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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維修修理論文
淺談排除發(fā)動(dòng)機(jī)竄燒機(jī)油故障的體會(huì)
一、摘要
本文主要介紹一臺(tái)東風(fēng)牌汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大修鑲新絲套后，出現(xiàn)了竄油故障，但檢測(cè)有關(guān)部件的密封配合， 以及用量缸表測(cè)量氣缸體圓度、圓柱度偏差，均符合技術(shù)要求。后經(jīng)拆檢分析發(fā)現(xiàn)，竄油故障是由氣缸體承孔加工不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，精度偏差超過極限所致。
關(guān)鍵詞：竄燒機(jī)油；氣缸體承孔加工精度低；外徑配合不良
二、前言
發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒機(jī)油是汽車的一種常見故障，而故障通常由活塞連桿組、配氣機(jī)構(gòu)、汽缸體等部件的密封配合不良，或機(jī)油加注過量等造成的。但在修理過程中，如沒有注意零件材料質(zhì)量的優(yōu)劣，或者維修加工工藝不規(guī)范、不標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)精度達(dá)不到要求，同樣會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)竄油的故障。
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三、正文
(一)發(fā)動(dòng)機(jī)竄燒機(jī)油的故障現(xiàn)象
我曾對(duì)一臺(tái)東風(fēng)車用的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行大修，該車大修后不久，就出現(xiàn)了竄油現(xiàn)象，表現(xiàn)為：汽車行駛時(shí)，低、中、高速都有藍(lán)煙，且機(jī)油壓力低，起動(dòng)困難，行駛乏力。動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能大大下降，燃油和機(jī)油損耗增加，機(jī)油約5天時(shí)間補(bǔ)加一次，廢氣排放超標(biāo)。打開機(jī)油加注口察看，有一定的脈動(dòng)煙霧冒出；檢查曲軸和進(jìn)氣口，有刺激氣味煙霧竄出；看排氣管口，有油濕現(xiàn)象，檢查火嘴，積炭明顯。以上特征表明發(fā)動(dòng)機(jī)竄油現(xiàn)象突出。
(二)造成發(fā)動(dòng)機(jī)竄機(jī)油故障的原因分析
發(fā)動(dòng)機(jī)在正常溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，要取得動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，工作時(shí)就必須要使進(jìn)入燃燒室的混合氣的壓縮力符合設(shè)計(jì)要求，而且保證進(jìn)氣充分并且燃燒徹底，因?yàn)橹挥袎嚎s壓力達(dá)到最大要求和進(jìn)氣充分，才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)做功時(shí)能產(chǎn)生足夠的爆破力，從而產(chǎn)生足夠的動(dòng)力，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)。而要保證發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮力達(dá)到最大要求，則要求發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)以及曲軸連桿機(jī)構(gòu)等各配合部件密封配合良好。保證密封配合良好，則要求各配合間隙符合技術(shù)要求。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)各密封配合件磨損過大，將會(huì)影響其密封性，使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)竄燒機(jī)油的故障，最終令其輸出功率下降且不能正常行駛。造成發(fā)動(dòng)機(jī)竄燒機(jī)油有以下幾個(gè)原因：
1．由配氣機(jī)構(gòu)引起
配氣機(jī)構(gòu)的氣門、氣門桿、氣門導(dǎo)管的磨損，令其配合間隙增大。當(dāng)氣門桿和氣門導(dǎo)管由于修理工藝及磨損不均勻時(shí)，會(huì)造成密封配合不良，產(chǎn)生漏油現(xiàn)象。配氣機(jī)構(gòu)出現(xiàn)上述故障，將使機(jī)油竄入燃燒室燃燒，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
2．由曲柄連桿機(jī)構(gòu)引起
(1)活塞環(huán)磨損或失效、各環(huán)環(huán)口對(duì)口。
活塞環(huán)是活塞連桿組中磨損最快的零件，尤其是第一道活塞環(huán)的磨損更為劇烈。在燃燒的作用下，環(huán)背產(chǎn)生很大的壓力，當(dāng)然大的環(huán)背壓力有助于密封，但另一方面也加速了環(huán)背的磨損。活塞環(huán)磨損或失效后，彈力減弱，開口間隙、邊隙以及背隙增大，令活塞環(huán)與氣缸體的配合間隙增大，使氣缸內(nèi)密封性變差而出現(xiàn)竄油，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能降低，機(jī)油消耗升高，引致通風(fēng)系統(tǒng)嚴(yán)重冒煙，排氣冒藍(lán)煙和燃燒室表面積炭。
(2)活塞磨損引起的竄油。
活塞磨損最快的部位，是活塞環(huán)槽與活塞銷座孔環(huán)槽的磨損，其中第一道環(huán)槽磨損最嚴(yán)重，由上至下，依此減輕，環(huán)槽的磨損，使活塞環(huán)槽中配合間隙增大，結(jié)果容易引起竄油現(xiàn)象。
3．由氣缸磨損引起
