河北陆军预备役步兵师修理营石家庄050000
摘要：BFL413FC系列风冷柴油机自1997年2月引进生产以来，被广泛应用在载重车辆、军用车辆、特种车辆等动力机械上。本文对其结构以及采用的新材料、新工艺、新技术等方面进行了分析，从而得出延长柴油机使用寿命的途径。
关键词；军用车辆；柴油机；使用寿命；功率
BFL413FC系列风冷柴油机是德国道依茨(KHD)公司研制的典型系列产品，部分军用车辆安装的BF8L413FC风冷柴油机是V型8缸(该系列有8、10、12缸，除曲轴箱和曲轴外，其余零件均可互换)，两排气缸夹角为90。废气涡轮增压，额定转速2500rpm，额定功率235.4kw，耗油率220g／KW，采用并列连杆。互换性好，可维修性好。
业务主管部门初步规定：军用轮式车辆应用的BF8L413FC柴油机使用2400摩托小时大修，但部队现装备某些型号坦克上安装的12150L系列柴油机根据现行文件规定其使用期最多不超过550摩托小时。同样都是柴油机为什么使用寿命却相差很多?首先是在进气系统采用废气涡轮增压器。将排出废气带走的热能(占燃料燃烧总热量的30％)进行二次利用，在原结构不变的条件下使其功率比非增压发动机提高20％-30％。
根据资料统计，水冷柴油机中，有38.2％的故障发生在冷却系统，而风冷柴油机不用水作冷却介质就不会发生像漏水、冻裂、水垢堵塞等故障。另外，风冷柴油机启动后暖机快，并且缸壁的温度较高，使缸盖、气门等零件磨损较小。这些都大大延长了柴油机的使用寿命。
现着重分析工作最沉重的曲柄连杆机构主要零件加工工艺：
1活塞
活塞是柴油机中受力最复杂、工作条件最恶劣的零件。它的寿命长短往往就决定了柴油机寿命的长短。它的加工工艺采取了如下措施：
材料采用共晶铝硅合金(M124)整体铸造，w型燃烧室磷化处理后，裙部石墨化处理，头部经硬质阳极氧化处理。裙部加工成变椭圆，鼓形于缸套的最小间隙为0.123～0.177mm。
采用变椭圆鼓形裙部的优点在于保证导向的前提下，减少与缸套的接触面积，可避免拉缸和减少缸套的磨损。并且活塞在工作中有一定的自位作用，能防止由于热膨胀而造成的卡死现象。
在活塞头部车削有数道环槽，其作用是一方面可以提高头部的密封作用，另一方面槽中积碳后能吸附润滑油，在失油状态下工作时，可防止活塞与缸套咬合，避免拉缸。
活塞裙部进行石墨化处理：在裙部喷涂了一层石墨，厚度为0.01毫米。石墨可使裙部磨损均匀，在不增加活塞制造精度的前提下可减少磨损，另外，石墨可防止活塞与气缸壁直接接触，减少了磨损和避免拉缸现象。整个活塞外圆进行了磷化处理，使活塞表面成为微孔含油结构，减少了与气缸套的摩擦力。
2活塞环
每个活塞上安装有三道活塞环。第一道活塞环为梯形截面气环，它由调制球墨铸铁制成。在活塞环工作表面有减磨钼层，钼是一种可提高熔点耐热金属。喷涂层具有多孔性，喷钼后可提高活塞环的抗粘着能力。因为第一道活塞环处于高温高压状态下工作，粘着磨损为其主要磨损形式。
第二道活塞环为锥角45。的锥形气环。采用锥形气环可减少气环与缸壁的接触面积，提高表面接触应力，有利于磨合和密封。同时活塞上行时，由于斜角的油楔作用能使活塞环从油膜上漂移过去，几乎不与缸壁接触，也就是说活塞环上下往复运动时只有二分之一时间与缸壁接触发生磨损。下行时起刮油作用，减少机油耗量。锥形环由含磷灰口铸铁制成。
