航空活塞發(fā)動機(jī)滲氮汽缸的檢查和修復(fù)方法

常虎山

（中國民航飛行學(xué)院，四川 廣漢 618307）

0 引 言

如圖1 所示，汽缸是混合氣進(jìn)行燃燒并將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的地方，是發(fā)動機(jī)的動力來源部件?；钊谄變?nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動，活塞與汽缸筒之間形成了很大的摩擦副，為了降低異常磨損和提高使用壽命，通常對汽缸筒與活塞的摩擦表面進(jìn)行滲氮處理。滲氮汽缸在規(guī)定的使用時間間隔內(nèi)必須進(jìn)行相關(guān)檢查和尺寸測量，以判斷其是否需要修理或更換。

圖1 典型的滲氮汽缸筒

1 檢 查

1.1 目視檢查

滲氮汽缸的目視檢查應(yīng)從缸筒頂部2inch 區(qū)域開始。因為在這個區(qū)域頂部的氣密脹圈可能在活塞運(yùn)行到頂部改變方向的位置產(chǎn)生磨損，這種磨損呈“臺階”型外觀，這種磨損可以被測量并按相應(yīng)的方法去除。在某些汽缸內(nèi)，在缸筒的任何一端（距兩端邊緣小于0.25inch 的距離）可能有些小的粗糙區(qū)域。

這種情況是汽缸加工過程中產(chǎn)生的，其對缸筒的質(zhì)量和狀況無任何影響。

1.2 尺寸檢查

滲氮汽缸缸筒的檢查限制在距缸筒底部4inch 距離區(qū)域內(nèi)。如圖2 所示，一個帶3 個觸點和一個內(nèi)徑千分表的孔徑規(guī)用來測量汽缸缸筒。缸筒的尺寸檢查應(yīng)按下述方法進(jìn)行，此方法介紹了如何取平均值，從而避免因只在一個角度測量所產(chǎn)生的偏差。

1）缸筒孔徑的測量。在汽缸底部上面4 inch 距離處，以互成90°的方位測量尺寸a 和尺寸b，將尺寸a 和尺寸b 加起來的和除以2 獲得一個平均值，此值就是所需的缸筒孔徑。

例：如果a=5.1285，b=5.1315，那么缸筒孔徑=（a+b）/2=（5.1285+5.1315）÷2=5.130。

2）缸筒錐度的測量。如上所述，先測量缸筒底部孔徑的平均值，然后測量缸筒頂部的平均值（大約距缸筒頂部2 inch 距離處）。這兩者平均值的差值即為缸筒的平均錐度，即

錐度=（a+b）/2-（x+y）/2。

3）缸筒失圓度的測量。用尺寸a 減去尺寸b，同時用尺寸x 減去尺寸y，將兩者的差值之和除以2 即為缸筒的失圓度，即

失圓度=［（a-b）+（x-y）］/2。

圖2 缸筒的尺寸測量

2 汽缸筒鏡面的消除

如果滲氮硬化缸筒的內(nèi)壁變成了鏡面，這種鏡面狀況不利于活塞環(huán)與汽缸間的潤滑和密封，嚴(yán)重時，可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)電嘴集油。此種情況可以通過對汽缸筒內(nèi)壁珩磨出合適的交叉網(wǎng)紋來修復(fù)：

1）將汽缸牢固地固定在便于珩磨的臺架上。

2）除掉汽缸缸筒內(nèi)的硬碳沉積物并用干凈的抹布將缸筒擦拭干凈。

3）用干凈的抹布、布條或等效的東西蘸取干凈的SAE10發(fā)動機(jī)潤滑油涂抹汽缸內(nèi)壁所有表面。

4）在一個低轉(zhuǎn)速的電鉆上安裝合適的珩磨頭。對已成鏡面的汽缸至少對其表面珩磨6～8 次。為了在汽缸壁上獲得較好的交叉網(wǎng)紋，珩磨時讓油石平穩(wěn)地上下移動，并使用煤油或輕質(zhì)發(fā)動機(jī)潤滑油進(jìn)行潤滑被打磨表面。

5）當(dāng)修復(fù)鏡面的程序完成后，盡可能擦凈汽缸壁上和各凹槽內(nèi)聚集的研磨顆粒。應(yīng)特別注意擦拭汽缸筒頂部和汽缸頭底部之間形成的凹槽部位。用一軟鐵絲制作的鉤狀工具將汽缸凹槽內(nèi)聚集的研磨顆粒松動。因為在此區(qū)域不允許殘留有研磨顆粒，為了徹底清除殘留的研磨顆粒，故在每次汽缸沖洗前必須進(jìn)行此項松動工作。

6）使用碳-氫溶劑（溶劑汽油或等效物）徹底沖洗汽缸，壓縮空氣與清洗溶劑配合使用。為了去除很難到達(dá)區(qū)域的研磨顆粒，推薦在沖洗時結(jié)合使用軟毛刷。在首次沖洗完成后，用一蘸有SEA 10 發(fā)動機(jī)滑油的干凈白抹布擦拭汽缸筒，在燈光下仔細(xì)檢查缸筒上研磨顆粒的殘留情況。如果在布上發(fā)現(xiàn)研磨顆粒，重復(fù)前述的沖洗程序。

7）在清洗工作完成后，用SAE 50 發(fā)動機(jī)滑油或滿足MIL-C-6529 規(guī)定的防銹油對汽缸進(jìn)行徹底的油封。

3 磨損臺階的去除

由于磨損臺階通常發(fā)生在活塞環(huán)行程的兩端部位置，因此0.002 5inch 深度的臺階可以通過打磨去除。其去除程序與鏡面消除方法一樣。如果滲氮汽缸筒的磨損深度超過0.002 5inch（通常使用帶千分表的內(nèi)徑規(guī)測量汽缸筒的內(nèi)徑來測量磨損臺階），那么汽缸必須被重新打磨到加大尺寸的標(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行鍍鉻并打磨修復(fù)。

4 滲氮汽缸的鍍鉻

當(dāng)滲氮汽缸的磨損超過使用極限的時候，汽缸可以在一個授權(quán)的鍍鉻機(jī)構(gòu)處完成鍍鉻修復(fù)。在重新鍍到標(biāo)準(zhǔn)尺寸之前，汽缸筒必須被打磨至加大0.015～0.018 inch的尺寸。

5 滲氮汽缸的重新打磨

盡管滲氮表面的厚度在生產(chǎn)工程中已經(jīng)被確定，通常在超過表面0.005inch 深度后滲氮缸筒的硬度下降相當(dāng)明顯，但是，滲氮硬化缸筒磨損多達(dá)0.010inch 時其表面硬度可能仍然比未滲氮缸筒硬得多。所以條件許可，可以使用在缸筒上部能保持雍塞的外圓磨來打磨修復(fù)汽缸。但應(yīng)注意，如果一個或多個汽缸要求重新打磨修復(fù)，那么整臺發(fā)動機(jī)所有的汽缸都需要完成同樣的打磨修復(fù)。

6 結(jié) 語

通過本文所描述的檢查和修復(fù)方法能很好地發(fā)現(xiàn)滲氮汽缸的異常磨損情況，并及時對汽缸筒進(jìn)行修復(fù)或更換，從而可大大減少維護(hù)成本和縮短維修周期。

［1］ Overhaul Manual（60294-7）［M］.U.S.A：Textron Lycoming Inc，1974.

［2］ Lycoming SI1047［M］.U.S.A：Textron Lycoming Inc，1967.