汪先運(yùn)，宋 龍，劉 坤（中國(guó)人民解放軍95937部隊(duì)，遼寧 阜新 123000）

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭裂紋原因及對(duì)策

汪先運(yùn)，宋 龍，劉 坤
（中國(guó)人民解放軍95937部隊(duì)，遼寧 阜新 123000）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)獲得了大幅度的提升，帶動(dòng)了我國(guó)制造業(yè)的高速發(fā)展，一些新技術(shù)和新方法不斷的在變革?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域機(jī)械設(shè)備上應(yīng)用的都比較廣泛，達(dá)到飛機(jī)、航船，小到一些小型的航模都使用著活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)一直被很廣泛的應(yīng)用但是總還是存在著一些問(wèn)題難以解決，制約著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。比如說(shuō)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸頭會(huì)在使用的過(guò)程中產(chǎn)生裂紋。

活塞式；發(fā)動(dòng)機(jī)；汽缸頭；裂紋；原因；對(duì)策

0 前言

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)指的是借住氣體膨脹產(chǎn)生的空氣壓力，推動(dòng)活塞桿上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲柄的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的一種發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。這種發(fā)動(dòng)機(jī)由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且應(yīng)用起來(lái)比較方便、維修也不是很復(fù)雜，所以在世界各國(guó)的機(jī)器裝備中都離不開(kāi)，應(yīng)用范圍較其他的發(fā)動(dòng)機(jī)要廣泛的許多。然而一個(gè)東西總有兩方面，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭在使用的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些裂紋，這些裂紋嚴(yán)重的損害了其使用壽命和使用性能，更嚴(yán)重的可能會(huì)引發(fā)事故，尤其是在航天航空、航運(yùn)船只中。因此，解決活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭裂紋已經(jīng)成為首要的問(wèn)題。在本文中筆者就這一問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 產(chǎn)生活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭裂紋的主要原因分析

1.1 外部因素——操作人員操作存在不當(dāng)

雖然自從改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)獲得了大幅度的提升，機(jī)械行業(yè)的技術(shù)水平和人員的水平都已經(jīng)成功地邁上了一個(gè)嶄新的臺(tái)階。但是，就目前來(lái)說(shuō)我國(guó)很多技術(shù)人員在水平上還不是很完善，對(duì)于一些基本的技術(shù)手段還沒(méi)有能夠很好的掌握。在使用過(guò)程中如果操作人員油門桿同變距的手柄存在兩者上的操作不配合現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生大的空氣壓力、轉(zhuǎn)速小的工作環(huán)境，這樣燃?xì)鈮毫Ρ容^高、溫度也比較高，從而出現(xiàn)爆震的現(xiàn)象，導(dǎo)致汽缸頭出現(xiàn)裂紋。

1.2 外部因素——檢修人員操作存在不當(dāng)

目前，我國(guó)針對(duì)檢修這一環(huán)節(jié)還缺乏專業(yè)的、高水平的技術(shù)人員。有一些檢修人員在檢修的過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格的按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行，而是很隨意的進(jìn)行操作，一出現(xiàn)問(wèn)題不進(jìn)行分析首先就打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)的外包裝部分，拆卸電阻或者排除問(wèn)題。這一問(wèn)題尤其在冬天比較容易產(chǎn)生，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸在工作的過(guò)程中溫度非常高，突然打開(kāi)外包皮，容易導(dǎo)致溫差過(guò)大，溫度壓力較大，內(nèi)外受力迅速發(fā)生變化從而產(chǎn)生裂紋。

1.3 內(nèi)部因素——活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)本身存在出現(xiàn)裂紋的風(fēng)險(xiǎn)

在平時(shí)筆者觀察了我國(guó)的兩種主要的發(fā)動(dòng)機(jī)，研究了這些活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，筆者發(fā)現(xiàn)這些系列的發(fā)動(dòng)機(jī)大都是使用寬度較大的氣缸（指的是氣缸的內(nèi)壁直徑要比活塞的整個(gè)行程要大），這樣的話火焰?zhèn)鞑サ木嚯x也會(huì)變得更長(zhǎng)，火焰在燃燒的過(guò)程中和活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的氧氣反應(yīng)生成一定的氧化物，可能會(huì)產(chǎn)生一些微小的爆炸現(xiàn)象[1]。氣體燃燒時(shí)氣缸內(nèi)的溫度和壓力都會(huì)迅速的上升，高溫高壓同時(shí)作用于氣缸內(nèi)各種機(jī)械原件會(huì)對(duì)各種機(jī)械原件造成較大的沖擊載荷，從而迫使汽缸頭出現(xiàn)裂紋。