第三道活塞环为组合式油环。它是带有弹簧胀圈的强截油环，其厚度为4mm，上下工作面宽度只有0.4mm，比较窄，适应性较好，由于比压大，刮油及密封陛都比较好。为了增加其耐磨性，在油环的工作表面镀有0.08mm厚的铬层。弹簧用0.8mm的碳素钢丝绕制而成。活塞环基体材料为活塞环铸铁。
3连杆
本机用的连杆是由中碳铬合金钢锻制而成，经调质处理，杆身不进行机械加工，为了提高其抗疲劳强度进行喷丸强化。连杆大头与连杆盖成45。切，并通过两道6毫米宽的定位舌定位，连杆大头与连杆盖通过两根M14×1．5的高强度螺栓紧固，无附加锁紧装置。制造好的连杆要经过称重仪测量大小头重量，其重量要符合技术要求。
4气缸套
气缸套是风冷柴油机上影响整体使用寿命的重要零件之一。在很大程度上决定了柴油机大修期的长短。BFL413FC风冷柴油机气缸套是用高磷铸铁单体铸造的，气缸套内工作表面拉出深0.2mm的60。交叉网纹，并进行特殊的磷化处理。磷化表面及网纹储存机油，极易形成油膜，改善润滑条件。并于喷钼活塞环和石墨化处理的活塞裙部相配合，使BFL413FC柴油机气缸套具有较高的耐用度、耐磨性和工作可靠性。
5气缸盖
气缸盖为单体式即一缸一盖结构，呈块状，各气缸盖可以互换。气缸采用两气门结构，呈V型夹角布置，夹角为10。。
增压柴油机气缸盖采用AlCuNiCo合金压铸而成，燃烧室部分进行阳极化处理，目的有两个：一是减少热传导，降低气缸盖热负荷，避免开裂，提高使用寿命；二是减少燃烧室部分的腐蚀磨损。
由于防裂片的存在，鼻梁区的金属有了相对的独立性，使其热变形主要受自身影响，周围金属对它牵扯减弱，而且钛钢片导热系数较铝低，可减少鼻梁区的热传导。并且退一步讲，即使鼻梁区有裂纹产生，由于收到防裂片的阻挡，不能向外扩展。使气缸盖的寿命提高3～5倍。
气缸盖和气缸套结合面放有调整活塞顶间隙的钢制调整垫，也作为通常所说的气缸垫，并同时起密封作用。气缸盖和气缸套用三个柔性螺栓压紧在气缸体上。
采用这种柔性螺栓的优点在于：
1)能减少燃气压力在螺栓中引起的交变负荷，降低脉动负荷强度，提高螺栓耐疲劳强度。
2)能减少螺栓中预紧力的增大。预紧力增大的原因在于柴油机运转时，铝合金气缸盖和气缸套的膨胀大于冷却较好的气缸盖螺栓造成的。这种由于热膨胀不同而引起的预紧力增大，一方面会导致螺栓塑性变形，另一方面会使铝合金气缸盖产生不允许的永久变形。
6主轴瓦与连杆轴瓦
主轴瓦与连杆轴瓦均为三层合金铅青铜带镍栅薄壁轴瓦，轴瓦的钢背由低碳钢制成，钢背上是铅青铜合金，为主耐磨层。在主耐磨层上镀复一层很薄的金属镍，形成镍栅。镍栅上镀复一层铅、锡为主体的表耐磨层。镀层中的锡提高了表耐磨层的硬度和强度，使轴瓦的抗疲劳性能、耐磨损和抗腐蚀性能得到改善，镍栅的作用主要是防止表耐磨层的锡元素向主耐磨层扩散。
7结论及建议
综上所述，提高柴油机的功率和延长柴油机的使用寿命的途径：
1)采用废气涡轮增压器可在原结构大体不变的情况下大幅度提高柴油机功率。例如12150I．柴油机功率是282kw，采用涡轮增压器后功率提高到573kW。
2)强化曲柄连杆机构，改善润滑条件是延长柴油机使用寿命的根本途径。
3)完善冷却系统、燃油供给系统是提高柴油机经济性能的主要措施。
4)大功率柴油机都应安装温控风扇，这既能延长柴油机的使用寿命又是节能措施。同时客观上也提高了柴油机的功率。
5)注重改善柴油机废气排放对大气的污染。