汽车发动机轴瓦故障浅析论文_高红强,李金羽

汽车发动机轴瓦故障浅析论文_高红强,李金羽

长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心 河北保定 071000

摘要:在汽车使用中,发动机曲轴瓦烧蚀是一个较大的故障。要排除此故障需对发动机进行解体维修,不仅会增加车辆的使用维护成本,而且会影响车辆的运输效益。通过大量的实例分析研究,发现很多此类故障是由于使用与维护方法不当造成的,本文就其中一些主要因素进行分析。

关键词:汽车:发动机;轴瓦

一、发动机润滑油品质的影响分析

发动机润滑油担负着发动机各运动部件特别是曲轴的润滑工作,因此,润滑油的品质直接影响到轴瓦的润滑效果。润滑不良是造成曲轴瓦烧蚀的根本原因,润滑油的粘度、粘温特性及润滑油的清净分散性能对曲轴瓦的润滑起着很重要的作用。润滑油的粘度直接影响到曲轴颈与轴瓦间的油膜形成。如果润滑油粘度过大,发动机在低温起动时,由于机油泵的泵送性能差,容易出现暂时干摩擦或半干摩擦状态,对轴瓦的磨损极大。反之,如果润滑油的粘度过小,在高温摩擦表面上不易形成足够厚度的油膜,轴瓦得不到正常润滑,严重时会导致轴瓦的磨损烧蚀。此外,润滑油的其他一些性能也会直接或问接地影响轴瓦的润滑。因此,在汽车使用中要根据发动机使用技术要求,选用合适的润滑油型号及可靠的品牌。如果选用了品质较差的润滑油,由于含水、杂质较多,抗氧化、抗腐蚀能力较差,发动机在高速运转时,粘度大幅度下降,形成的油膜强度不够,使曲轴瓦的润滑条件恶化,将加速轴瓦的异常磨损并导致烧蚀。

二、曲轴轴瓦装配间隙的影响分析

发动机曲轴的润滑采用的是强制式压力润滑系统,系统中的油压对润滑效果起着至关重要的作用。如果油压过低,就会使曲轴颈的摩擦表面润滑油供给量不足,油膜不易形成或形成不充分,从而导致曲轴颈与轴瓦间润滑条件急剧下降,造成严重磨损。引起润滑系油压过低的因素有多个,其中曲轴颈与轴瓦之间的装配间隙对油压的影响容易被忽视,但它产生的后果却十分严重。如果间隙过大,将使润滑油泄漏的速度加快,使油压过低。如果间隙过小,将使摩擦副油膜形成困难,致使轴瓦磨损严重。在发动机设计时,将这些摩擦副的间隙与机油泵的泵油量相配合,使润滑系保持一个合适的油压,保证润滑效果。不同型号的发动机,其问隙也有所不同,这是因为间隙是根据各自发动机的工作特点及应力载荷等条件,为适应其润滑而精确计算的。因此,在发动机曲轴的装配过程中,一定要严格按照设计要求进行装配。但是,在实际工作中,有些装配技术人员往往凭着经验去感觉装配间隙的大小,并没有严格按照相应的技术要求去做。这样,发动机一旦工作条件恶劣,如高速、高温、重载等行车条件时,就会导致曲轴润滑不良,磨损加剧,严重时造成轴瓦烧蚀。例如,有一辆进口轿车,发动机曾出现3次曲轴轴瓦烧蚀现象。经反复维修并更换了一些零部件后,还不见效。后来,经过仔细检查发现,在维修装配中,操作人员按以往其他发动机0.040~0.060mm的间隙进行装配,而技术手册要求的间隙是0.025~0.044mm。由于实际问隙大于标准值,使得系统油压低,造成了磨损烧蚀。重新调整了装配间隙后,此类事故没有再发生。可见,装配曲轴轴瓦时必须严格执行技术标准。

