阮顏妹
摘要:本文主要以一輛老款三菱吉普車在行駛過程中,由于未正確使用所需的辛烷值燃油,致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降、功率不足,在高速行駛時(shí)出現(xiàn)爆燃,導(dǎo)致氣缸內(nèi)溫度過高使活塞燒頂且拉缸,從而產(chǎn)生異響為案例。筆者通過對(duì)故障現(xiàn)象的分析和檢查,利用經(jīng)驗(yàn)診斷方法,找出故障原因,并加以排除,減少維修的盲目性。
關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī);曲柄連桿機(jī)構(gòu);異響
1引言
曲柄連桿機(jī)構(gòu)是將燃?xì)庾饔迷诨钊斏系膲毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩,使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。它的工作條件很惡劣(即在高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕的環(huán)境),任何潤滑不良或不符合規(guī)定的燃油燃燒都會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成傷害,而且曲柄連桿機(jī)構(gòu)在工作時(shí)做變速運(yùn)動(dòng),受力情況相當(dāng)復(fù)雜。在判斷故障時(shí),要懂得曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作原理,平時(shí)多積累工作經(jīng)驗(yàn),用心去分析和排除疑難故障,才能提高維修工作效率。
2故障現(xiàn)象
一輛老款日本三菱吉普車來廠維修,行駛十萬多公里。據(jù)車主反映,大約一個(gè)星期前跑長途回來就發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)“鐺鐺”異響聲,現(xiàn)在異響越來越厲害,并開始冒藍(lán)煙,已經(jīng)不能再行駛了。經(jīng)詢問車主,該車在長途行車中曾加油,然后出現(xiàn)動(dòng)力下降、功率不足,而且時(shí)有金屬敲擊聲。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),聽到發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)“鐺鐺”敲擊聲,將發(fā)動(dòng)機(jī)由怠速加速到高速,響聲并無消失,怠速時(shí)響聲尤為清晰。發(fā)動(dòng)機(jī)冷車后檢查冷卻水正常,檢查機(jī)油,發(fā)現(xiàn)機(jī)油量不足。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),“鐺鐺”敲擊聲比熱車時(shí)明顯,在缸體上部響聲較明顯,消聲器口有藍(lán)煙冒出。
3分析故障原因
造成發(fā)動(dòng)機(jī)異響的原因有以下幾種:
(1)爆震或早燃;
(2)機(jī)件磨損;
(3)機(jī)件裝配、調(diào)整不當(dāng),配合間隙過大或過小;
(4)緊固件松脫;
(5)機(jī)件損壞、斷裂、變形、碰擦;
(6)機(jī)件工作溫度過高或由此熔化咬卡;
(7)潤滑不良;
(8)運(yùn)轉(zhuǎn)件動(dòng)平衡破壞;
(9)使用材料、油料與配件的材質(zhì)、型號(hào)、規(guī)格和品質(zhì)不符合要求。
此車異響是長途行駛后出現(xiàn)的情況和冷、熱車時(shí)都不會(huì)消失的異響現(xiàn)象。根據(jù)多年的維修經(jīng)驗(yàn),造成該故障的主要原因可能是:①發(fā)動(dòng)機(jī)外部各附件的連接螺絲發(fā)生松動(dòng)而產(chǎn)生異響;②配氣機(jī)構(gòu)各部件因松曠、磨損、燒蝕而產(chǎn)生異響;③曲柄連桿機(jī)構(gòu)磨損、變形、燒蝕而產(chǎn)生異響。
4故障診斷與排除
4.1外部因素
檢查發(fā)動(dòng)機(jī)外部各連接部件,發(fā)動(dòng)機(jī)引擎腳膠是否損壞,引擎腳座螺絲是否松動(dòng),發(fā)電機(jī)腳及支架螺絲是否緊固,空調(diào)壓縮機(jī)腳及支架螺絲是否緊固,起動(dòng)機(jī)腳螺絲是否緊固,其他部件的連接是否緊固,結(jié)果一切正常。
4.2配氣機(jī)構(gòu)
