玉柴YC6112柴油发动机气缸体的镶套修复.doc

玉柴 柴油发动机气缸体的镶套修复玉柴 柴油发动机气缸体的镶套修复 摘要 摘要 针对玉柴 柴油发动机气缸体的 气缸在磨损后 在修理过程中 需要更换整个气缸体 从而造成维修成本过高 本人在实践中 参考了一些汽 车维护和修理的技术书籍 将玉柴 柴油发 动机气缸体的气缸进行镶套修复 使其恢复技术标准 保证了发动机的工作性能 延长了发动机缸体的使用寿 命 有效的降低了维修成本 关键词 关键词 发动机 气缸体 磨损 镶套 修复 论文内容 论文内容 玉柴 柴油发动机是一种具有起 动容易 油耗低 加速性好 排放低 适应性广等的优 点 但是由于发动机的缸体与气缸是铸造一体的 发动 机气缸磨损后 需要整个气缸体更换 造成维修成本过 高 使用户难以承受高额的维修费用 所以我对气缸采 用镶套修复的修理工艺是一种解决维修成本过高行之有 效的方法 一 气缸磨损后修复问题的提出 一 气缸磨损后修复问题的提出 公司从广西玉柴机器股份有限公司购进了 柴油发动机 装配在广州穗景客车厂生产 的巨鹰牌大客车 在使用过程中 由于驾驶员操作使用 不当 致使车辆在行驶过程中出现熄火现象 随后发动 机无法起动 我在拆检过程中 发现发动机缺水 高温 后 造成活塞拉缸的机损事故 由于这种发动机气缸与 缸体是一体式的 见图 1 1 图 1 1 玉柴 发动机气缸体 没有缸套 气缸在磨损后 需要更换新的缸体 而一个 新的缸体需要八千多元 使车队的维修成本大幅上升 见表一 表一 改装前的维修费用 里程维修费用费用承担 1 10 万公里 2 10 万公里后 1 厂家更换新发 动机 2 单机气缸的维 修成本需 8000 元 1 保修期内免 费更换 2 用户自己承 担 针对这个问题 我决定与玉柴厂的技术部门联系 反映情况 据厂家的分析 当时在设计 发 动机缸体的时候 考虑到加工成本低 维修的方便性 所以采用了一体式的缸体 其它省份的用户也有同样的 问题 厂家承诺只能在保修期内更换有问题的缸体 而 后 我向他们提出了将一体式缸体的缸套进行技术改造 采用镶套修复的工艺 他们也同意了 并向我提供相关 的技术数据 我经过一段时间的调查分析 对气缸套进行彻底研 究发现 对缸径为 112mm 功率为 147KW 的发动机对 于缸套的要求相当高 所使用的材料要求比较高 如何 进行镶套修复呢 加工的精度要求多少呢 二 镶套原理 二 镶套原理 1 镶套的原理镶套的原理 在所修复的零件允许扩大孔的情况下可采用附加 内外衬套的方法镶套 2 气缸的镶套气缸的镶套 气缸搪削超过最后一级修理尺寸 或气缸壁 上有特殊损伤时 可在气缸内镶换新的气缸套 第一次镶套时 要选用外径尺寸最小的气缸套 这样可以增加发动机的修理次数 发动机气缸的 镶套可分为两种的形式 干式和湿式的相配 由于玉柴 发动机的气缸与缸体 是一体式的 不是和冷却水直接接触 缸体的改 进 加工的余量很少 所以我采用干式镶套法 气缸套的外表面不直接与冷却水接触的称为 干式气缸套 为保证散热效果和缸 套的定位 缸套的外表面与气缸体的缸套座孔内表面必须精 确加工 我采用过盈配合 壁厚仅为 1 3mm 的 干式气缸套是被压装到气缸中去的 干式气缸套的镶配方法 首先我用专用工具 将旧套取出或用搪缸机搪削掉 第一次镶套应选 用标准尺寸的气缸套 再根据所选气缸套的外径 尺寸搪削承孔 采用同心法搪缸时 旋转升降手 把 