氣缸的工作表面，在正常情況下一般是在活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域形成不均勻的磨損，沿氣缸軸線方向磨成上大下小的圓錐形，磨損產(chǎn)生圓柱度誤差，最大的磨損部位是活塞在上止點(diǎn)位置時(shí)，第一道環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁處，而沿橫向截面是磨成不規(guī)則的橢圓形，磨損產(chǎn)生圓度誤差。最大的磨損在進(jìn)氣門對(duì)面的氣缸壁上，由于此處受新鮮混合氣流較強(qiáng)沖襲作用，導(dǎo)致潤滑油膜稀釋磨料增多，溫度降低，使該部位磨損嚴(yán)重。
4．由機(jī)油加注過多而造成
由于機(jī)油加注過量，發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，飛濺潤滑的油多，使氣缸壁產(chǎn)生過量機(jī)油，而活塞環(huán)亦無法把其完全刮掉而竄到燃燒室燃燒。
(三)排除故障的措施和方法
根據(jù)以上分析，圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)竄燒機(jī)油的問題，本人針對(duì)以上得出的可能產(chǎn)生的原因，逐項(xiàng)進(jìn)行解體檢查分析。
首先，拆下氣缸蓋檢查，發(fā)現(xiàn)有個(gè)別排氣門座有灰白的積炭，進(jìn)氣門有油濕。我將有問題的氣門進(jìn)行導(dǎo)管與桿的配合間隙的測(cè)量，發(fā)覺其配合間隙大于原廠標(biāo)準(zhǔn)0.12mm以上，造成個(gè)別進(jìn)排氣門與座的配合密封不良而產(chǎn)生積炭。
顯然這是由于維修工藝不規(guī)范或材質(zhì)不佳而造成的。而部分氣門桿與導(dǎo)管的配合間隙過大，同樣不排除工藝與材質(zhì)的因素。于是我重新更換氣門、氣門導(dǎo)管和氣門油封。
與此同時(shí)，我又重點(diǎn)檢查活塞環(huán)幾個(gè)重要數(shù)據(jù)，沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)口現(xiàn)象；個(gè)別環(huán)的漏氣弧長所對(duì)應(yīng)的圓心角度偏大，＞45º；環(huán)的端隙、背隙和側(cè)隙均符合標(biāo)準(zhǔn)，彈力正常，端隙為0.29～0.49mm。背隙低于環(huán)槽岸表面通常為0～0.35mm。我懷疑環(huán)的材質(zhì)有問題，因?yàn)槟壳笆忻嫔系恼�、副廠原件都有，質(zhì)量參差不齊，而環(huán)的工作條件惡劣，受高溫、高壓的影響。高溫達(dá)到600K，壓力有時(shí)會(huì)達(dá)到5MPa以上。潤滑條件差，如環(huán)的材質(zhì)跟不上，會(huì)使磨損加快。于是，我又選一副原廠生產(chǎn)、認(rèn)為質(zhì)量可靠的活塞環(huán)試配，重新裝好發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，燃燒機(jī)油和動(dòng)力不足現(xiàn)象有明顯改善，但尚有藍(lán)煙從排氣管排出。即發(fā)動(dòng)機(jī)竄燒機(jī)油的故障還未排除。
我又重新用量缸表測(cè)量汽缸體的圓度和圓柱度誤差，圓度誤差為0.05mm，圓柱度誤差為0.01mm，且無拉傷痕跡，符合大修標(biāo)準(zhǔn)。但檢查汽缸表面的粗糙度時(shí)，發(fā)現(xiàn)氣缸有局部位置與活塞環(huán)無接觸的痕跡。根據(jù)這種情況，估計(jì)故障可能是氣缸體承孔與氣缸套外徑配合不良造成，因?yàn)槿绻麣飧滋着c承孔配合不是過盈，而存在間隙B，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有間隙的部位，在瞬間高溫高壓作用下，缸套會(huì)整體局部變形壓緊在承孔上，造成較大S型變形，使活塞環(huán)與缸體間產(chǎn)生瞬間密封配合不良。而采用量缸表是不能量出這一變形誤差的，原因是零件表面的實(shí)際形狀對(duì)理想形狀的變動(dòng)量是在受到?jīng)_擊力時(shí)才出現(xiàn)的，而且發(fā)生時(shí)的變動(dòng)量為形狀誤差，當(dāng)實(shí)際圓柱面偏離理論圓柱面時(shí)，實(shí)際圓柱內(nèi)各垂直面的直徑是相等的，所以用量缸表測(cè)量仍得到符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。如圖所示，實(shí)際圓柱面各點(diǎn)直徑D數(shù)值相等，而缸套與承孔存在公差B。
根據(jù)以上分析，我重新壓出缸套，經(jīng)測(cè)量，果然是氣缸體承孔加工不符合技術(shù)要求。我重新搪磨氣缸體承孔，配換合標(biāo)準(zhǔn)的新缸套，重新裝好機(jī)試運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)竄燒機(jī)油現(xiàn)象消除。經(jīng)過一系列的調(diào)試，發(fā)動(dòng)機(jī)呈正常運(yùn)行狀態(tài)。
(四)結(jié)論
采取以上的修復(fù)方法和步驟，確保了氣缸套與缸體承孔的配合間隙，排除了這臺(tái)車的竄燒機(jī)油故障，從而得出結(jié)論，這臺(tái)車竄燒機(jī)油故障，是大修時(shí)氣缸體承孔加工精度低，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)密封配合不良所致。
本文所述的故障雖是一般故障，但其隱蔽性強(qiáng)，維修時(shí)有一定難度。所以把它寫出來，希望同行之間交流。此故障修復(fù)表明，提高企業(yè)管理水平，重視維修技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高從業(yè)人員的素質(zhì)，提高設(shè)備、工藝技術(shù)水平的迫切性。零件生產(chǎn)廠要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，不合格產(chǎn)品得堅(jiān)決燒毀，提高質(zhì)量，提高競(jìng)爭(zhēng)力，這樣我們的汽車行業(yè)才有出路，維修行業(yè)才有質(zhì)的飛躍。
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