車載重型柴油機(jī)常見故障診斷分析與研究

徐鋒

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，物流貿(mào)易越加頻繁，車輛作為重要的交通運(yùn)輸工具發(fā)揮重大的建設(shè)作用。為確保車輛安全運(yùn)行，不僅要提高運(yùn)用車輛的制造質(zhì)量，而且要求檢修人員不斷提高技術(shù)檢查作業(yè)的技能水平，將車輛隱形故障檢查出來，防止大部件破損事件的發(fā)生，避免車輛“帶傷”運(yùn)用，確保行車安全。文章以汽車柴油機(jī)常見故障診斷分析與研究，為后相關(guān)汽車柴油機(jī)故障提供實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：汽車柴油機(jī);故障分析;診斷研究

0 引言

回望21世紀(jì)的第一個(gè)十年里我國公路發(fā)生著翻天覆地的變化，現(xiàn)代制造水平與檢修質(zhì)量的不斷提高，多種車輛的各型汽車柴油機(jī)都存在共性問題，那就是其隱患性故障率相對增加，特別是汽車柴油機(jī)及其輔助系統(tǒng)內(nèi)部的隱患性故障。隱患性故障一般分為缺陷性故障與漏泄性故障。缺陷性故障為機(jī)械性損壞，如連桿大端斷裂，曲軸軸頸斷裂，氣缸蓋閥門座的下陷及裂漏，進(jìn)排氣閥裝置損壞，配氣齒輪掉齒等。漏泄性故障一般分為“內(nèi)漏”與“外漏”，即汽車柴油機(jī)內(nèi)部與外部管路的漏泄[1]。

1 氣缸蓋、氣缸損壞分析及處理

1.1 氣缸蓋、氣缸故障分析

氣缸蓋的損壞主要發(fā)生在過橋處。氣缸蓋底面變形漏燃?xì)猓M(jìn)、排氣道裂漏，氣閥座松動(dòng)，氣閥座磨耗嚴(yán)重等因素引起的氣閥關(guān)閉不嚴(yán)。氣閥座的閥面與氣閥導(dǎo)管孔的同軸度超差，氣閥導(dǎo)管松緩、斷裂等[2]。或因撞擊性損壞而裂漏，引起氣缸蓋內(nèi)部水腔冷卻水漏入氣缸內(nèi)，造成氣缸、活塞的損壞和機(jī)油的乳化，嚴(yán)重時(shí)，造成氣缸“水錘”。燃?xì)饴┬箾_刷氣閥座閥桿頸部，在熱應(yīng)力的作用下，引起氣閥掉頭，造成氣閥機(jī)構(gòu)本身的活塞、氣缸的破損，直至造成相關(guān)部件的的損壞。

車輛運(yùn)用中汽車柴油機(jī)氣缸損壞，基本屬可視性故障：（1）因氣缸水套漏或密封膠圈老化而損壞;（2）氣缸水套進(jìn)水支管裂漏，引起冷卻循環(huán)水的減少和機(jī)油的乳化。屬于氣缸本身裂損故障發(fā)生的概率極少，多數(shù)為氣缸內(nèi)壁工作面拉傷的氣密性故障[3]。

氣缸蓋裂漏一般有兩種情況造成：（1）機(jī)械性結(jié)構(gòu)缺陷，如汽缸蓋閥座過橋中的隱裂;（2）機(jī)械性損壞，氣閥因熱應(yīng)力的作用，閥底面脫落掉頭，氣閥彈簧疲勞折損，使氣閥失去控制。如進(jìn)、排氣閥裝置損壞，氣閥失控脫落于氣缸內(nèi)，隨著活塞上下運(yùn)動(dòng)，氣閥桿不斷撞擊氣缸蓋，造成氣缸蓋損壞。當(dāng)擊穿氣缸蓋內(nèi)冷卻水腔時(shí)，氣缸蓋因此發(fā)生裂漏，冷卻水會順氣缸內(nèi)壁流入油缸底殼[4]。根據(jù)油、水密度的不同，水沉入汽車柴油機(jī)機(jī)油油底殼的下層。這樣，通過打開汽車柴油機(jī)排油閥就能鑒別出來。如有大量積水流出就為上述故障。汽車柴油機(jī)未啟動(dòng)前，可觀察膨脹水箱水位的變化，如水位呈現(xiàn)緩慢下降，為氣缸裂漏，否則，為氣缸蓋裂漏。氣缸蓋的裂漏，只有在啟動(dòng)汽車柴油機(jī)，氣缸蓋受熱后，才能顯現(xiàn)出來。氣缸蓋的裂損一般為隱裂，在未啟動(dòng)汽車柴油機(jī)前，隱裂處是不會呈現(xiàn)漏泄的。