首先檢查氣門間隙,偏心軸,氣門挺桿,氣門彈簧。打開氣門上蓋,檢查偏心軸及其軸向間隙是否過大,凸輪的工作表面是否嚴(yán)重磨損,偏心軸的鍵槽是否磨損或扭曲,結(jié)果一切正常。用起子壓下氣門彈簧看其回位是否正常,有無折斷,查看氣門挺桿是否變形,用塞尺檢查氣門間隙是否過大,結(jié)果都符合要求。最后檢查時(shí)規(guī)鏈?zhǔn)欠袼蓵缍脫粽龝r(shí)齒輪蓋。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),用聽診器具實(shí)聽正時(shí)齒輪蓋處,沒有聽到異響,用手摸正時(shí)齒輪蓋也未感到有振動(dòng)。因此,暫不考慮配氣機(jī)構(gòu)出現(xiàn)異響。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)異響的部位有曲軸軸向躥動(dòng)、曲軸軸承響、連桿軸承響、活塞銷響、活塞頂碰氣門頭、飛輪與曲軸的連接松動(dòng)和活塞環(huán)異響等。
為了準(zhǔn)確判斷哪個(gè)部位出現(xiàn)異響,在機(jī)油道上裝上機(jī)油壓力表,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),查看機(jī)油壓力表,在怠速和高速時(shí),機(jī)動(dòng)壓力在正常范圍內(nèi),機(jī)油壓力無明顯下降現(xiàn)象。在響聲最明顯時(shí),保持轉(zhuǎn)速平穩(wěn),用單缸斷火,發(fā)現(xiàn)異響明顯減少,但加速過程中斷火,異響減少并不明顯,異響主要在缸體的中下部,為連續(xù)響聲。
(1)檢查曲軸是否軸向躥動(dòng)。軸向躥動(dòng)的響聲和振動(dòng)沒有節(jié)奏,斷火測試不上缸,測得機(jī)油壓力無改變,溫度變化也無影響,但在踩、放離合器踏板時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)有沉重且游動(dòng)的“咯噔、咯噔”的金屬撞擊聲;在快速踩下加速踏板時(shí)出現(xiàn)響聲,保持加速踏板在中、低速范圍的某一轉(zhuǎn)速,響聲減弱或消失,可判定為曲軸軸向躥動(dòng)。也可在發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)的情況下用撬棒軸向撬動(dòng)曲軸,從曲軸與正時(shí)齒輪蓋處觀察曲軸的軸向移動(dòng)量。結(jié)合以上的檢測結(jié)果,排除了因曲軸軸向躥動(dòng)造成異響的可能。
(2)檢查飛輪和曲軸的連接是否松動(dòng)。造成該響聲為連接螺絲松動(dòng)或斷裂。在飛輪外殼能聽到明顯響聲,這種響聲斷火測試不上缸,機(jī)油壓力不改變,但進(jìn)行加速測試時(shí)反映很明顯,急加速時(shí)發(fā)響,急減速時(shí)也發(fā)響,但轉(zhuǎn)速平穩(wěn)時(shí)響聲減弱或消失。此現(xiàn)象和故障發(fā)動(dòng)機(jī)的情況不相符,也可排除。
(3)檢查氣門頂是否碰氣門頭。這種現(xiàn)象斷火測試不上缸,機(jī)油壓力不改變,溫度變化也無影響;聲音間斷爆發(fā),響聲在氣門罩蓋下部氣缸體上部。響聲出現(xiàn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生抖動(dòng)或有漏氣現(xiàn)象。這明顯與故障發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象不同,也可排除。
(4)檢查連桿軸承。①用急加速方法。在怠速向中速進(jìn)行急加速的瞬間聽到清晰、節(jié)奏感強(qiáng)的金屬敲擊聲。連桿軸承響為間響,最大振動(dòng)部位在缸體中下部(主油道附近),用聽診器具在該處能聽到明顯敲擊聲;發(fā)動(dòng)機(jī)在最初起動(dòng)的瞬間,或在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火數(shù)分鐘后再起動(dòng)的瞬間,突然加速,由于機(jī)油已流回油底殼,形成瞬間潤滑不良,異響聲較大。運(yùn)行數(shù)分鐘后,潤滑油進(jìn)入油道,軸承與軸頸之間能形成較好的油膜,響聲稍小。②單缸斷火測試。從怠速到中速,急加速時(shí)響聲瞬間突出增大。如某缸斷火后響聲明顯減弱或消失,在恢復(fù)瞬間響聲變大,即可診斷為連桿軸承響。與故障發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的現(xiàn)象不相同,故可判斷并不是曲柄連桿軸承異響。
(5)檢查活塞環(huán)。造成異響主要有活塞或氣缸磨損、活塞環(huán)槽破裂、活塞環(huán)張力不足,更換活塞環(huán)時(shí)沒有按標(biāo)準(zhǔn)留足開口間隙,以致失去熱脹余地。在機(jī)溫較高時(shí)發(fā)生此類聲響,鍍鉬氣缸壁裝用鍍鉬活塞環(huán)或鋼帶環(huán)(含有鉬合金的活塞環(huán))引起硬性刮傷,這種缸壁拉傷故障,多在冷車初發(fā)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。這種異響出現(xiàn)時(shí),可以在氣缸上部聽到尖銳的響聲,怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),加機(jī)油口脈動(dòng)冒煙,并有沖力,汽車行駛時(shí)動(dòng)力明顯不足,排氣管冒藍(lán)煙,斷火測試時(shí)不上缸。這與故障發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)象明顯不相符,由此判斷并不是由活塞環(huán)異響造成。
