机械工程与工艺
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记一次汽油发动机汽缸垫维修过程
ehco 2019-4-13 18:15:31

        咸鱼收得一台德产PACKSIDE1200A便携四冲程汽油发电机,额定出力1200VA,一开始没发现啥问题,后来,在一次野外露营活动中,连续工作一宿后,发现带重载(700W电饭锅)后会熄火,而且散热孔会有少量机油喷出,高度疑似缸体密封件损坏。

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        拆解后发现汽缸盖固定螺栓中有一个已经滑丝(可能是上家进行过暴力拆装),导致该侧汽缸密封面压合力降低,长时间带载工作,高温燃气从密封垫缝隙中喷出,冲刷烧蚀气缸垫,最终造成缸体漏气,带载能力急剧下降。如果不进行修复,该发电机将失去使用价值。于是乎用型号参数、品牌、缸径、排量、拍照等方式在某宝上搜索同型汽缸垫,无果。以后买二手进口机械设备得注意了,配件真不好找。

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        打消了买成品配件的念头,琢磨着手里的紫铜片能不能代替原装的石墨材料的汽缸垫,紫铜有优秀的延展性和耐热性,以前做火箭发动机时就经常用来做高温端面密封,唯一担心就是铜和发动机铸铝缸体之间会造成原电池腐蚀。

        于是乎开启全网搜索模式,发现不止一人这么做过,而且大量摩托机车玩家还故意将原装汽缸垫换成紫铜垫,用以提高寿命和保持稳定的压缩比。既然有人吃过螃蟹,那就搞一搞试一试。担心的腐蚀问题可以通过涂抹耐高温密封胶涂层的方式来解决。


        将损坏的汽缸垫小心取下来,放在坐标垫上,测量各孔位尺寸及坐标,用CATIA软件绘制机械图,将机械图1:1打印在纸上,以定位销孔为基准,放置在缸体密封面上,用沾满油污的手指将缸体各孔位的真实坐标拓印在纸上,测量与打印图的相对误差,再对机械图进行调整,如此重复2次,可将机械图的尺寸准确度修正到0.2mm范围。顺便将机械图放坛子里备个份。 
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       测量原装汽缸垫的厚度,在某宝买一片厚度相同的紫铜片,如果厚度不同,将引起发动机压缩比的变化,偏离出厂设计工况。受条件限制,只能使用CNC方式对紫铜进行切割加工,将紫铜片装夹好后,由于紫铜极软,且容易粘刀,选用用直径2mm的大角度单刃铣刀24000rpm的转速,以极小的给进率和下刀深度进行铣削加工,几分钟后加工完毕,取下工件,用刀片对端面直角处进行轻微倒角。用棉布蘸牙膏对表面进行打磨抛光,顺便去掉油污。同样用棉布加牙膏处理汽缸的两个密封面,最后用丙酮将残留牙膏洗掉。 

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        某宝购得如下的高温密封胶(耐温343摄氏度),用手指蘸取后均匀涂抹到加工好的紫铜垫片两面,务必薄而均匀,常温等待10分钟表干。将滑丝的螺丝替换后,把发动机逆序装配还原。装配缸盖时要注意对角用力,扭矩适当。装配完毕后,接通油路,一拉即着,运行5分钟热车以后关机,再次用同样的扭矩对角方式紧定四个缸盖螺丝,消除热胀间隙。

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        经过如上修复,发电机恢复原有动力,相较之前更容易启动,重载运行2小时,未发生自动熄火现象,未发现缸体密封处有油污渗出,初步认定修复成功。更长时间的表现如何,以后再做定论。 

[修改于 11 天前 - 2019-04-13 22:06:04]

2019-4-13 18:46:22
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这怕是拿汽油发动机练手,重新踏上星辰大海的征程……

2楼
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E菊好久不见。无独有偶,前不久仪表局实验室也遇到了铜铝接触面防腐的问题,解决方案是淘宝上买各种“化学沉×液”。紫铜真是一个好东西,由于PCB工业的发展,配套化学产品非常丰富。对铜板进行一些化学清洗,放入沉×液中晃一晃,就裹上了致密的异种金属。找一种对铝友好的就行了。不过受压可能导致镀层破裂的情况下,还是要根据原电池的原理,使用合适的金属进行电化保护。

3楼
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ehco新帖,滋磁一下pic
 

ehco(作者)
4楼
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谢谢虎爷指点 涨知识了 不过在发动机这种重油污工况下 估计电解质难以肆虐侵蚀 且工作一段时间看看

5楼
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e局好不容易回来一趟,先围观,再滋磁

2019-4-24 01:52:44
6楼
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不锈钢垫  加 自喷漆 每次我修大排量都这么做  不漏水 油 气

7楼
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电镀一层铝不知可行不可行

8楼
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最近正想买台cnc来加工铜铝,希望楼主给点建议

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