1.2 汽車柴油機(jī)內(nèi)部氣缸裂漏判斷及處理

對于汽車柴油機(jī)內(nèi)部氣缸裂漏的故障判斷，主要為：首先膨脹水箱水位呈現(xiàn)忽上忽下，嚴(yán)重時(shí)，出現(xiàn)“白水表”竄氣，為某個(gè)氣缸蓋裂漏竄燃?xì)狻Ｆ浯问菤飧姿琢崖瑢偻饴┬怨收希身樃鞲椎倪M(jìn)水支管檢視，一般順進(jìn)水支管溢漏。最后是出水或滴水，為氣缸水套裂漏。其所對應(yīng)的解決措施為：

（1）當(dāng)確定為氣缸蓋裂漏時(shí)可通過逐個(gè)甩缸來排查。如甩至某氣缸，膨脹水箱水位呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢，就為該氣缸蓋發(fā)生裂漏。返時(shí)，如膨脹水箱能見到水位，而且水表柱內(nèi)未出現(xiàn)竄水或竄氣現(xiàn)象。將此缸甩掉，并打開相應(yīng)氣缸示功閥，可維持車輛運(yùn)行至前方站停車處理[5]。（2）當(dāng)某氣缸進(jìn)水支管處漏滴水時(shí)，少量的滴漏，可不作任何處理，隨著汽車柴油機(jī)工作溫度的上升，此處應(yīng)會然不滴漏。如屬進(jìn)水支管法蘭墊處滴漏，可用工具輕輕擰緊法蘭兩端的螺栓。

2 活塞、連桿、曲軸和軸瓦損壞分析

2.1 故障原因分析

車輛運(yùn)用中活塞主要損壞部位是在其頂部有裂紋、破碎、裙體拉傷，整體“過燒”，撞擊性損壞，活塞堵脫落等。其次是連桿及附屬件主要損壞為連桿螺栓斷裂，連桿大端斷裂，軸瓦非正常性磨耗及竄動(dòng)，軸瓦合金屬與鋼背之間的剝離、堆碾、氣穴性侵蝕，連桿間的緊余量不合適等。最后是曲軸主要損壞為疲勞性斷裂，發(fā)生部位多數(shù)在曲柄臂上，軸頸及過渡圓處，還有主軸瓦合金剝離形成的碾片。

2.2 識別檢查手段

活塞、連桿、曲軸均屬運(yùn)動(dòng)部件。對運(yùn)動(dòng)部件的檢查，主要采用“機(jī)油進(jìn)出口壓力差分析法”，因在運(yùn)動(dòng)部件中均采用壓力機(jī)油潤滑方式，在各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件壓力潤滑時(shí)，均存在一定的間隙，也就是有正常的潤滑壓力回泄量。具體間接識別檢查手段，可通過汽車柴油機(jī)機(jī)油總進(jìn)口壓力與出口壓力之差來間接識別。當(dāng)上述運(yùn)動(dòng)部件中有磨耗超限，軸瓦出現(xiàn)碾片，主軸頸油管斷裂，曲軸斷裂或活塞破碎，活塞油堵或曲軸油堵有脫落等，均會造成汽車柴油機(jī)內(nèi)部機(jī)油潤滑系統(tǒng)回泄量增大使汽車柴油機(jī)出口油壓力降低。另外可運(yùn)用“巡聲傾聽法”，對汽車柴油機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件發(fā)生的機(jī)械性損壞進(jìn)行檢查：如發(fā)生連桿大端斷裂，連桿螺栓斷裂，活塞卡死“爆缸”等情況，均可通過傾聽汽車柴油機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)中的聲響鑒別出來。

3 氣門機(jī)構(gòu)常見故障分析

氣門機(jī)構(gòu)損壞主要為氣門及氣閥座磨損下陷;氣門漏氣、燒損、點(diǎn)蝕、凹陷，氣門閥桿頸部斷裂掉頭，氣門閥座底面裂致掉塊、穿也，氣門彈簧疲勞折損等機(jī)機(jī)械性故障。

氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常見故障主要為凸輪型面及軸頸剝離，嚴(yán)重拉傷、點(diǎn)蝕、碾堆及偏磨，氣門搖臂、橫臂調(diào)整螺釘、壓球、壓球座的接觸面點(diǎn)蝕、剝離及凹坑，橫臂導(dǎo)向銷釘松脫、折斷造成橫臂跳槽，推桿彈簧斷裂，導(dǎo)塊導(dǎo)向銷釘磨曠，造成滾輪轉(zhuǎn)位，啃傷凸輪型面。

