气缸体与气缸盖的检修

2．4　气缸体与气缸盖的检修

气缸体与气缸盖在使用中易出现裂纹、变形、轴承座孔磨损及气缸磨损等损伤。

2．4．1　气缸体与气缸盖裂纹的检修

对于明显的裂纹，可直接观察；对于细微裂纹和内部裂纹，通常采用水压试验进行检查，如图2－45所示。试验时，将气缸盖及气缸垫装在气缸体上，将水压机出水管接头与气缸前端水泵入水口处连接好，并封闭所有水道口，然后将水压入缸体水套中，通常要求水压力为350～450kPa，保持5min。如发现有水渗出，说明该处有裂纹。

提示：镶换气缸套、气门座圈、气门导管以及气缸体焊修后应再进行一次水压试验。

在没有水压机的情况下，可使用自来水及气泵。将水注人气缸体、气缸盖水套内，然后充入压缩空气，通过液体的渗漏来确定裂纹的部位。

气缸体与气缸盖裂纹的修理方法主要有粘接法、焊修法和堵漏法等。

对曲轴箱等应力大的部位的裂纹，应采用焊接的方法修理；对于裂纹较集中或破洞部位，可以采用补板加环氧树脂胶粘接的方法修理；对于应力不大、温度不高部位的裂纹，大部分可以采用环氧树脂胶粘接修复；堵漏剂是由水玻璃、无机聚沉剂、有机絮凝剂、无机填充剂和粘接剂等组成的胶状液体，适用于铸铁或铝合金缸体出现的裂纹、砂眼等缺陷的堵漏。

图2－45水压法检测气缸体与气缸盖裂纹

1－气缸体　2－气缸盖　3－水管　4－压力杆　5－压力表　6－水压机　7－水箱

操作：用直观法检查气缸体的裂纹。

2．4．2　气缸体与气缸盖变形的检修

气缸体与气缸盖在使用过程中变形是普遍存在的。这种变形破坏了零件的正确几何形状与位置，影响发动机的装配质量与工作能力。如气缸体与气缸盖平面度误差逾限，将造成气缸密封不良，致使漏气、漏油、漏水。曲轴轴承承孔同轴度误差逾限，曲轴轴承磨损量将急剧增加，易造成曲轴及缸体等部件早期损坏。气缸轴线垂直度误差逾限，将加剧气缸的磨损，并严重影响气缸的密封性，增大机油消耗量。因此，发动机大修时必须对气缸体、气缸盖进行整形修理，提高发动机的使用寿命。

1．平面度误差的检修

气缸体、气缸盖平面发生变形，可用平尺放在平面上，然后用塞尺测量样板尺与平面间的间隙，塞入塞尺的最大厚度值就是平面度误差。以气缸盖平面变形的测量为例，如图2－46所示。

图2－46　气缸盖平面变形的测量

1—样板尺　2—塞尺

表2－3　给出了气缸体、气缸盖的平面度范围。超过此值，应进行修复。

表2－3　气缸体上平面与气缸盖下平面的平面度要求　　　　mm

提示：检测时，被检平面应彻底清除水垢、积炭和毛刺，并刮平或铲平螺纹孔周围的凸起部分。

气缸体上、下平面变形超过规定值时，可采用铣、磨加工方法予以修整。在无铣、磨设备或平易面度误差不大时，可用旧砂轮在其平面上进行手工推磨，直至平面度达到技术要求为止。

气缸体总磨削量一般控制在0．24～0．50mm以内，以保证发动机修理后压缩比不超过规定范围。

讨论：如果磨削量过大，对发动机工作会产生什么影响。

气缸盖平面翘曲变形超过规定标准时，可采用铣削法或采用加热法校正。

提示：经过修复的气缸盖，应检查燃烧室容积。

操作：用直尺和塞尺检查气缸体与气缸盖的平面度误差。

2．曲轴主轴承座孔的检修

首先将主轴承盖（包括调整垫片）按原位装回气缸体主轴承座上，并按规定力矩拧紧轴承盖紧固螺母。然后用内径千分尺沿同一断面测量3～5个点的直径，并沿轴线测量三个断面，如图2－47所示。测出各轴承孔的圆度误差与圆柱度误差。主轴承座孔的圆度误差与圆柱度误差，对于铸铁气缸体，均应不大于0．01mm；对于铝合金气缸体，均应不大于0．015mm。

