12V180柴油机汽缸套断裂原因分析及对策.doc

12V180柴油机汽缸套断裂原因分析及对策一、 提出问题的原因从2005年下半年到2006年10月间，不断出现12V180柴油机在检修后发生汽缸套断裂的情况。由于汽缸套位于柴油机内部，发生断裂后处理起来非常麻烦，及耗费人力又减少了机车的运用时间，在这种情况下我们将12V180柴油机汽缸套断裂原因这一问题提了出来。 二、 12V180柴油机汽缸套断裂原因分析 112V180型柴油发动机气缸套经常断裂的原因分析一般来说，此类故障常在发动机维修后出现。12V180型气缸盖为一缸一盖，12只缸盖都相同，在其工作状态下，某一缸的气缸套于支承肩下退刀槽处显圆周型断裂。故障出现时，冷却水从进气筒喷水。若需检查是哪一缸缸套断裂，可将缸盖上的试功堵松开，再盘动发动机飞轮，如哪一缸的试功堵向外喷水，即可断定该缸气缸套断裂。为什么12V180型柴油发动机会经常断裂气缸套，并且是在气缸套支承肩下退刀槽处断裂呢？下面着重分析故障原因：其缸口内圈边缘压在气缸套的凸台上。拧紧气缸盖螺栓时，气缸盖压着气缸垫缸口内圈和凸台，同样也造成气缸套断裂。（1）气缸体在铸造时，每个缸孔镶气缸套的上台阶位置高度不一样，相对气缸套而言，镶气缸套的上止口位置过高，使气缸套凸肩凸出气缸体顶面平面过高，或者因为气缸套安装封水圈的环槽太浅，致使封水圈凸出过多在安装时压不到位，都会造成气缸套断裂。 在使用维修过程中，一般只顾换新缸套，没有注意到这些问题，致使装上的新气缸套在发动机运行工作后发生断裂。有人误以为是新气缸套质量有问题，结果换上新气缸套，这种问题还是不能根除。事实上，当装上缸盖拧紧螺栓以后，气缸体承装气缸套台阶过高，或压装不到位，使气缸套上的凸肩随之增高，气缸盖难以贴合，缸盖螺栓的扭紧力矩全部作用于气缸套的凸肩上，气缸体平面承受力降低，导致气缸套支承肩处被迫压断。（2）气缸调整垫过厚。如果气缸调整垫过厚，拧紧缸盖螺栓时，其拧紧力矩和气缸盖的压力全部作用于气缸盖的上支承肩上，致使气缸套被迫压断。（3）气缸体承装气缸套的上台阶不清洁，积炭过多，致使气缸套支承肩相应增高，使气缸套被迫压断。（4）气缸套的质量因素。由于一些气缸套制造时上支承肩厚度不一致，有些气缸套上支承肩过厚，使气缸套被迫压断。212V180型柴油发动机气缸套断裂的特殊原因分析（1）气缸体制造时，因机械加工时时效处理不好，造成气缸体安装气缸套的上部定位凸缘内径失圆，达不到规定的标准。（2）发动机使用不当。如在发动机高温状态下骤加冷却水；或先起动发动机待发动机温度升高后才加注冷却水；或是发动机经常开锅，使气缸体此处变形。（3）发动机检修不当。如气缸盖螺栓未按规定的顺序、次数和扭紧力矩拧紧；气缸套凸肩高出气缸体平面高度过多或是各缸高度相差太大；气缸垫不符合标准等因素都会造成气缸体变形。由于气缸体安装气缸套的上部定位凸缘失圆变形。当装下气缸套时，导致气缸套的上定位带与气缸体的上部定位凸缘之间的配合过松而存在空隙。在发动机工作时，冷却水便会存在于这个缝隙之中，气缸套退刀槽内也充满了水，但冷却水因气缸垫的密封作用不会进入燃烧室。随着发动机温度增高和冷却水的温度升高，气缸套退刀槽内的水温也同样升高。因为两者配合过松，并有一定的缝隙，水在其缝隙里，水温升高的同时，发动机燃烧室的温度将会更高。在正常情况下，气缸套退刀槽内是没有水的，因气缸套上定位带与气缸体孔正常配合，气缸套退刀槽处因离燃烧室很近，在无水时与缸体及发动机的燃烧室温差不大，故不会发生断裂。反之，因气缸套退刀槽内有水，其温度与发动机冷却系的水温相近，而与燃烧室的温度相差太远，便会因温差失调，退刀槽此处的厚度便失去了防热的意义，而导致气缸套退刀槽处断裂。为什么气缸套与气缸套孔配合间隙过大会造成气缸套断裂呢？下面将予以探讨。气缸套是用来引导活塞运动的，需承受发动机的高温和气体压力，在使用过程中，气缸套还要承受气缸套的变形和高频振动。如果气缸套与其孔之间配合过松，气缸套在其孔内松旷而横向摆动，气缸套便容易断裂。在发动机高速运转时，活塞连杆组作往复运动，活塞的横向摆动会引起气缸套的横向振动，增大了气缸套的振动频率和振幅。由于气缸套长期承受燃烧气体的压力、活塞的惯性力、活塞环的压力。活塞的振动和对气缸壁的敲击所产生的力，这些力一般倾向于使气缸套的横向力加大并传给气缸套孔，使气缸套外径与气缸套孔产生一种应力敲击。气缸套长期在这种交变应力状态下工作，最终不堪重负，导致气缸套断裂。三、 解决12V180柴油机气缸套断裂的对策 结合以上对12V180柴油机气缸套断裂的原因分析，我们采取了以下一系列措施。1、首先对12V180柴油机气缸套进行分析：从上图可以看出气缸套整体高度、凸肩高度、上定位圆高度及厚度对气缸套断裂有很大的影响。我们通过在安装前对这几个数据进行测量，选取符合要求的气缸套进行装配，避免了因上述原因造成气缸套断裂。由于测量的需要我们设计制作了测量工具：2、加强了安装时的过程控制：a、对气缸座孔以及气缸调整垫的积碳进行了彻底的处理，对调整垫的选配由质量检查员全程跟踪。b、对气缸套安装完毕后的各项数据进行了测量。其中包括：气缸套安装后上支撑肩凸出机体高度，气缸套上定位凸缘与气缸盖配合间隙等。c、对气缸套压装工具进行了改造。原压装工具较窄，缸套受力部份容易断裂。改造前后如下图所示：d、对退刀槽过深或缸套上上部定位凸缘轻微失圆变形的缸套，在安装时填装垫料或涂抹密封