气缸垫烧蚀原因的分析及更换

气缸垫烧蚀原因的分析及更换
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气缸垫烧蚀原因的分析及更换
侯文武
(鞍钢矿渣开发公司，鞍山114001)
摘要：介绍了气缸垫的作用、结构、烧蚀原因、诊断及更换方法，以避免野蛮操作，达到延长汽缸垫使用寿命的目的。

关键词：气缸垫；烧蚀；更换
1 前言
鞍钢矿渣开发公司现有自卸汽车、装载机、挖掘机等大型机械设备一百多台套，承担着鞍钢冶金渣运输、清理及综合利用的任务，是冶金生产的不可或缺的重要环节。

这些设备在作业中经常出现气缸垫烧蚀的故障，严重影响了设备的正常使用。

更换气缸垫是一项劳动强度大、技术要求高的作业，如果在作业中不能耐心细致地按照技术标准操作，更换的新气缸垫又会很快再次烧蚀。

对此，通过认真研究气缸垫烧蚀的原因，总结出了更换气缸垫作业的技术要求、操作要点、注意事项及成功的操作方法。

2 气缸垫的作用及结构
气缸垫是用来保证气缸体与气缸盖结合面间的密封，防止漏气、漏水及漏油，它是汽车上最重要的一种垫片。

气缸垫直接接触高温高压的燃气，所以在使用中很容易被烧蚀。

因此，气缸垫要耐热、耐腐蚀，具有足够的强度、一定的弹性和导热性，从而保证可靠的密封。

目前广泛使用的是金属—石棉气缸垫，其结构为薄金属片包石棉，在气缸口处有用钢片做成的护圈，在水道口、油道口周围用铜皮或钢片卷边加固。

石棉芯具有良好的耐热性和一定的弹性，在石棉中掺入铜屑或铜丝，以增强其导热性。

另外还有金属骨架石棉垫、纯金属垫等。

近年来，国外一些发动
机开始使用耐热密封胶，彻底取代传统的气缸垫。

3 气缸垫烧蚀的原因分析
通常气缸垫烧蚀主要是由于高温高压的燃气冲击气缸垫，烧坏包口、护圈及石棉板，导致气缸漏气，漏润滑油、漏冷却水。

此外，一些操作使用及维修装配方面的人为因素，也是造成气缸垫烧蚀的重要原因。

下面介绍一下具体原因。

(1)发动机长时间在大负荷下工作或经常爆燃，导致气缸内高温高压而烧蚀气缸垫。

(2)点火提前角或喷油提前角过大，使气缸内的最高压力及最高温度过高。

(3)驾驶操作方法不当，如经常急加速或长时间高速行驶，由于压力过大加剧了气缸垫的烧蚀。

(4)发动机散热不良或冷却系统故障导致发动机温度过高，容易发生气缸垫烧蚀的故障。

(5)气缸垫质量差，厚薄不均匀，包口内有气囊，石棉铺设不均匀或包边不紧。

(6)缸盖发生翘曲变形，气缸体平面度超差，个别气缸螺栓松动，螺栓被拉伸产生塑性变形等导致密封不严。

(7)在扭紧缸盖螺栓时没有按规定要求进行操作，如扭矩不符合要求，扭力不均致使气缸垫没有平整地贴在气缸体与气缸盖的结合面上，导致窜气烧蚀气缸垫。

(8)缸套上端面与气缸体上平面之间平面误差过大，导致气缸垫不能被压紧而造成烧蚀。

4 气缸垫烧蚀故障的诊断
气缸垫烧蚀的部位不同，其故障现象也不同。

(1)气缸垫在两缸缸沿之间烧蚀：此时发动初动力不足，汽车行驶无力，加速性差，在怠速时可以听到气门反吹的声音，单缸断火或断油可以明显感觉到相邻两缸不工作或工作不良。

