有機絮凝劑、無機填充劑和粘結劑組成的膠狀液體，適用于鑄鐵、鋁缸體所出現的裂紋、砂眼等缺陷的堵漏。
4、打磨法
裂紋微小時采用銼刀、油石和風砂輪等工具打磨裂紋處予以消除，經無損探傷或水壓試驗檢驗合格后繼續使用。否則，繼續打磨、檢驗。若裂紋較深達壁厚的3%以上時，停止打磨改用其他方法修理或報廢換新。
5、金屬扣合法
氣缸蓋底面和其他部位的裂紋采用金屬扣合法修理，不僅零件的強度要求，還可滿足密封性要求。
6、鑲套修理
對于孔壁上的裂紋，如氣缸蓋上的進、排氣閥孔壁和噴油器孔壁的裂紋采用鑲套修理。此法效果好，可使零件繼續使用2年以上的時間。襯套的材料一般為不銹鋼或青銅、襯套端部與閥孔底部間墊以紫鋼墊片以增強密封性。
7、覆板修理
氣缸蓋外表面裂紋可采用覆板修理。修理時，先在裂紋兩端鉆止裂孔，涂膠粘劑(如環氧樹脂)后將鋼板覆蓋其上，用螺釘將鋼板固緊在氣缸蓋上。
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缸蓋模型立面圖
缸蓋模型側視圖
一、故障現象
nta855型康明斯柴油機，工作過程中出現冷卻液溫度過高的故障。停機檢查，發現散熱器中冷卻液不足。加足冷卻液后，故障消除但運轉一段時間，故障再次出現。停機檢查，發現散熱器中冷卻液又少了很多。
缸蓋模型斜視圖
二、故障查找分析
（1）發動機內部泄漏檢查
先旋下放油螺塞，因冷卻液密度比潤滑油大，若有冷卻液泄漏，冷卻液便會先流出來或流出冷卻液與機油的乳狀混合物；也可抽出機油標尺，查看油標尺有無水珠。然后檢查機油冷卻交換器的水道與油道之間有無泄漏，可將交換器放在水中，用手動壓力器進行壓力檢測。最后進行柴油發電機冷卻系統內部泄漏試驗，在散熱器上接上壓力檢測器，起動柴油發電機，如果壓力迅速上升，表明氣缸損壞或氣缸體破裂產生泄漏；如果壓力不上升，用壓力檢測器加壓，若壓力指針不斷擺動，表明柴油發電機在燃燒時或壓縮時，冷卻系統發生了泄漏。此時若拆下壓力檢測器，高速運轉柴油發電機，會發現冷卻液冒出氣泡，此時，應更換氣缸或氣缸體。
（2）拆下氣門室罩蓋檢查
發現缸蓋上面有少量白色泡沫，而機油無明顯增加，說明有少量冷卻液泄漏到潤滑油中，以上現象說明冷卻液是蒸發掉了，即可能是氣缸蓋或者缸套等部件有裂紋，導致在進氣沖程中，氣缸內形成負壓，冷卻液由裂紋進入氣缸，而壓縮和做功沖程中，部分冷卻液在高溫的作用下汽化。在排氣沖程中，大量汽化了的冷卻液排入大氣，致使冷卻液消耗過量，而殘留的少量冷卻液沿氣缸壁流入油底殼，導致潤滑油中有少量冷卻液而產生肉色泡沫。
（3）對缸蓋和缸套進行檢查
拆下氣缸蓋后，發現第1缸積炭嚴重，活塞頂部有水，說明渡缸有冷卻液泄漏現象，但是檢查缸套時卻沒有發現裂紋。對缸蓋進行水壓試驗，結果發現有水從第1缸排氣門處流出。拆廠排氣門時，發現缸蓋上的氣門座附近有一條清晰可見的裂紋，表明冷卻液就是從這里泄漏的。檢查缸蓋時，發現水套內壁有厚厚的一層水垢。分析認為，由于排氣門座附近溫度高、散熱條利差、結構單薄，而水垢的隔熱作用使散熱條件進一步惡化，因而在應力集中的作用下產生了裂紋。
三、修復方法
氣缸體、氣缸蓋裂紋與破裂的修理方法有粘結、焊接和螺釘填補等多種。具體采用哪種方法應根據裂紋大小、程度和部位確定。當遇到缸蓋上的穿透性裂紋和關鍵部位的嚴重裂紋都必須更換缸蓋，并清洗水套后裝機試機后，故障排除。
1、粘結法
大部分裂紋可采用粘結法修復。常采用環氧樹脂粘結，它具有粘結力強、收縮小、耐疲勞等優點，同時工藝簡單、操作方便、成本低。其主要缺點是不耐高溫，不耐沖擊等，而且在下一次修理時，經熱堿水煮洗后會脫落，需重新粘接。所以，除燃燒室、氣門座等高溫區域外，其余部位均可采用這種方法。對破洞和裂紋集中部位，可采用補板加環氧樹脂法修理。用螺釘固定補板，其間涂以環氧樹脂，以確保密封。
2、焊接
焊接可分為冷焊和熱焊兩種。熱焊時，將工件預熱到327-427℃進行焊接。焊縫金屬冷卻緩慢，零件冷卻時各處溫差小，不易形成較大內應力，可防止零件產生白口鐵組織和裂紋。但熱焊易產生變形，工藝復雜。冷焊一般不預熱。目前，隨著冷焊質量可靠性的提高，在氣缸體、氣缸蓋裂紋的修理中，得到廣泛應用。
3、堵漏劑堵漏
堵漏劑是修補氣缸漏水的一種新材料。它是由水玻璃、無機聚沉劑、有機絮凝劑、無機填充劑和粘結劑組成的膠狀液體，適用于鑄鐵、鋁缸體所出現的裂紋、砂眼等缺陷的堵漏。
4、打磨法
裂紋微小時采用銼刀、油石和風砂輪等工具打磨裂紋處予以消除，經無損探傷或水壓試驗檢驗合格后繼續使用。否則，繼續打磨、檢驗。若裂紋較深達壁厚的3%以上時，停止打磨改用其他方法修理或報廢換新。
5、金屬扣合法
氣缸蓋底面和其他部位的裂紋采用金屬扣合法修理，不僅零件的強度要求，還可滿足密封性要求。
6、鑲套修理
對于孔壁上的裂紋，如氣缸蓋上的進、排氣閥孔壁和噴油器孔壁的裂紋采用鑲套修理。此法效果好，可使零件繼續使用2年以上的時間。襯套的材料一般為不銹鋼或青銅、襯套端部與閥孔底部間墊以紫鋼墊片以增強密封性。
7、覆板修理
氣缸蓋外表面裂紋可采用覆板修理。修理時，先在裂紋兩端鉆止裂孔，涂膠粘劑(如環氧樹脂)后將鋼板覆蓋其上，用螺釘將鋼板固緊在氣缸蓋上。
你知道如何清除柴油發電機表面的鐵銹嗎？
柴油發電機組全自動與自啟動的區別
國產發電機對燃油箱的設計要求是什么？
柴油發電機組電線的連接有哪些注意事項？
康明斯柴油發電機組技術維修手冊
康明斯柴油發電機潤滑油路的簡介
帶渦輪增壓器的柴油發電機組有哪些突出優點？
柴油發電機組的雙電源自動轉換開關接線方式