将搪缸定心指降至气缸上部或下部的活塞行 程以外 旋转定心指控制旋钮 使定心指经定心 锥推向外伸而紧贴于缸壁 借定心指外张之力轻 轻移动搪杆和搪缸机 使搪杆因定心指作用二处 于欲搪的中心 定中心是搪杆工艺的关键工作 因此要细心 准确 如果缸体的底面或顶面 工 作面和定心指不干净 或定心是用力过大 引起 定心指变动而使气缸搪偏 为了定心的准确 我 松开定心指旋钮 旋转搪杆到另一角度 再进行 一次定中心 搪削后的气缸体承孔表面粗糙度 应不大于 2 5 m 并留有适当的过盈量 最 后将承孔和气缸套外壁涂以机油 放正气缸套 再加上平整垫木 用压床将气缸套徐徐压入承孔 在初始压入时 我用 90 角尺进行测量 确认气 缸套垂直于气缸体平面时 再缓慢加力 压入过 程中如压力突然增加 应立即进行检查 这可能 是气缸套偏斜或过盈量过大 配合过紧 如果压 入时压力过低 可能是气缸体承孔尺寸过大 配 合过松 气缸套压入后 应与气缸体上下平面平 齐 不得低于上下平面 如高出少许 可用锉削 或磨削修平 装配结束后我再进行水压试验 3 搪缸工艺 搪缸工艺 1 根据搪削气缸直径选择主轴 缸径在 76 115 范围内 我选用直径 75 主轴 2 安装主轴前我严格清洁结合面 并把结合螺钉均 匀地拧紧 以保证主轴与工作台面的 将缸体装置在夹具中 我用专用压盘压紧 清 洁夹具底盘和工作台面 利用工作台上的 T 形槽 垫 铁和螺栓等将夹具初步固定 4 选择与气缸直径 相适应的定心球杆确定气缸的中心线 我将定心球杆装 在搪刀孔之下孔 根据气缸半径及主轴半径之和确定定 心球杆的长度 定心球杆的端部接触气缸距上口 3 4 毫米处 即气缸的 缸肩 部分 我用主轴拔杆拔转 主轴 感觉定心球与气缸壁四周的接触情况 左右方向 可转动手轮使工作台纵向移动来调整 前后方向可用木 棰轻敲夹具来调整 定好中心后 将夹具紧固 并复查 一遍 5 装上刀具 根据搪削量确定搪削次 数和每次吃刀量 最后一刀为了提高气缸表面粗糙度 吃刀量不易过大 一般应在 0 05 以内 6 选定走刀量和主轴转速 主轴转速是每分钟旋转 的圈数 走刀量是主轴每转一圈下行的距离 7220 搪床有六种走刀量和六种主轴转速可供选择 因此 粗搪时可选较大走刀量 以提高搪缸速度 精搪 时应选择小走刀量以提高气缸的粗糙度 气缸直径小可 采用较高转速 气缸直径大 特别是加长刀杆搪削大气 缸时应采用低转速 气缸硬度大的应采用慢走刀 低转 速 根据气缸长度 校正自动停刀装置 我把主轴 摇至缸口 用拨杆拨转主轴 检查吃刀量是否合适 搪 刀在气缸圆周上的吃刀量是否一致 发现问题应即时调 整纠正 然后接通电源进行搪削 在搪削中我经常用量 缸表或内卡钳掌握每次搪削的吃刀量 防止把缸搪大 造成损失 8 气缸搪好后 我换用特制搪刀 在气缸上口搪出 宽约 1 2 角度为 30 或 75 的倒角 以便于活 塞组的安装 4 磨缸的工艺 1 清洁 我将已搪过的气缸加以清洁 并彻底清 除气缸内的铁屑 将缸体放在缸体架上 气缸下部放置 铁皮盘 以供盛放润滑液 再将磨缸架装在气缸体上 2 选择砂条 根据需要选择合适的砂石条装于磨 缸头上 光磨铸铁气缸的磨头砂条 3 安装砂条 砂条成套安装在磨缸头上以后 应 检查圆柱度超过 0 20mm 时 应在较低的砂条下面加垫 片 或把较高的砂条磨低 否则 会使磨成锥型 4 安装磨头 5 调整砂条压力 磨缸机型号 MJ4220A 磨缸时 砂条上下露出的 