上述故障在車輛運(yùn)行中主要表現(xiàn)為：氣閥掉頭，閥彈簧的疲勞折損，氣閥桿鎖夾套脫落，搖臂脫槽。造成的危害有打壞氣缸蓋，活塞，拉傷氣缸壁，破碎塊在氣缸廢氣與渦輪高速旋轉(zhuǎn)抽吸雙重壓力（負(fù)壓）的作用下，運(yùn)動(dòng)主增壓器渦輪側(cè)，打壞噴油嘴環(huán)與高速旋轉(zhuǎn)下的增壓器渦輪葉片，使其“掃膛”。搖臂脫槽后，造成進(jìn)（排）氣閥關(guān)閉，尤其是排氣側(cè)搖臂脫槽后，其表象為增壓器喘振，嚴(yán)重時(shí);將增壓器進(jìn)氣道帆布筒撕裂。

4 噴油泵故障分析

4.1 噴油泵故障原因分析

噴油泵是往凸輪驅(qū)動(dòng)，將吸入的燃油往柱塞副的上下運(yùn)動(dòng)，形成高壓在油閥須緊為有規(guī)律的控制下，經(jīng)高壓油管間歇性地按配氣相位的要求，向噴油器供油。在高壓沒管內(nèi)蓄積的壓力達(dá)到額定以上，屬間歇性供油。所以，在高壓油管壁上能觸到脈沖的觸感。當(dāng)管壁上脈沖呈現(xiàn)無規(guī)律性觸感，而且谷峰值很高時(shí)，可判定為驅(qū)動(dòng)裝置已損壞。當(dāng)高壓油管壁無觸感，而且平滑無脈沖，可判定出閥已損壞。因出油閥損壞后，不能控制有節(jié)奏的開關(guān)油流，也就無脈沖。當(dāng)噴油泵驅(qū)動(dòng)裝置損壞后，凸輪在旋轉(zhuǎn)中，滾輪在凸輪的凸桃與基圓上不能平滑過渡，而產(chǎn)生沖擊力。所以，其驅(qū)動(dòng)的油流脈沖無規(guī)律性，而觸感谷峰沖值高。

4.2 常見故障判斷處理及判斷

在車輛運(yùn)行中，檢查發(fā)現(xiàn)某氣缸噴油泵高壓油管臂脈沖出現(xiàn)谷峰波較大有異樣，或沒有脈沖博時(shí)，就為噴油泵故障。當(dāng)汽車柴油機(jī)加負(fù)載出現(xiàn)黑煙時(shí)，手觸高壓管壁檢視，如手觸主某噴油泵高壓油管壁無谷峰脈沖博觸感，就為該缸噴油器已損壞。

5 過濾器故障分析

過濾器接在主機(jī)油泵管道上的一條支路上，對汽車柴油機(jī)不起潤滑作用。它的作用是通過濾器離心力的作用，將機(jī)油的雜質(zhì)過濾干凈，所以，當(dāng)該支路過濾器進(jìn)油口管座裂漏時(shí)，關(guān)閉此閥后，并不后，并不影響機(jī)油循環(huán)系統(tǒng)的正常工作。由于焊接工藝上的問題，此支管的裂漏與其他處機(jī)油管路裂漏幾乎相似，均是焊波上發(fā)生裂漏。而該處尤以管座焊波處裂漏最為常見。因處于汽車柴油機(jī)的自由端，各種振動(dòng)的綜合作用加上過濾器內(nèi)轉(zhuǎn)子的高頻振動(dòng)，易導(dǎo)致其焊波的裂漏，特別是經(jīng)常重復(fù)焊修點(diǎn)。

過濾器進(jìn)出油管座見故障判斷是當(dāng)進(jìn)油支管或出油支管焊接處發(fā)生滲機(jī)油時(shí)，可判定此處發(fā)生裂漏。具體地處理：可將從主機(jī)油泵處來油管的截止閥關(guān)閉，停止精濾器的工作。在車輛運(yùn)行中，不能用捆綁綁扎的方法來堵塞裂漏處。在關(guān)閉此閥后，應(yīng)將手輪取下，避免在高頻振動(dòng)的情況下，此閥被再次振開而漏泄。

6 結(jié)語

通過本文分析可以增強(qiáng)我們在日后突發(fā)事件的工作能力，既總結(jié)了相關(guān)汽車的柴油機(jī)故障隱患，又避免了盲目汽車待機(jī)檢修問題，同時(shí)真正做到了有效地保障汽車運(yùn)行的安全。

參考文獻(xiàn)

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