(6)檢查活塞銷。活塞銷響一般為間響,在加機(jī)油口處聽診,響聲明顯,斷火測試,響聲不但不減弱反而變清晰,發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)響聲更清晰,突然加大油門,響聲隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高而增大,且機(jī)溫升高后響聲反而有所增大,與本故障發(fā)動(dòng)機(jī)異響最不相符的一點(diǎn),故活塞銷響也可排除。
從以上的診斷結(jié)果來看,可推測是活塞敲缸響。造成活塞敲缸響主要是活塞與缸壁間隙過大、活塞反橢圓、活塞與襯套或連桿軸承與軸頸配合過緊、連桿彎曲或扭轉(zhuǎn)、連桿襯套或活塞銷座孔鉸偏。
診斷方法:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度檢測。冷車時(shí)敲擊聲響亮有節(jié)奏,熱車時(shí)響聲減弱或消失,即為活塞敲缸響,且故障程度較低。若機(jī)溫升高后其響聲仍較明顯,尤其在大負(fù)荷低轉(zhuǎn)速時(shí)更清晰,且加機(jī)油口處有冒煙和排氣管有藍(lán)煙,說明活塞敲缸嚴(yán)重。(2)斷火測試。發(fā)動(dòng)機(jī)在響聲最明顯的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn),逐缸進(jìn)行斷火測試。當(dāng)某缸斷火后響聲減弱或消失,恢復(fù)后又能敏感地聽到“嗒嗒”聲,即為該缸活塞敲缸響。加機(jī)油診斷,可將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,卸下發(fā)響氣缸的火花塞,往氣缸內(nèi)注入少許(約20~25ml)濃機(jī)油,搖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)圈,使機(jī)油布滿在缸壁和活塞之間,并立即裝回火花塞,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)查聽,若響聲在起動(dòng)后的瞬間減弱或消失然后又重新出現(xiàn)即可確診為活塞敲缸響。通過上述方法的診斷,與本發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異響的情況一樣,故可確診本發(fā)動(dòng)機(jī)的異響為活塞敲缸響。
經(jīng)車主同意,將發(fā)動(dòng)機(jī)拆檢。(1)仔細(xì)清洗和檢測氣缸壁有拉痕,活塞頂部顏色發(fā)黃且有很嚴(yán)重的燒蝕痕跡,顯然是由于燃油質(zhì)量差,辛烷值過低,在高速行駛時(shí)出現(xiàn)爆燃,導(dǎo)致氣缸內(nèi)溫度過高,潤滑條件差,活塞與氣缸的間隙過小,使活塞燒頂而拉缸。(2)檢查氣缸蓋及氣缸體的平面度,三菱吉普氣缸蓋的平面度不得超過0.05mm,測量結(jié)果沒有翹曲變形。(3)測量氣缸磨損量。①測量氣缸圓度誤差。測量部位選在活塞環(huán)工作區(qū)域內(nèi),按上、中、下三個(gè)截面測量尺寸,上截面取活塞上止點(diǎn)第一道活塞環(huán)對(duì)應(yīng)的氣缸處,中間取氣缸的中部,下截面取活塞下止點(diǎn)最下一道環(huán)對(duì)應(yīng)的氣缸位置,測得的最大圓度誤差即為該缸的圓度誤差。②用量缸表在活塞行程內(nèi)取上截面和下截面,即氣缸上、下磨損最大和最小處。測出氣缸上部長軸最大值與不同截面最小磨損處直徑之差的1/2,即為氣缸的圓柱度誤差。當(dāng)超過標(biāo)準(zhǔn)缸徑0.175mm時(shí),即為嚴(yán)重磨損。測量結(jié)果,氣缸壁與活塞間隙達(dá)0.30mm,而且有偏缸。于是對(duì)連桿進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)4個(gè)連桿中有2個(gè)彎曲變形。經(jīng)過重新校正和鏜缸磨軸修復(fù),現(xiàn)已運(yùn)轉(zhuǎn)正常,故障已排除。
5結(jié)語
通過上述診斷過程,故障已排除。從中得出這一故障主要是由于使用低辛烷值的燃油,在高速行駛時(shí)導(dǎo)致氣缸內(nèi)溫度過高,潤滑條件變差,活塞與氣缸的間隙過小,使活塞燒頂且拉缸而造成的。故在檢修故障時(shí),除了要掌握先進(jìn)診斷技術(shù)外,還要結(jié)合傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)診斷法,要深入分析故障產(chǎn)生的原因,加以排除。