多少由砂条和气缸的长短而定 露出太多 会磨成喇叭 口 如果重叠会磨成 腰鼓形 一般选择上下露出 15 20 我经常用量缸表正确测量缸径 搪至所需 尺寸时 不可再去转动调整盘 只须往复几次 达到需 要的精确尺寸为止 还要尽可能地使磨缸主轴 磨缸头 和气缸在一直线上 以防磨偏 还应经常用活塞试配 以防磨大 粗砂条磨至一定程度时 换用细砂条光磨 当配合间隙合适后 我用 00 号纱布包在磨头上 将 气缸壁抛光 要求气缸表面应光滑 看不到磨痕 气缸 壁呈黑蓝色 气缸的圆度应达到 0 01 0 02 圆 柱度应达到 0 01 与活塞的配缸间隙应达到 0 10 0 15 表面粗糙度应达可到 三 我对气缸套的改装 三 我对气缸套的改装 1 镶套时应注意的问题 镶套时应注意的问题 1 1 缸套的缸套的材料材料 镶套的材料要根据镶套部位的工作条件来选 择 如在高温下工作的部位 镶套材料应与 基 体一致或相近似 使它们的线膨胀系数相同 材料热稳定性要好 以保证零件工作时的稳定性 为了获得好的耐磨性能 也可镶比基体金属好的 耐磨材料 为提高耐磨性 可采用表面处理 如表面淬火 镀鉻等 有的则采用优质材料 但成本高 目前广泛应用的是在气缸体内镶入气 缸套的结构 对于铝合金气缸体而言 因其耐磨 性不好必须镶以气缸套 气缸套常由片状石墨铸 铁并添加微量鉻 钼和镍 用离心铸造法制成 它具有使用寿命长 耐磨性好 检修方便及费用 低等优点 我选择了广东肇庆动力配件有限公司 的气缸套进行改试 试用了硼合金和鉻钼铜合金 铸铁为材质的气缸套 于是我向厂家订购了一些 半成品的粗胚缸套 然后再进行机加工 2 2 镶套的镶套的过盈量过盈量 镶套过盈量应选择合适 必要时要经过强度计算 因为过盈量太大易使零件变形或挤裂 过盈量不足 又易松动和脱落 由于套系一薄壁衬套 镶套时包容 件承受的是拉应力 被包容件承受的是压应力 因而 当套的厚度不大时 一般 2 3mm 应力与相对过盈量 成正比关系 所谓相对过盈量 是指单位直径 为镶 套的基本尺寸 上的过盈量 如气缸体承孔镶套 套 外径尺寸为 100mm 其过盈量为 0 05mm 则相对过盈 量为 0 05 100 0 0005 3 3 加工精度及表面粗糙度加工精度及表面粗糙度 我在进行镶套时 各零件的表面粗糙度和加工精 度 根据图样要求选择 如果表面粗糙度过大 压入 时表面凸凹处互相剪切 压入后使实际过盈量减小 一般情况下 镶缸套外圆 表面粗糙度为 1 25 m 缸套承孔为 Ra2 5 m 为了保证准确的 过盈量 配合面加工精度要求较高 通常采用 IT6 IT7 级 4 镶套的操作 镶套是谨慎细致的钳工操作 镶套 前我仔细地检查配合件的尺寸及形状误差 检查倒角 表面粗糙度 并做好除锈 除油等清洁工作 在允许 的圆柱度范围内 座孔应大头朝上 镶 入件应小头 朝下 平稳压入 忌用榔头敲击 压入过程中 我 注意检查压入件是否歪斜 压力是否正常 2 2 镶套法的特点 镶套法的特点 镶套法可以恢复基础件的局部磨损 延 长基础件的使用寿命 应用镶套法一次可以 使磨损的零件恢复到基本尺寸 为以后的修 理提供了方便 工艺简单 易操作 不需 大型设备 成本低 质量易保证 由于不 需要高温 零件不易变形 但它的应用受到 零件结构和强度的限制 3 实际的情况分析实际的情况分析 由于玉柴 发动机的气缸直径是以英制为生产线的数据 所 以它的实际缸径是 111 77 111 