三、电控发动机传感器工作特性变化的影响分析

现代新型汽车发动机都带有先进的电控系统。这些电控系统都是通过安装在发动机各个部位上的传感器,采集发动机工作状况的信息,对其进行控制的。有些传感器的信号将直接或间接影响发动机的润滑条件,进而影响轴瓦的磨损。例如,现代新型轿车都采用电控风扇,由水温传感器检测到的水温信号输入电控单元(ECU),ECU根据此信号来控制风扇的开和关及转动的速度。如果水温传感器老化失效或工作特性发生变化,就不能向ECU传输正确的水温信号,ECU也就无法准确地控制风扇的工作,从而使发动机长时间在高温条件下工作。由于高温会使润滑油的粘度降低,使发动机曲轴颈与轴瓦之间不能保持正常的油膜,高温还将使零件的热膨胀过大而破坏其正常间隙,从而容易引起轴瓦磨损烧蚀。例如,有一辆日本三菱越野车,发动机血轴轴瓦出现了烧蚀。经检查,润滑系统工作良好,冷却系各主要部件也未发现异常。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆后经深入检查,发现水温传感器信号失真,电动风扇开启的时间及转速均低于正常值,这样就降低了冷却强度,使发动机工作温度过高,进而引起轴瓦烧蚀。更换了水温传感器后,该发动机的工作恢复了正常。因此,在实际工作中,要注意对这类传感器的检查维护,发现异常及时修理,避免发生不必要的烧瓦故障。

四、发动机使用的影响分析

发动机在正常运行时,其工作温度是正常的。在这个温度下,既保证了润滑油的流动性,又保证了其粘度,使润滑油膜极易在摩擦副表面形成。如果发动机经常处于大负荷或超负荷下运转,会使发动机的工作温度迅速上升,并使润滑油温度随之上升而粘度下降。这样,润滑油膜不易形成,而曲轴又承受较大的负荷,曲轴颈与轴瓦之间由完全液体摩擦变为非完全液体摩擦或半干摩擦,容易使轴瓦发生磨损烧蚀。因此,使用中要避免长时间在大负荷,尤其在超载负荷下运行。

五、轴瓦故障的诊断和排除

(一)连杆轴瓦烧蚀。

(1)故障现象:①突然加速时,发动机有“咯铛、咯铛”的响声(金属敲击声)。响声较清脆和短促,并且随着转速的升高和负荷的增大而增大,但在发动机温度变化时变化不大。②在取下加机油口盖后能听到较强的“咯哓、咯哓”声。③发动机怠速和中速运转时,如果轻轻抖动加速踏板,则可以听到“咯楞、咯楞”的响声,并且在踩下加速踏板的瞬间比较明显。④汽车行驶途中突然出现“唧、唧”声(连杆轴瓦因润滑不良而发生烧瓦的声音)。

在对发动机作逐缸断油试验的过程中,如断油时响声减小,而在恢复供油的瞬间响声明显增大,则被断缸的连杆轴瓦有烧瓦故障。

(2)故障排除:①在连杆轴瓦发生烧瓦故障后,应视情更换连杆轴瓦和连杆。②在汽车行驶途中如果连轩轴瓦产生上述响声,则应立即检查机油油位及油质。如机油油位及油质正常,且连杆轴瓦的响声较小,则汽车可继续行驶,但必须注意检查:如果连杆轴瓦的响声逐渐变大,则应立即予以维修在汽车行驶途中如果突然听到“唧、唧”声,则应立即停车修理,以免发生抱轴事故。

(二)曲轴轴瓦烧蚀。

(1)故障现象:①发动机在怠速和中速运转时,有较明显的沉重而连续的响声,且响声随着发动机转速和负荷的增大而增大,但与发动机温度的变化无关,发动机在高速运转时发生机体振抖。②打开机油口盖后,响声比较明显。③机油压力明显下降。④在对发动机作断油试验过程中,单缸断油时响声无明显变化,但当相邻两缸同时断油时响声明显减小或消失。在汽车行驶过程中,如果踩下离合器踏板时响声明显减小或消失,则该响声是由曲轴轴向间隙过大引起的。

(2)故障排除方法:①视情更换曲轴轴瓦、曲轴或曲轴止推垫片。②行驶途中如果响声不大,则应检查机油油位及油质,然后以低速驾车去汽车修理厂维修。如果响声较大,则应立即停车。

结语:随着我国高速公路的迅速发展,发动机经常处于高速工况下运行,发动机曲轴和轴瓦相对运动速度极高,要求轴瓦间必须有良好的润滑条件,否则,容易造成轴瓦磨损烧蚀。因此,长时问在高速公路上行驶的汽车,一定要按照技术要求定期更换润滑油,要随时注意检查润滑油的品质,一旦发现润滑油受到污染及理化指标大大下降时,要立即更换。这样,可减少轴瓦磨损烧蚀的现象发生。

参考文献:

[1]阳建成,陈岚林,唐乔彬斯太尔.汽车发动机轴瓦损坏的预防[J]汽车维护与修理.2012(02).

[2]邱绍华.汽车发动机故障诊断与检修[J].科技创新与应用,2013.

论文作者:高红强,李金羽

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/7/24

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