图2－47　主轴承座孔磨损和变形的测量

1—量缸表　2—主轴承承孔　3—样板尺　4—塞尺

主轴承座孔同轴度误差的检测如图2－48所示。将心棒（心棒的直径比主轴承孔直径的最小尺寸略小）放入，然后从中间开始逐个将主轴承盖装好，按规定拧紧主轴承盖螺栓，一边拧紧螺栓，一边转动心棒，找出各主轴承孔的同轴度误差，遇到拧紧主轴承螺栓后心棒不能转动，则此孔的同轴度误差就大。同轴度误差在全长范围内应不大于0．15mm。

气缸体主轴承座孔因变形产生圆度误差、圆柱度误差和同轴度误差时，应视具体情况确

如图2－48　主轴承座孔同轴度的测量

1—气缸体　2—间隙　3—心棒

定修理方法。如果是个别主轴孔失圆，失圆较小时可用修刮轴瓦厚度解决；失圆较大，或同轴度误差较大时，可将轴承盖两端接触面磨去少许，然后将轴承盖装好，按规定拧紧轴承盖螺栓，重新镗孔至规定尺寸。若主轴承座孔磨损变形没有超出极限，则无需镗削，微量误差只需膛削主轴承就可解决。

3．气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检修（图2－49）

气缸与主轴承承孔垂直度偏差一般不大于0．03／100；在全长范围内不大于0．05。检验仪用定心套7支撑在气缸中，并用调整螺钉10轴向支承定位于气缸体的上平面。测量时，用手转动手柄6，测量头8便水平转动与定心轴1前、后两点接触，表针在两触点的指示差，即为气缸轴线与主轴承承孔轴线的垂直度误差。气缸轴心线对主轴承承孔轴心线垂直度误差超过规定值，可结合气缸镗削予以修复。

图2－49　气缸轴线对曲轴轴线垂直度检验仪

1－定心轴　2－前定心　3－测量杆　4－千分表触　5－千分表　6－转动手柄

7－气缸定心套　8－测量头　9－后定心套　10－调整螺钉

操作：用内径千分尺测量主轴承座孔的圆度与圆柱度。

2．4．3　气缸的磨损与检修

气缸的磨损程度是判断发动机技术状况是否良好、是否需要大修的重要依据。气缸磨损至一定程度，发动机动力性能显著下降，油耗急剧增加，工作性能变坏，甚至不能正常工作。因此，了解气缸磨损原因和规律，不仅能正确地对其进行修理，而且对于正确使用和管理汽车，减少气缸的磨损，延长发动机的使用寿命，有着重要的指导意义。

1．气缸的磨损规律

气缸是在润滑不良、高温、高压、交变载荷和腐蚀性物质作用下工作的。气缸磨损是不均匀的，但正常情况下有一定的规律。

（1）气缸轴向磨损规律。从气缸的纵断面看，活塞环行程内的磨损一般是上大下小，即称为“锥形”或“锥体”，如图2－50所示。磨损的最大部位在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁。在气缸内活塞环接触不到的上口，没有磨损而形成了明显的台阶，称为“缸阶”或“缸肩”〔图2－50（a）〕。气缸下部活塞运动区域外的气缸壁，由于润滑条件比较好，温度适中，没有活塞环摩擦作用，气缸也几乎没有磨损。在特殊情况下，气缸的磨损不在上部，而是在中部，形成中间大的“腰鼓形”磨损〔图2－50（b）〕。在同一台发动机上，不同气缸磨损情况不尽相同，一般水冷发动机的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。

图2－50　气缸轴向磨损

（2）气缸径向磨损规律。从气缸横断面来看，气缸的磨损也是不均匀的，磨损成不规则的椭圆形，如图2－51所示。

各气缸沿圆周方向的最大磨损部位随气缸结构、车型、使用条件的不同而不同。

2．气缸磨损的原因

气缸磨损主要是由机械磨损、腐蚀磨损和磨料磨损及纯腐蚀异常磨损等造成的，如图2－52、2－53所示。

（1）机械磨损。发动机工作时，活塞环的自身弹力和高压气体窜入活塞环背面致使活塞环对气缸壁的正压力大，摩擦力也大，润滑油膜被破坏，形成半干摩擦或干摩擦，造成活塞位于上止点时，第一道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重，形成沿气缸轴向上大下小的锥形磨损。

（2）腐蚀磨损。气缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物CO₂、SO₂、NO₂，它们溶于水而生成矿物酸，对气缸表面产生腐蚀作用，造成腐蚀磨损。由于气缸体上部不能完全被润滑油膜覆盖，其腐蚀作用更加严重。腐蚀磨损还随发动机冷却水温的降低而增加。

