于春杰 顧婷婷 魏明亮 付政

摘 要：柴油機氣缸是實現(xiàn)柴油機工作的主要組成部件，是柴油燃燒做功的地方，是實現(xiàn)柴油機正常旋轉(zhuǎn)的主要部件之一。而柴油機氣缸中主要的構(gòu)件——柴油機氣缸蓋不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且其長期處在一個惡劣的工作環(huán)境下，受力情況也在隨時發(fā)生變化。在柴油機工作時受到高溫高壓氣體的強烈沖擊，而且伴隨著冷卻水的局部降溫，極易出現(xiàn)氣缸蓋冷熱不均的情況，也是一個柴油機氣缸中較易損壞的零件，造成氣缸蓋滲漏缺陷現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：柴油機 氣缸蓋 滲漏 缺陷 分析

中圖分類號：TK42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0235-01

柴油機氣缸蓋由于工作環(huán)境、受力受熱程度、本身材料組成等多方面因素影響，柴油機在工作一段時間后，會出現(xiàn)氣缸蓋的滲漏情況出現(xiàn)，氣缸蓋滲漏情況的產(chǎn)生，不僅影響了柴油機的使用壽命，而且突然的滲漏有可能造成柴油機的暫時故障。輕則給柴油機使用者帶來不便，如果是發(fā)生在一些柴油汽車上面，還會造成人員的生命財產(chǎn)安全，所以進(jìn)行柴油機氣缸滲漏缺陷成因進(jìn)行分析是非常有必要的。

1 氣缸蓋滲漏成因分析及其相應(yīng)對策

柴油機氣缸蓋的工作環(huán)境造成了氣缸蓋滲漏成因的多種多樣，我們從以下幾個方面來對氣缸蓋滲漏成因進(jìn)行客觀分析。

1.1 化學(xué)成分因素

實驗研究發(fā)現(xiàn)，氣缸蓋的中鐵液成分不準(zhǔn)確，硅元素和碳元素的比值過高。鑄鐵凝固結(jié)晶范圍變寬等原因都可能引起氣缸蓋的收縮，特別是在低電壓的情況下，氣缸蓋的收縮程度更加嚴(yán)重。從而引起了氣缸蓋缸體的普遍疏松，導(dǎo)致缸體滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。

這種滲漏情況的出現(xiàn)應(yīng)該釋放提高原鐵鐵液的碳含量，在增加石墨膨脹時的凝固點的同時，降低鑄造鍋爐的孕育量，避免鑄造過程中孕育產(chǎn)生的共晶團(tuán)數(shù)的增加，這個措施有效地降低了低縮疏松引起的滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生幾率。當(dāng)然，碳元素含量也不能過高，過高也容易造成孕育量不足的情況出現(xiàn)，從而形成石墨粗大，降低了鑄件的力學(xué)性能。因此，必須要從鐵液的原液環(huán)節(jié)就嚴(yán)格把關(guān)，確定原鐵液的質(zhì)量。

1.2 孕育劑的影響

一般柴油機氣缸蓋的鑄造過程中，使用的孕育劑包括Si-Ba孕育劑或者75Si-Fe孕育劑。據(jù)試驗調(diào)查顯示，不同的孕育劑、不同用量對滲漏程度也有不同影響，而且是一個隨著孕育劑量越大，滲漏傾向越大的正相關(guān)關(guān)系。因為隨著鑄造過程中孕育量的增大，主要受到影響的共晶團(tuán)數(shù)也隨著增加，主要是受到孕育量增加提高了孕育的效果，增加了石墨晶體的數(shù)量，而在共晶體相互轉(zhuǎn)化的過程中，共晶體的形成是以石墨晶體為中心點向四周延伸的，從而形成更多的共晶體，這種情況就增加了鑄件的收縮疏松傾向，也是造成氣缸蓋滲漏的主要原因之一。

針對孕育劑產(chǎn)生的氣缸蓋滲漏情況，一般措施是采用合適的孕育劑。經(jīng)過科學(xué)實驗表明，Si-Ba孕育劑加入量對產(chǎn)生的滲漏影響要大于普通的75Si-Fe孕育劑，有機結(jié)合兩種孕育劑的作用機理，在Si-Ba孕育劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行少量的75Si-Fe孕育劑補充，能達(dá)到最好的作用效果。

