
氣缸墊(Cylinder Head Gasket),又稱氣缸床,係安裝於氣缸蓋同氣缸體之間嘅彈性密封元件。其核心功用係填補氣缸體同氣缸蓋接合面之間嘅微觀孔隙,保證接合面處具備良好嘅密封性,進而確保燃燒室嘅密封,防止氣缸漏氣以及水套漏水。與此同時,氣缸墊仲要確保由機體流向氣缸蓋嘅冷卻液同機油通道唔產生洩漏。
隨著內燃機技術嘅不斷強化,發動機嘅熱負荷同機械負荷持續增加,氣缸墊嘅密封性愈發重要。現代發動機對氣缸墊材料嘅要求係:在高溫、高壓及腐蝕性燃氣嘅作用下具備足夠嘅強度、耐熱性、耐腐蝕性,同時具有一定的彈性以補償接合面嘅微觀不平度,保證長期可靠密封。
氣缸墊按所用材料可分為多種類型。
金屬 - 石棉氣缸墊係傳統常見類型,以石棉為基體,中間夾有金屬絲或金屬屑,外包銅皮或鋼皮,或以扎孔鋼板為骨架,外覆石棉及黏結劑壓製而成。其厚度通常為 1.2 至 2 毫米,具有良好嘅彈性同耐熱性,可反覆使用,但強度相對較差,厚度同質量均勻性不佳。石棉材質曾因良好嘅隔熱與密封性能被廣泛使用,但鑑於健康風險已逐漸被無石棉墊片替代。
全金屬氣缸墊採用實心金屬片製成,多用於強化發動機以及轎車同賽車。這類襯墊在氣缸孔、水孔同油孔周圍沖壓出一定高度嘅凸紋,利用凸紋嘅彈性變形實現密封。多層鋼製(MLS)氣缸墊係當前高性能發動機嘅常見選擇,採用不同種類嘅鋼材同塗層製造。
金屬 - 複合材料襯墊屬於無石棉氣缸襯墊,消除了襯墊中氣囊產生嘅可能,減少了工業污染,係當前嘅發展方向。在不銹鋼片表層塗覆氟橡膠(FKM)等材料,可經受反覆加熱同冷卻,具有優良嘅耐油性同密封性。氟橡膠嘅使用溫度範圍約為 -30℃至 +230℃,矽橡膠則可達 -60℃至 +230℃。
氣缸墊損壞喺行業內俗稱“沖氣缸墊”,指喺高溫高壓燃氣或冷卻水嘅反常衝擊下,氣缸墊密封面受損而喪失密封作用。
發動機過熱係最常見嘅原因。散熱器堵塞、冷卻液洩漏、風扇故障等因素導致發動機嚴重過熱,高溫令氣缸墊失去彈性而變脆,最終被燒損。而氣缸墊一旦損壞,又會反過來加劇發動機過熱,形成惡性循環。
安裝不當都係重要誘因。擰緊氣缸蓋螺栓時順序唔對、扭矩唔夠大或唔均勻,均會造成氣缸墊密封壓力不足。氣缸蓋同缸體接合面變形,唔能保證氣缸墊被均勻壓緊,同樣會導致漏氣燒損。
其他因素仲包括:氣缸蓋螺栓長期使用後拉長或鬆動;氣缸墊本身質量唔合格,如薄厚不均、彈性不足、材料不良;發動機長期超負荷工作等。
氣缸墊損壞後,由於密封唔嚴,發動機動力性能同經濟性能將大幅下降。具體症狀因損壞位置唔同而異:
相鄰兩缸之間竄氣時,發動機啟動後冒黑煙,轉速明顯下降,功率不足;怠速時進氣管口可聽見“啪啪”聲。
氣體竄入冷卻水套時,水箱內產生氣泡並冒出熱氣,嚴重時呈沸騰狀。氣缸同冷卻水套或潤滑油通道竄通時,水箱冷卻水表面飄浮油沫,或油底殼機油中明顯含水(機油乳化),排氣管有時向外排水或排機油。
此外,發動機過熱、運轉無力、啟動困難、缸體同缸蓋接合面處出現溢水漏氣等現象均係氣缸墊損壞嘅常見徵象。
氣缸墊稍有燒損即應更換。更換作業應喺發動機完全冷卻後進行,以防止缸蓋變形,同時避免燙傷。
更換流程通常包括:放掉冷卻液,拆除同氣缸蓋相連嘅管路同接線;按從兩端向中間對稱嘅順序分 2 至 4 次逐步鬆開並拆下缸蓋螺栓;取下氣缸蓋同舊氣缸墊;徹底清潔氣缸體同氣缸蓋嘅接合面,清除污垢、積碳同鏽蝕;安裝新氣缸墊時注意方向標記(如"TOP"、"OPEN"表示朝上),避免裝反;按技術規範從中央向兩頭對稱擴展交叉分次擰緊缸蓋螺栓,達到規定扭矩。
選用符合規格嘅原廠氣缸墊至關重要。安裝前應檢查缸蓋同缸體平面度是否符合標準(一般整體式氣缸體不平度喺 300 毫米長度範圍內唔大於 0.10 毫米)。安裝完畢後,建議喺熱車狀態下再緊固一次,以確保更可靠嘅密封。
更換氣缸墊係一項技術要求較高嘅維修作業。只要選用正品配件且操作規範,更換後發動機嘅氣缸密封同動力輸出唔會受到明顯影響。