柴油机气缸盖的几种损坏形式及如何判断和预防

柴油机气缸盖的几种损坏形式及如何判断和预防
1．气缸盖
气缸盖在极为苛刻的条件下工作，其底板受热面“鼻梁区”或内侧表面可能产生裂纹及腐蚀形式的损坏，引起这种损坏的原因如下：
1）热疲劳
在底板受热面“鼻梁区”产生热疲劳裂纹是四冲程柴油机气缸盖较为常见的损坏形式。

产生热疲劳裂纹是由于受热面的温度超过材料的使用极限而发生蠕变，引起局部塑性变形。

当气缸盖在冷热交替情况下工作时，受热面的收缩因塑性变形而受阻，从而产生残余拉伸应力。

受热面温度超过极限温度越多，运行时间越长，残余拉伸应力就越大，最终因应力的反复交变而出现疲劳裂纹。

严重时可能经过一次冷热循环便出现裂纹。

因此，热疲劳是取决于“冷热”循环次数的低循环疲劳。

2）机械疲劳
气缸盖底板在缸内气体压力作用下发生周期性弯曲变形，其最大拉伸应力发生于底板的内侧表面，阀孔尖角处应力集中严重，再叠加上热应力（底板内侧表面所受热应力也为拉伸应力）的作用，于是机械疲劳裂纹以此尖角为起点，沿阀孔周围逐渐向受热面扩展而裂穿。

机械疲劳损坏是与发动机的累计转数有关，称高循环疲劳。

3）腐蚀疲劳
曾有某老式二冲程柴油机铸钢气缸盖在密封凸缘处冷却水侧容易发生腐蚀疲劳裂纹。

冷却水中含有各种酸根离子和溶解氧将对金属发生电化学腐蚀和氧化，金属晶界是首先被腐蚀和氧化的部位。

这将导致被腐蚀的表面变得粗糙并产生应力集中，使材料的疲劳强度显著下降。

而且由于该气缸盖与气缸套的圆锥部分配合不良，以及气缸盖螺栓的过分紧固，在柴油机运转时，使密封凸缘冷却水侧产生较大的脉动机械应力。

在腐蚀和较大的脉动机械应力共同作用下，从冷却水侧开始发生腐蚀疲劳裂纹。

气缸盖裂纹可以采用渗透探伤或水压试验等方法检验。

在柴油机运转中，也可根据以下现象来判断气缸盖是否产生裂纹：
（1）开车前冲车时，观察示功阀有无水汽、水珠喷出。

如有，表明气缸盖可能产生了裂纹。

（2）运转中，观察冷却水压力是否波动，冷却水出口温度是否升高，膨胀水箱水位是否正常；滑油中是否有水，油位是否升高。

如有，表明气缸盖或气缸套存在问题。

（3）吊缸时，活塞顶部有积水或锈痕，表明气缸盖有裂穿现象。

为了提高气缸盖的工作可靠性和使用寿命，在维护管理中应注意下列事项：
（1）在柴油机投入运行前，彻底清洗冷却水腔，保证水路畅通。

（2）运转中适时清除水垢和铁锈，保证传热条件良好。

（3）控制冷却水的品质，按说明书的规定控制好冷却水的温度、
温差和流量。

（4）避免长时间超负荷运转，防止过热。

（5）当采用外源驱动冷却水泵时，柴油机停车后，不应过早停止冷却水循环，以避免产生冷却水“过后沸腾”现象；起动柴油机时，应避免暖机不足而过猛增加负荷。