2 活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭裂紋潛在性的風(fēng)險(xiǎn)

2.1 可能會(huì)引發(fā)一系列的事故

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在我國(guó)使用的非常廣泛，從民用到軍用、從飛行行業(yè)到陸地領(lǐng)域都離不開(kāi)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力支持。國(guó)際社會(huì)上也經(jīng)常會(huì)報(bào)道一些飛機(jī)的失事、輪船的傾覆都是由于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸頭出現(xiàn)了裂紋。嚴(yán)重的引發(fā)了一些事故的發(fā)生，尤其是在跨國(guó)交流越來(lái)越廣泛、交通越來(lái)越發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，這些事故更是容易發(fā)生，如果不高度關(guān)注裂紋問(wèn)題，就會(huì)引發(fā)一系列的危險(xiǎn)事故，給人民和國(guó)家?guī)?lái)危害。

2.2 導(dǎo)致其他部件損壞，浪費(fèi)資源

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸并不是單獨(dú)進(jìn)行工作的，在工作的過(guò)程中所有的機(jī)械設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)的整體，共同進(jìn)行作用，從而才能夠保障一個(gè)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，每一個(gè)小零部件之間都具有密切而又廣泛的聯(lián)系，正所謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。如果在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭出現(xiàn)了裂紋，將會(huì)首先引起氣缸內(nèi)其他的部件出現(xiàn)損害，比如活塞桿等，從而產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中最懼怕的就是振動(dòng)，進(jìn)一步的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致其他的部件也出現(xiàn)相應(yīng)的損壞，造成了資源的浪費(fèi)。

3 解決活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭裂紋問(wèn)題的相關(guān)對(duì)策

3.1 加強(qiáng)對(duì)操作人員的技術(shù)培訓(xùn)

任何一種小的失誤都可能會(huì)給活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸造成一定的本質(zhì)性影響。所以在操作的過(guò)程前，首先應(yīng)該對(duì)操作人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)。應(yīng)該要求廠家及時(shí)對(duì)操作人員進(jìn)行專門的培訓(xùn)，檢查操作人員在模擬操作中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)的糾正這些問(wèn)題，不把問(wèn)題留到真正的運(yùn)行過(guò)程總。

3.2 檢修人員在檢修過(guò)程中要嚴(yán)格的遵循手冊(cè)

在使用過(guò)程中難免要進(jìn)行正常的檢修，檢修工作相比于其他工作來(lái)說(shuō)要復(fù)雜許多，面臨著不同的環(huán)境活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸會(huì)出現(xiàn)不同的情況，檢修人員需要具備大量的經(jīng)驗(yàn)才能夠進(jìn)行正常的檢修工作。檢修人員的工作環(huán)境處于多變的狀態(tài)，檢修人員的工作態(tài)度非常重要。一般發(fā)動(dòng)機(jī)廠家都會(huì)提供相應(yīng)的維修手冊(cè)或者維修人員。因此，在實(shí)際過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格的遵循手冊(cè)進(jìn)行檢修，切勿隨意操作。

3.3 努力研發(fā)新型的、不易產(chǎn)生裂紋的材料

這幾十年來(lái)我國(guó)的材料科學(xué)也得到了很大的發(fā)展，一些新型的材料被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中。在平時(shí)的生活過(guò)程中活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)操作和檢修人員應(yīng)該密切關(guān)注這些新型的材料，用于創(chuàng)新，把這些新材料用于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中[2]。當(dāng)然，這涉及到很多的技術(shù)創(chuàng)新，需要國(guó)家有關(guān)部門的支持。

4 總結(jié)語(yǔ)

在本文中筆者主要分析了產(chǎn)生活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭裂紋的主要原因，主要包括內(nèi)外兩方面的因素。如果在使用的過(guò)程中活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭產(chǎn)生裂紋可能會(huì)導(dǎo)致一系列的不利因素。因此，要采用一系列方法努力解決裂紋問(wèn)題，才能提高使用的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

[1]史學(xué)本.淺談?shì)喆l(fā)動(dòng)機(jī)汽缸裂紋粘貼[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月刊）,2010（09）:112-117.

[2]朱金華,吳海.航空發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸活塞組磨損的原因及預(yù)防[J].航空精密制造技術(shù),2015（01）:57-60.