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1、.word可编辑.美国进口QSX15发动机外观图 美国进口QSX15康明斯发动机缸盖裂纹分析报告一、 散热媒介与发动机清洁保养：1、 使用优质防冻液，沸点在108为最佳，粘度适中流动性好，消泡性能好，防锈、防钙镁沉淀优良的亚硅酸盐类防冻液（防止铁锈碎屑积聚在窄隙散热空间内，容易造成局部散热不良，如图图解1）2、 适当温度下补充冷却液：冷机状态补充防冻液最为理想，热胀冷缩原理能使发动机充满最大容量冷却液，如果不具备以上条件，补充冷却液时也必须确保发动机温度降至60以下，有条件的话最好补充65左右冷却液，这一要求是为了避免因温度骤降使缸盖内部（燃烧室更难以散热，温度更高）热应力加大，另外也能有效的
2、防止因热温差产生气阻现象，尤其QSX15发动机缸盖结构比较复杂特殊，所以对均匀性散热要求及散热环境要求极高，值得注意的是：即便以上都做到了，加注或补充防冻液时也要特别注意放气，千万不可形成气阻（如图2所示）上图为三友QSX15发动机缸盖燃烧面水道切面结构实图，可以看出与普通缸盖的明显不同，其结构极其复杂，承受恶劣环境能力先天不足。3、清洗发动机外表时必须确保发动机彻底冷却，原则是当发动机内部与外部温度基本一致时再进行清洗。如果能用热水清洗更好。注：为了研究燃油因素及电器正时装置对缸盖裂纹的影响，以下先对缸盖裂纹进行基础性分析：二、缸盖裂纹的基础性分析：（如下图所示）首先可以肯定各缸裂纹的严重程
3、度，及裂1、各缸分布位置及散热条件：与发生时间顺序及各缸布局位置决定的散热特性有关，即：1、6缸散热最好（比其它缸分别多一个散热界面）；2、5缸次于1、6缸（这一散热性能决定性因素应该是由于排气管的均匀分布形式）；3、4缸裂纹最为严重，裂纹时间点也最早发生， 从以上两组图片缸盖裂纹位置及严重程度，从排列位置顺序看，缸盖裂纹与散热有着紧密且直接的关系。所以我们下一步必须要研究温度对缸盖裂纹的本质影响过程，将重点分析热物理效应。2、缸盖裂纹的热物理效应：进一步观察我们发现缸盖裂纹位置在缸盖的受热表面，几乎所有的裂纹发生在4个气门座之间“鼻梁”处，即在气门座与喷油器孔之间，这一部位全天候承受着燃烧爆
4、发力及高温、高压燃烧混合气体的作用，当其表面温度达到350以上时缸盖表面抗蠕变性明显下降（常规理论），蠕变现象开始出现，这种蠕变（蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。）同时开始产生残余应力，由于这种应力的持续与增加将客观呈现蠕变的机理过程或者说是效应：（即沿晶蠕变断裂）、机制（扩散滑移）、形态（缓慢变形），值得注意的是，由于其蠕变的环境相当复杂，机理也可能出现穿晶及延缩性断裂，以上在硅铝金铸铁中更为常见。（注：QSX15应为硅铝金铸铁），非常值得注意的一个问题是：最有效的防止蠕变的途径就是对零件进行冷却或隔热。所以我们研究的结果是缸盖的散热是重中之重，我们必须把缸
5、盖的整体降温与均匀散热作为重点实施项目。三、爆震对缸盖裂纹的巨大影响：1、爆震的产生：对于发动机而言，爆震主要来自燃油质量及供油点火时间，燃油质量问题似乎是我们国家目前无法抗拒的，然而燃油的抗爆性能（十六烷值）直接影响着燃烧室相关部件的寿命，燃油的抗爆性能差将导致爆燃，爆燃即爆震，将直接对缸盖、活塞、缸筒、气门，其中对缸盖、活塞的影响最大，常见的后果是导致缸盖裂纹，活塞烧顶；供油点火时间在实践中是最常见的，供油点火时间过早将导致严重爆燃，爆燃是一种非正常的急速燃烧，接近于爆炸的燃烧速度，这将导致燃烧室内部产生异常高温、超高速震动波，为缸盖的蠕变提供了非常有利的条件。2、燃油执行器及正时执行器与
6、发动机产生爆震的关系：这两个执行器分别控制燃油喷射量及燃油最佳喷射时刻，它们自发动机启动即开始持续不断的工作，当达到一定工作时间后由于其内部疲劳磨损，执行精确度将逐渐变差，燃油执行器磨损将导致喷油量过大或过小，导致喷油器雾化性能变差或提前供油，也就是说使发动机燃烧不充分或点火时间过早，点火时间过早是产生爆震的重要原因，爆震产生的异常高温又给蠕变创造了重要条件，蠕变是缸盖裂纹的根本原因【经与同行探讨其寿命在5000-10000小时左右，非官方提供数据，但官方支持并建议5000hr后更换以上部件】，对此我公司与全国很多QSX15使用单位、维修部门及经验丰富的康明斯服务商进行过技术交流（如：美国汉德
7、公司，上海康明斯，海口国营铁矿，包头北重，三一重工），多数技术人员认为有效的做法是5000hr更换以上两种执行器，检查调整气门间隙，检查各缸供油挺杆间隙；8000hr更换喷油器总成。需要说明的是以上两个执行器性能变差以后没有直接故障码，（与电脑控制幅度有关）唯一的办法必须凭借驾驶司机的丰富经验，必须对发动机的烟色，发动机的爆震异响准确辨别。否则，一旦出现执行器性能变差或失效，将给缸盖裂纹创造重要的有利条件。3、喷油器与缸盖裂纹的关系：喷油器是发动机喷油的最终执行元件，直接插入恶劣环境的燃烧室，喷油器性能变差的重要标志是雾化不良、滴沿等现象，这样就会造成异常高浓度混合气集聚在喷油器周围，这个位置恰恰就是我们前文说的“鼻梁”处，从缸盖解剖图中我们可以看出，此处又是制造结构最为薄弱的，那么由于集聚在其周围的异常高浓度混合气体燃烧产生局部异常高温，“鼻梁”处的蠕变将最为严重，目前同行业对喷油器老化更换有着统一共识。通常做法是8000hr更换全部喷油器。 北京邦德瑞博机械有限公司 作成者：刘东安 我北京邦德瑞博机械有限公司工程师正根据需要正在标定功率。. 专业.专注 .