80 所以 我决定选择气缸套内径为 111 20 外 径为 115 75 长度为 222 00 的粗胚气缸 套 进行镶套修复 恢复原有的技术标准 见 图 1 2 图 1 2 玉柴 发动机气缸套 4 由于活塞的直径是 111 67 我根据技 术要求 选择的配缸间隙为 0 10 0 15 气 缸磨好后 按照标准的发动机大修工艺 间隙装 配好 进行发动机的冷磨合 冷磨时 我将发动 机固定在冷磨台架上 不装火花塞或喷油器 加足润滑油 在事先确定好冷 磨起始转速 终 止转速和冷磨总时间后 通过冷磨台架上的动 力装置 以不同的拖带转速和时 间带动发动机 开始冷磨 冷磨结束后 我放出全部润滑油 加入清洗油 再转动 5min 左右 以清洗零件 表面和润滑油道 然后放出清洗油 发动机冷 磨后 装复各附件 起动发动机进行运转 并 检查发动机达到应有性能 发动机起动后 以 最低的稳定转速 500 700r min 运转 30 分 钟 稳定转速在800 1600r min 之间 短时 转速 2000 2400r min 保持水温在 75 90 之间 在发动机热试过程中 进行必 要的调整 使发动机运转正常 热试后我进行 拆检 各部应无非正常磨损 各配合部件间隙 正常 各缸缸套内孔和活塞外表面应无拉伤 其余各部应无非正常磨损 各配合部件间隙正 常 检查完毕后我按原有的要求装复 并复试 发动机运转是否正常 起动时 发动机在 150 180 r min 时 气缸压力不小于 2 5MPa 各缸 压力不超过平均值的 8 在各种转速下 机 油压力应符合规定值 曲轴转速为 500 600r min 时 进气管的真空度应为 57 70Kpa 低 中 高速均匀 稳定 水温不应 超 过 97 带压力水箱的发动机最高温度 按原厂规定 加速性能良好 废气排放达到规 定值以内 四 效果分析 四 效果分析 由于我对玉柴 发动机的气缸进行 了镶套的改装 并采取了上述的措施 使气缸体恢 复了原有的技术标准 延长基础件的使用寿命 降 低了维修成本 见表二 表二 改装后的维修费用 里程维修费用费用承担 1 10 万公里 2 10 万公里后 1 厂家更换新发 动机 2 单机气缸的维 修成本需 1000 元 1 保修期内免费 更换 2 用户自己承担 更换六个气缸套 及工费 而且 工艺简单 易操作 不需大型设备 质量易 保证 由于不需要高温 零件不易变形 为以后的 修理提供了方便 在实际运行中 经过镶套修复大修 后的发动机 保证了车辆行驶里程不少于 10 万公里 以上 从未出现过因改装后引发的机损事故 长期的 观察使用后的效果 根据司机反映 改装后的发动机 动力强劲有力 加速性好 水温正常 排放良好 五 结束语 五 结束语 综合上述 我在工作中积累了一定的实践经验 参考可一些技术书籍 认真 详细分析了问题的原因 解决了技术难题 收到效果很好 进行镶套的修复方法 符合技术标准 使发动机气缸体的寿命得到很大的延长 提高了发动机工作的耐久性和稳定性 如果我不进行镶 套的修复 是会用户造成维修成本增加 严重影响社会 效益 我作为行业的一名技术维修人员有责任维护用户 的利益 凭着自己知识和工作中坚韧不拔的精神 为用 户解决了一个问题 增加了收入 降低了营运成本 出 了一定力 是责无旁贷的 但愿今后在维修汽车故障过 程中 不断向老师傅学习 不断创新 使汽车的故障减 少 六 致谢 六 致谢 作者在撰写本文过程中 非常