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柴油机汽缸盖裂纹的故障原因

车用柴油发动机汽缸盖上装有进、排气门，喷油嘴以及副室发动机的燃烧室等各种零部件，构造复杂，直接接受高温燃烧气体的压力作用，产生高机械应力及热应力，奔驰CLS400发动机厂家，特别是正对燃烧室的缸盖中心部位，热负荷非常大。由于在中心部位布置冷却水套的困难性，往往使水道狭窄、水流不畅。如设计不妥或铸件质量不好，在此鼻梁三角带有飞边、黏砂等的堵塞，致使此处冷却条件很差。因此，使燃烧产生的高热不能很快散出，造成局部温度急剧上升，超过材料所允许的耐热范围而产生热疲劳裂纹。大部分缸盖裂纹都产生在鼻梁部位，即进、排气门之间，或喷油嘴座孔和进、排气门座孔之间。如135柴油机是W型直喷式燃烧室，两气门和喷油嘴的布置要尽量靠近汽缸中心，使喷油嘴孔与进、排气门座孔之间位置狭小，在喷油嘴底孔与排气门座孔之间产生裂纹。预燃室式发动机缸盖，裂纹经常发生在预热室座孔至缸筒之间。当然，也会因设计不当等原因在其他部位产生裂纹。如135柴油机缸盖，就曾在水套一侧进、排气道根部产生裂纹。

（1）车用柴油发动机汽缸盖发生裂纹的原因，大多由于缸盖处于不正常的高温下工作产生热应力所致。灰铸铁缸盖的允许温度一般为：普通为350℃以下，低合金为375℃以上。当温度超过铸件的临界温度时，材料的抗蠕变强度下降，产生塑性变形，这是产生残余拉伸应力的主要原因，奔驰S600发动机厂家，而残余拉伸应力的存在，是缸盖产生热疲劳裂纹的症结所在。当发动机以全负荷工作时，对准燃烧室的缸盖鼻梁部位温度很高，使金属膨胀，但是受周围紧固螺钉等的限制，因而产生压缩压力。特别是当此时缸盖底板热面温度高达375℃以上时（对于低合金铸铁而言），超过了铸件的抗蠕变强度，使铸件的抗蠕变性能急速下降。这样，在高温下持续一段时间，铸件就会因蠕变而产生塑性变形。而当发动机怠速或停转时，奔驰E350发动机厂家，汽缸盖冷却收缩，而使这部分金属材料产生拉伸应力。因此，发动机在使用过程中，缸盖鼻梁部位的金属不断地拉缩，最终造成疲劳损坏，即热疲劳，缸盖裂纹属于低周疲劳损坏。

（2）车用柴油发动机汽缸盖常见影响裂纹的因素有：一是分隔式燃烧室。如涡流室、预燃室等，部分燃烧室布置在汽缸盖内，增加了缸盖的热负荷。而且使缸盖结构复杂，水套布置困难、水道狭窄冷却条件差，缸盖产生裂纹几率较大。二是半分开式燃烧室。其燃烧室为球形。由于燃烧过程需要强烈的涡流，空气和燃烧产物的旋流，使热量集中在中央，又加上收口的燃烧室将大量的高温燃烧气体喷在缸盖中央鼻梁部位，使鼻梁部位的热负荷特别高。如果水套布置不当，或铸造质量较差，就极易产生裂纹。三是直接喷射式燃烧室。如W燃烧室、浅盆形燃烧室等。这种燃烧室一般空气涡流要求不高，并且是敞口燃烧室，这样燃气不会集中喷刷在缸盖中央，使鼻梁部位得到缓解。而且这种燃烧室喷油嘴布置在正中间，利于4个气门布置。使中间高温区可以布置宽敞的水道，获得良好的冷却条件，此种发动机缸盖产生裂纹几率很小，强化潜力相对较大。

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