呂啟菊 梁雙青 林衛(wèi) 林夕涵

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力正常，才能保證將機(jī)油輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)各摩擦件表面，并在摩擦表面形成油膜，實(shí)現(xiàn)液體摩擦，從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機(jī)件磨損，以達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠性和耐久性的目的。車輛機(jī)油警報(bào)燈常亮?xí)r，應(yīng)立即停車確認(rèn)，以免導(dǎo)致更大的故障。

2 故障現(xiàn)象

2021年7 月，某整車廠反饋1臺車輛啟動(dòng)后機(jī)油報(bào)警燈常亮不熄滅。

3 故障分析

圖1 機(jī)油壓力報(bào)警燈常亮故障樹

4 故障診斷與排除方法

4.1 檢查發(fā)動(dòng)機(jī)外部

1）檢查機(jī)油量：檢查機(jī)油液面高度。使汽車處于水平位置，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)2～3min熄火；取出機(jī)油尺用抹布擦拭干凈，重新插入取出機(jī)油尺觀察，機(jī)油液位處于機(jī)油尺最大和最小刻度中央（標(biāo)準(zhǔn)：機(jī)油液位應(yīng)該處于機(jī)油刻度尺最大值和最小值之間）。機(jī)油量正常，此原因排除。

2）檢查機(jī)油標(biāo)號：經(jīng)過與車間工段長溝通，查詢系統(tǒng)，此臺發(fā)動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)期間，車間機(jī)油加注設(shè)備未發(fā)生故障，機(jī)油未新添，近2月只使用同一批機(jī)油。查看此臺發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油，無水，汽車防凍液或其它雜質(zhì)進(jìn)入。該發(fā)動(dòng)機(jī)使用的機(jī)油是型號SM/GF-4 5W-30，顏色正常呈淺棕色（機(jī)油的正常顏色都是淺棕色和淺藍(lán)色，一旦出現(xiàn)顏色異常，則說明機(jī)油有相當(dāng)大的可能發(fā)生了變質(zhì)），考慮使用同批機(jī)油的其他發(fā)動(dòng)機(jī)未出現(xiàn)該問題，此原因排除。

3）檢查機(jī)油壓力：在機(jī)油壓力開關(guān)安裝處接上機(jī)油壓力表，連接好線路，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，測試機(jī)油壓力。檢查結(jié)果：怠速時(shí)無機(jī)油壓力，轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)機(jī)油壓力值僅有10Kpa（標(biāo)準(zhǔn)：200-500Kpa），機(jī)油壓力偏低。

4）檢查機(jī)油壓力傳感器：機(jī)油壓力傳感器是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力的重要裝置，機(jī)油壓力開關(guān)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體潤滑主油路上（如圖2），探測主油道中的壓力。機(jī)油壓力傳感器的工作情況如圖3所示，機(jī)油壓力不夠的情況下會發(fā)出報(bào)警信號，儀表盤上的機(jī)油燈會點(diǎn)亮。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或油壓低于規(guī)定值時(shí)，機(jī)油壓力開關(guān)內(nèi)的觸點(diǎn)閉合，點(diǎn)亮機(jī)油壓力警告燈；啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，油壓處于正常狀態(tài)，推動(dòng)機(jī)油壓力開關(guān)內(nèi)的膜片使觸點(diǎn)斷開，機(jī)油壓力警告燈熄滅。拆卸機(jī)油壓力傳感器，用萬用表電阻擋檢查機(jī)油壓力傳感器的端子與殼體，處于接通狀態(tài)；使用一根細(xì)鐵絲，伸到油壓開關(guān)的中間油道并輕輕頂起內(nèi)部觸片，若端子與殼體不導(dǎo)通，則機(jī)油壓力傳感器正常。檢查結(jié)果：機(jī)油壓力傳感器正常。排除此原因。

圖2 機(jī)油壓力開關(guān)安裝位置剖視圖

圖3 機(jī)油壓力傳感器的工作示意圖

5）檢查機(jī)油濾清器：發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，金屬磨屑、塵土、高溫下被氧化的積碳和膠狀沉淀物等不斷混入潤滑油。機(jī)油濾清器的作用是濾掉這些機(jī)械雜質(zhì)和膠質(zhì)，防止它們進(jìn)入零件摩擦表面導(dǎo)致劃傷，加劇磨損。經(jīng)檢查機(jī)油濾清器與缸體連接處密封良好，密封圈無破損、無泄漏。此原因排除。