1.3 金屬液壓的影響

氣缸蓋中碳含量的主要形式為共晶成分，而逐漸收縮過程主要集中在幾個熱節(jié)處，凝固期收縮就成為了產(chǎn)生滲漏的主要原因，而在收縮現(xiàn)象產(chǎn)生以后沒有對缺陷部位進(jìn)行必要補充，也是滲漏原因越來越嚴(yán)重的因素。

由于鑄件過程中，長期是一種固相液相共存狀態(tài)，這種狀態(tài)下的補縮只能用提高金屬液壓的方法來進(jìn)行，金屬中的氣體如果不及時排除，形成氣泡就會產(chǎn)生疏松情況。所以主要措施就是采用液壓技術(shù)進(jìn)行金屬的起泡排除。

1.4 各種內(nèi)芯的發(fā)氣量

氣缸蓋中水道芯和油道芯的發(fā)氣量過大，容易形成局部過熱的情況，發(fā)氣量過大還會引起排氣不暢，形成氣孔引起滲漏，當(dāng)水道芯和油道芯邊角為直角或者銳角時，就會產(chǎn)生散熱慢、凝固晚現(xiàn)象。因為要補充相鄰的部位而形成部分收縮的現(xiàn)象，形成收縮疏松。針對這種情況，要對發(fā)氣量進(jìn)行嚴(yán)格控制，盡量避免不均勻發(fā)氣量情況的出現(xiàn)，清理全部的氣眼孔，使排氣過程長期保持順暢。

1.5 澆注溫度

澆注溫度是鑄造氣缸蓋最重要的一環(huán)，澆注溫度越高滲漏就越大，反之亦然。造成這種現(xiàn)象的原因是澆注溫度過高增大了鑄件在凝固時候的液壓收縮，在此同時也降低了鑄件的冷卻速度，不利于實現(xiàn)同步凝固。所以針對這種情況要嚴(yán)格的控制生產(chǎn)工藝，最好把澆注溫度控制在一個最適宜的位置，調(diào)查實驗顯示澆注溫度在1380℃～1420℃之間最適宜。

2 柴油機氣缸蓋的未來展望

雖然柴油機這種高耗能、高污染的機器設(shè)備在逐漸退出機器制造行業(yè)，但是我國的柴油機生產(chǎn)現(xiàn)今已經(jīng)開始更多地朝著低噪音化、輕量化等方向發(fā)展。許多公司在大力研究柴油機更加清潔化的同時，也要注意柴油機氣缸蓋這一重要部件的研發(fā)，在保證柴油機工作效率的前提下，認(rèn)真做好每一個部件的精確制造研發(fā)，這樣才能實現(xiàn)柴油機的長效發(fā)展。

3 結(jié)語

對于氣缸蓋滲漏的原因還是需要進(jìn)行長期的摸索探討，合理選擇加工工藝，做好從材料選擇開始，到鑄件制作，最后投入運行的一切準(zhǔn)備工作，把氣缸蓋滲漏概率降到最低，實現(xiàn)柴油機更高、更好發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖建云.減少多缸柴油機缸蓋縮松缺陷的工藝探索[J].現(xiàn)代鑄鐵，2006（3）.

[2] 吳占賢.風(fēng)冷柴油機氣缸蓋材料[J].兵器材料科學(xué)與工程，1992（7）.

[3] 羅述健，紀(jì)麗偉.柴油機發(fā)展的未來趨勢[J].柴油機設(shè)計與制造，1999（1）.

[4] 張磊，張連俊，徐煥磊，等.柴油機汽缸蓋滲漏缺陷分析，中國內(nèi)燃機學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會暨大功率柴油機分會六屆二次聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集，2008.

[5] 程俊偉，郭亞輝，龔出群，等.柴油機汽缸蓋滲漏缺陷成因分析及對策[J].中國鑄造裝備與技術(shù)，2009（2）.