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如何修理缸体缸盖的裂纹?

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案例:冬天,伊春有一辆微车,油底壳内机油是黄色。一修理 厂工人认为,天下雨时,可能车行驶时涉水太深,水可能从油标尺 口处漏入油底壳。但从油标尺人口处看不到痕迹,而且,那几天 又未下雨。是否是缸盖变形或气缸垫冲毁,弓I起水从缸体油道漏 人油底壳。这一判断又被本人否定。因为,如果是缸盖变形或气 缸垫冲毁,水也会漏入燃烧室,燃烧混合气也会窜人水腔,造成冷 却液温度过高,消声器尾管冒白烟,可是没有此现象。经再三询 问驾驶员,他说,因为昨天水箱加了水(不是防冻液),发动机熄火 后,忘记把水放掉,第二天早上检查机油时,发现机油变成黄色。 此后,修理工解体了发动机,发现第四气缸上部有裂纹。经水压 试验,发现此处漏水,所以油水混合变成了黄色。产生裂纹的原 因是水在严寒的冬天结冰,胀裂了缸体。

1987 Buick Grand National

⑴裂纹产生的原因:①一般发动机缸体的材料为合金铸铁, 缸盖材料是铝合金,形状极其复杂,壁厚不一致,壁厚承受拉应 力,壁薄承受压应力,经过正确的时效处理后,应力方可达到平 衡。但是,发动机工作时,它们将受到燃烧产生的热量和冷却液温度的影响,使缸体、紅盖的温度场不一样。因此,内应力发生新 的改变。在正常状况下,这种内应力会达到新的平衡,仍在材料 的弹性极限范围内。当在严寒冬天,为便于起动而加沸腾开水、 或在严寒冬天不加防冻液而加了水,引起缸体、缸盖水腔结冰。 7JC结冰后体积增大。另外,当缸体和缸盖水腔结水垢过多时,因 水垢导热系数比钢铁导热系数低1/25〜1/50,比铝合金导热系数 低1/50〜1/200,同时,水垢对防冻液流动阻力增加很大等因素, 使发动机冷却液温度变得过高。这一切,都会使它们的内应力重 新分配,造成应力集中,材料弹性极限下降,严重时,当超过材料 的弹性极限就变为塑性变形,如平面挠曲、拉伸、孔椭圆度及圆 柱度变大,当超过材料的强度极限时就会使缸体、缸盖破裂。 ②缸盖螺栓拧得过紧,且各螺栓拧紧力不一致、拧紧次序又未按 规定进行,发动机运转时,在压缩压力和在做功行程的爆发压力 作用下,缸盖螺栓承受很大的拉力,因缸盖螺栓是合金材料,远比 铸铁和铝合金强度高,所以,使缸体平面在螺栓周围处凸起,而缸 盖又与缸体用缸盖螺栓连接,缸体不可移动,所以,缸盖下平面在 缸体上平面凸起的影响下凹下去。③在高温热状态下拆缸盖或 在热状态下存放缸盖不平,拆缸盖螺栓时,又未按规定次序拆,所 以,缸盖就会变形。④意外敲击。⑤焊补:焊时各处温度不一致, 造成热应力不一致,使之变形。

(2)缸盖、缸体裂纹的检查:①水压试验:缸体、缸盖水腔的水 压达30〜49kPa,保持5min,如此时不漏水,说明没有裂纹和砂 眼。②渗漏法:将汽油或煤油注人缸体和缸盖水腔内,经20〜 30min没有渗漏汽油或煤油,说明没有裂纹或砂眼。煤油和汽油 渗透性好,尤其是煤油。很多修理厂适用此法。

案例:有一辆已经行驶21万km的车,因拉缸采用尺寸修理 法修理,即加大直径0. 75mm镗缸和珩磨工艺。车修完后行驶不 久,发现油水混合,通过对缸体的水压试验,发现三缸气缸中部有 一砂眼漏水,说明缸体内部在铸造时有不通孔的气孔、砂眼或缩松,扩孔后又有微薄的金属层掩盖住此缺陷,经多次发动机运转 时,在压缩压力和爆发力、水压的作用下,金属层剥落,缺陷暴露, 所以漏水。

(3)裂纹的修理:根据检查确定的裂纹的部位、大小、形状,采 取相应的措施:①涂胶法:A.在裂纹两端钻口,防止裂纹扩张。 止口的孔径大小视裂纹的部位及大小而定。B.裂纹开时坡口, 长度视除两端钻有孔以外的裂纹长度而定。开坡口的方法:用钻 孔开坡口时,各钻口必须重叠,然后,用凿子去掉多余的金属,并 用砂布磨光,使坡口形成一条光滑的轮廓,坡口深度取壁厚的2/ 3。C.除油:坡口处有机油等油污时就没有附着力,胶粘不上或 附着力很小,易脱层。所以,必须先用汽油清洗,用丙酮擦,此后 用清水洗净,吹干。D.涂胶:胶的品牌一般选6101环氧树脂,把 它分为100份,再选用邻苯二甲酸二丁酯,把它分为15份,然后 将二者混后,略加热并不断搅拌,把已研成粉末状的间苯二胺15 份注人上述混合物内,通过加热直到粉末状物质全无粉末,此后, 再加入石英粉15份、石棉粉W份、铁粉20份(或铝粉),并不断搅 拌均勻,最后,将缸体或缸盖加热到40°C,并涂上上述配制的胶, 冷却后即可使用。②焊接法:A.按涂胶法①的A、B、C三点次序 的做法进行。B.铜焊条冷焊:对受力部位小、承受温度低的地 方,缸体预热的温度要低,应低于40CTC或不预热,用铜焊条焊,采 用小电流边焊边锤击,并分层焊;对承受力和温度高的地区,如气 缸的上部,应采用热煌法,即对缸体应预热650X:〜700X:,焊后在 炉内500°C〜550°C保温lh,然后随炉冷却16h以上,直至缸温与 环境温度一致即可。

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