6）檢查發(fā)動(dòng)機(jī)線束：用萬用表檢查連接機(jī)油壓力傳感器的線束電阻正常，線束無破損無斷裂現(xiàn)象，接插針腳完好，功能正常。排除此原因。

7）檢查機(jī)油泄漏情況：操縱舉升機(jī)將汽車升到適當(dāng)位置，確定可靠固定后進(jìn)行檢查。檢查發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前后油封和放油螺塞、油底殼襯墊處是否有漏油，油底殼是否存在變形的情況，各密封面、閥門、管路接頭及潤滑油道管是否密封不嚴(yán)、嚴(yán)重泄漏或破裂。發(fā)動(dòng)機(jī)各外部件是否有碰撞等情況。經(jīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)各部位無漏油或變形，碰撞等情況。此原因排除。

由此，基本確定是機(jī)油壓力低導(dǎo)致機(jī)油警報(bào)燈常亮。檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的外部均未找到故障原因，為了進(jìn)一步檢查機(jī)油壓力低的原因，把發(fā)動(dòng)機(jī)從車上拆卸下來，拆解檢查發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部與潤滑系統(tǒng)相關(guān)零件。

我國亟待加快CCUS技術(shù)升級換代。一是在當(dāng)前技術(shù)條件下，成熟的化學(xué)吸附法能耗高、成本高，捕集成本為300～400元/噸，埋存成本為200～300元/噸。從發(fā)展的視角看，企業(yè)負(fù)擔(dān)不起。同時(shí)，增加捕集二氧化碳環(huán)節(jié)，發(fā)電廠每千瓦時(shí)能耗將增加10%左右。二是我國東部地區(qū)油藏多為陸相沉積，原油大都為石蠟基原油，二氧化碳混相壓力高，驅(qū)油效率較低，提高采收率幅度低，大規(guī)模驅(qū)油利用需進(jìn)行深化研究。因此，需要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研發(fā)，加快CCUS技術(shù)升級換代。

4.2 檢查發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部

1）檢查發(fā)動(dòng)機(jī)主油道：機(jī)油主要是通過缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸的油道孔在壓力作用下輸送至各個(gè)潤滑點(diǎn)，油道堵塞或者未加工完全，會導(dǎo)致機(jī)油流通不暢影響機(jī)油壓力。將發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸罩蓋拆下，用1bar氣壓的氣管往缸體主油道油孔（缸體與機(jī)油泵出油口連接處）內(nèi)充氣，查看凸輪軸第1軸承蓋上OCV閥油道孔出氣正常，說明主油道至缸蓋油路暢通無堵。

2）檢查機(jī)油集濾器：我公司使用濾網(wǎng)式集濾器（見圖4），在潤滑油進(jìn)入機(jī)油泵之前將大顆粒雜質(zhì)濾除。與機(jī)油泵進(jìn)油口相連，拆下發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，檢查集濾器與機(jī)油泵連接處密封良好，無泄漏；集濾器管體與法蘭焊接不良；集濾器表面無裂紋，濾網(wǎng)完好無雜質(zhì)堵塞。用數(shù)顯扳手和套筒測量集濾器2顆螺栓扭力均達(dá)到10N.m（標(biāo)準(zhǔn)8～12N.m）。拆下螺栓檢查機(jī)油泵與集濾器連接處密封O形圈無缺失、損壞。排除因集濾器與機(jī)油泵連接處泄漏的原因。

圖4 集濾器無異常

3）檢查機(jī)油泵：

為了更好地檢查機(jī)油泵，先了解機(jī)油泵的結(jié)構(gòu)原理。我公司機(jī)油泵的結(jié)構(gòu)如圖5所示，由外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子、泵蓋、殼體組成，兩個(gè)齒數(shù)相同的齒輪相互嚙合，裝在殼體內(nèi)，齒輪與殼體的徑向和端面間隙很小。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子隨曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子以相同的方向旋轉(zhuǎn)。內(nèi)外轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)到進(jìn)油口處時(shí)開始逐漸脫離嚙合，齒間沿旋轉(zhuǎn)方向逐漸增大，產(chǎn)生一定的真空，將機(jī)油從進(jìn)油口吸入。隨著繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)把齒間所存的機(jī)油帶往出油口。在靠近出油口處，內(nèi)外齒間逐漸減少，油壓升高，機(jī)油從機(jī)油泵的出油口送往發(fā)動(dòng)機(jī)油道中，內(nèi)外齒輪又重新嚙合。如果泵油的壓力過高，機(jī)油將會頂開泄壓閥，一部分機(jī)油就會從泄壓孔流出返回油底殼，從而控制最高壓力。機(jī)油流向見圖6。