(2)气缸垫烧蚀部位与水道口相通：水箱反水冒气泡，水温上升过快，经常开锅，排气管冒白烟。

(3)气缸垫烧蚀部位与润滑油道相通：此时机油窜入燃烧室参与燃烧，排气管冒蓝烟，发动机机油易变质。

(4)气缸垫烧蚀部位与外界相通：从气缸垫磁损处发出剧烈的“啪、啪”声，用手沿气缸垫的四盾移动，能感觉到气体冲手。

(5)气缸盖与气缸体结合面处有水或有气泡冒出，或发生油水混合故障，此时为气缸垫密封失效，不能有效密封水道和油道。

(6)测量气缸压力，气缸垫烧蚀的气缸压力明显降低。

5 更换气缸垫作业的方法
判定为气缸垫烧蚀故障后，要按照正确的力法更换，以提高气缸垫的密封质量。

(1)拆卸缸盖螺栓时，必须等发动机完全冷封之后再进行，拆卸时要按照“从两边向中间对角均匀松开”的原则，以防止缸盖发生翘曲变形。

(2)清除旧的气缸垫，清洁气缸盖及气缸体密封表面。

此项工作要求特别的耐心细致，要彻底清除密封表面的旧密封胶、积炭及腐蚀生成物，并用压缩空气吹干净。

(3)检查气缸盖与气缸体密封表面有无变形。

用直尺和厚薄规沿着密封表面的纵向和横向分别检查，一般要求在气缸体与气缸盖的密封面全长上不平度不大于0．10mm，在任何100mm的长度上不平度不大于0．03mm，在密封面上不能有任何的凸起或凹陷部位。

检查缸套上端面高于气缸体上平面的高度，要在规定的0．05～0．15mm范围内。

(4)选用的气缸垫必须是符合要求、质量可靠的原厂配件，安装时要注意其安装方向，基本原则是卷边朝向易修整的接触面或硬平面。

具体说明如下：①如果气缸垫本身有安装标志，则按安装标志进行安装。

②无标志，缸盖为铸铁，卷边朝向缸盖，缸盖为铸铝时，卷边要朝向缸体，当缸盖缸体均为铸铝时，卷边朝向湿式缸套的凸沿。

(5)缸盖螺栓的紧固方法：缸盖螺栓的紧固是保证气缸垫密封质量的最重要的一环，此项操作的规范与否，直接影响气缸垫的密封质量，
必须严格按照技术标准进行操作，同时有一些细节问题必须加以注意：①要彻底清理螺栓孔内的污泥、积炭、冷却液、机油等杂物和液体，必要时用丝锥清理螺纹，并用压缩空气吹干净。

②彻底清洁缸盖螺栓，认真检查螺栓，如果有裂纹、点蚀及颈缩现象就应报废不能继续使用。

用卡尺测量螺栓在自由状态下的长度，如果螺栓的塑性变形量超过1．5％就不能再继续使用。

还有一些发动机生产厂在拧紧缸盖螺栓时是将螺栓扭紧到材料的屈服点，用这种方法可以在缸盖上形成更为一致的夹紧力，以保证气缸垫的可靠密封。

因此这种螺栓是按照仅使用一次的标准设计的，拆卸后必须更换。

如果使用旧螺栓，再次扭紧到材料的屈服点，就会产生薄弱点，造成气缸垫密封失效。

③缸盖螺栓在安装前要在螺纹部分及法兰支撑面处涂少许机油，以减轻螺纹副处的干摩擦。

④对于分体式缸盖，在紧固缸盖螺栓前要将分水管及进气管安装到缸盖上(不装垫片)，并按规定的力矩紧固，否则可能会由于缸盖侧面不在同一平面上而发生漏水或漏气的故障。

⑤按技术规范紧固缸盖螺栓。

各种不同的发动机缸盖螺栓的紧固方法及力矩是不同的，总的原则是应从中间向两侧对称地扩展交叉进行，分2～4次扭紧至规定扭矩，在发动机热车时再重复紧固。

⑥由于材料膨胀系数的不同，为了防止受热后缸盖螺栓的膨胀大于铸铁缸盖的膨胀而使压紧度降低，对于铸铁缸盖要在发动机达到正常工作温度时再进行第2次扭紧，铝合金缸盖由于其膨胀系数大于钢，所以在发动机热起后，压紧力会更大，故只需在冷态下一次扭紧即可。

6 在使用中如何防止汽缸垫的烧蚀
(1)避免发动机长时间大负荷工作。

(2)不宜将点火提前角或喷油提前角调整过大，要按规定的标准进行调整，以免气缸内的最高温度及最高压力过大。

(3)尽量避免急加速或长时间高速行驶，尽量避免“深一脚浅一脚”的踩油门，以免发动
机的负荷变化过于剧烈。

(4)保持发动机良好的散热能力。

经常检查冷却系各部位的技术状
况，确保其处于良好的工作状态。

保持发动机外部清洁，经常清理油泥、污垢等，以保证其良好的散热。

7 结论
气缸垫是汽车上最为重要的一种垫片，在更换气缸垫的作业中，要耐心细致严格地按技术标准操作，特别是要严格按照发动机厂家规定的顺序、扭紧力矩及扭紧方法去紧固缸盖螺栓。

只有这样，才能保证气缸垫的高质量的密封。

同时要分析气缸垫烧蚀的原因，有针对性地排除相关的故障，改进设备的操作方法，避免野蛮操作，以有效延长气缸垫的使用寿命。