图2－51　气缸的椭圆形磨损图

图2－52　气缸磨损示意图　　　　

1—金属磨料磨损　2—机械磨损　　　　

3—灰尘磨料磨损　4—酸性腐蚀磨损　　

图2－53　气缸磨损、纯腐蚀磨损与润滑油　　　　　不洁的磨料磨损

　　1—纵向　　　　　2—横向

因此发动机未达到工作温度时，其负荷不要过大，并且应尽量缩短低温运行时间，加快发动机的升温，以减少腐蚀磨损。对于多缸发动机，两端气缸的前后壁冷却效率较高、进气门对面被较冷的可燃混合气冲刷，润滑油膜难以形成，致使这些部位受到严重的腐蚀磨损。这是气缸上部磨损大并形成明显椭圆的主要原因。

（3）磨料磨损。空气中的尘埃、润滑油中的机械杂质和发动机自身的磨屑等进入气缸壁间造成磨料磨损。空气中的灰尘被吸入气缸上部，其棱角也锋利，因而气缸上部磨损最大。在风沙严重的地区，大量的灰尘进入气缸后，由于活塞在气缸中部运动速度最大，致使气缸磨成“腰鼓形”。

3．气缸磨损的测量

测量发动机气缸磨损的目的，主要是确定气缸磨损后的圆度和圆柱度。根据气缸的磨损程度，确定发动机是否需要大修，以及确定气缸的修理尺寸。测量气缸通常使用量缸表，见图2－54，其测量方法如下：

（1）根据气缸直径，选择相应尺寸的测量接杆，并将其固定在量缸表杆的下端。按规定接杆固定好后与活动测杆的总长度应与被测气缸的尺寸相适应。

（2）校正量缸表的尺寸。将千分尺校正到被测气缸的标准尺寸，再将量缸表校准到千分尺的尺寸，并使伸缩杆有2mm左右的压缩行程，旋转表盘，使表针对准零位。

（3）测量气缸上、中、下三个位置的纵向和横向上的气缸直径。气缸上部应测量第一道活塞环在上止点位置时所对应的气缸壁；气缸下部应测量距离气缸下边缘10mm左右处。

图2－54　量缸表图

1—百分表　2—锁紧螺母　3—表杆

4—接杆座　5—活动测杆　6—支承架；

7—接杆　8—固定螺母　9—加长杆

图2－55　气缸磨损的测量

由发动机气缸磨损规律可知，发动机一般前后两缸磨损最为严重。因此，测量时可重点测量前后两缸，或“缸肩”较深的气缸。

为保证测量准确，量缸表测杆与气缸轴线要保持垂直。测量时应转动量缸表，指针指示的最小值即为被测值，如图2－55所示，并将测量值逐一记录下来，计算圆度与圆柱度误差。如汽油机的圆度误差超过0．05mm、圆柱度误差超过0．20mm，柴油机的圆度误差超过0．065mm、圆柱度误差超过0．25mm，超过极限值则进行更换。

4．气缸修理

如果气缸有修复的价值，可送专业修理厂维修，若气缸磨损超过允许的限度时，应更换气缸。

5．气缸套镶配

（1）干式气缸套的镶换如图2－56所示。

①第一次镶套应选用标准尺寸的气缸套。若气缸体上已镶有缸套，可用专用工具将缸套拉出，或用镗缸机镗削掉缸套。根据气缸套的外形尺寸和表面粗糙度以保证气缸与缸套的良好结合。

②镶配时，应在气缸套的外壁涂以润滑油，放正气缸套，垫以平整垫木，用压床徐徐压入，或用手操纵专用压具压入新缸套。在压入20～30mm的过程中，可松压几次，使缸套的少许偏斜自行得到校正。压力应逐渐增加，不能过大或过小。为了防止气缸体变形，应隔缸压入。

③气缸套压入后，应与气缸体上平面平齐，不得低于气缸体上平面；如有高出，不得超过0．10mm，如不符合要求可用镗削或磨削修平。气缸套压入后，按气缸需要的修理尺寸进行镗削和磨削。

图2－56　干式气缸套的镶换

1—气缸体　2—压力机　3—专用工具　4—干式气缸套

（2）湿式气缸套的换配。

①拆卸旧缸套时，可轻轻敲击缸套底部，用手或专用工具取出。清理气缸体内的污垢，保证气缸体与气缸套的结合处光滑。

②气缸套在压入前，应装入新的涂以白漆的防水橡胶密封圈。

③压入气缸套，检查气缸套端面高出气缸体顶面的距离是否符合规定（0．05～0．15 mm）。距离过大或过小，可用调换气缸套的铜垫片来调整。

提示：镶气缸套后，应进行水压试验。