圖5 機(jī)油泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖6 機(jī)油流向簡圖

所以，根據(jù)機(jī)油泵的工作原理，分析機(jī)油壓力低的可能原因有：機(jī)油泵轉(zhuǎn)子故障、泄壓閥故障等。

a）檢查機(jī)油泵轉(zhuǎn)子：檢查內(nèi)&外轉(zhuǎn)子、泵蓋表面，無異常磨損，旋轉(zhuǎn)順暢無卡滯，排除此原因。

b）檢查泄壓閥：機(jī)油泵最常出問題的部件是泄壓閥。泄壓閥是一個(gè)球閥( 或柱塞) 并用彈簧鎖緊（見圖7），主油道壓超過規(guī)定時(shí)，球閥即克服彈簧壓力而被頂開，一部分機(jī)油從泄油口泄出流回泵內(nèi)，起到泄壓作用不至于使系統(tǒng)中各密封處和管道因壓力過高而產(chǎn)生滲漏或爆裂。限壓閥常見問題：被雜質(zhì)卡滯常開或者彈簧斷裂，泵不上油潤滑不良，限壓閥被雜質(zhì)卡住不能正常卸壓使機(jī)油壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常油壓，高油壓下，沖破機(jī)油濾清器密封圈漏油導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑不良。拆下泄壓閥螺塞，取出彈簧，但閥芯卡死無法取出，從泄壓閥孔處檢查閥芯，發(fā)現(xiàn)其頂部有一異物卡在閥芯與閥孔間，導(dǎo)致閥芯卡死。詳見圖8。使用工具強(qiáng)行將閥芯取出，發(fā)現(xiàn)該異物是一小段細(xì)鐵絲，經(jīng)對比分析，該細(xì)鐵絲是機(jī)油集濾器的濾網(wǎng)絲。最后故障原因確定 ：泄壓閥閥芯卡死，導(dǎo)致泄壓閥常開，機(jī)油直接從泄壓閥處流回油底殼。

圖7 泄壓閥圖片

圖8 泄壓閥閥芯被異物卡死

5 故障排除

通過以上排查，機(jī)油報(bào)警燈常亮是因?yàn)闄C(jī)油泵泄壓閥被異物卡滯常開導(dǎo)致機(jī)油壓力低。更換新機(jī)油泵裝機(jī)，重新裝車驗(yàn)證，故障解決。

6 舉一反三

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力過低會影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部件摩擦表面潤滑不良，可能會出現(xiàn)燒瓦、拉缸、抱死等故障。作為質(zhì)量工程師要熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)的工作原理，知其然也要知其所以然，遇到故障時(shí)列出所有可能的原因，由易到難，從外部到內(nèi)部。逐一排查直至問題解決。

機(jī)油泵泄壓閥常開是由于異物進(jìn)入導(dǎo)致。異物為集濾器的濾網(wǎng)絲，但非來源于此臺發(fā)動(dòng)機(jī)的集濾器。說明濾網(wǎng)絲是粘附在集濾器表面，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)隨機(jī)油進(jìn)入到機(jī)油泵，導(dǎo)致機(jī)油泵泄壓閥功能失效。由此可見，異物進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，會導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部零件功能失效，維修成本高，用戶抱怨大。

作為整機(jī)廠，零部件清潔度對發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性、耐久性有著至關(guān)重要的影響。工廠要重視清潔度改進(jìn)工作，可成立清潔度攻關(guān)小組，各區(qū)域指定負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)工作，從零件加工、零件運(yùn)輸、零件抽檢、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配、發(fā)動(dòng)機(jī)總成運(yùn)輸過程中采取措施進(jìn)行控制。針對歷史清潔度問題建立關(guān)鍵工位，定期抽檢措施執(zhí)行情況，建立異物樣本庫，便于后續(xù)異物問題分析。定期進(jìn)行清潔度工作回顧，及時(shí)升級問題，確保清潔度控制措施有效執(zhí)行。以減少因?yàn)榍鍧嵍葘?dǎo)致的整機(jī)更換從而降低用戶抱怨。