豐田卡羅拉汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工藝故障案例分析

張風(fēng)密

(江蘇省常州技師學(xué)院，江蘇 常州 213032)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)的汽車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)，截至2021年底，我國(guó)民用汽車(chē)保有量已達(dá)30 151萬(wàn)輛，汽車(chē)已成為人們?nèi)粘３鲂械闹饕煌üぞ摺０l(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車(chē)的核心動(dòng)力機(jī)構(gòu)，承載著汽車(chē)的動(dòng)力性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等多重指標(biāo)。隨著汽車(chē)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期在高溫高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)因多種因素的影響而產(chǎn)生故障問(wèn)題，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及時(shí)合理的維修是保障汽車(chē)良好駕駛品質(zhì)的前提。豐田卡羅拉汽車(chē)在我國(guó)的保有量很高，本文針對(duì)豐田卡羅拉汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障進(jìn)行了實(shí)例檢修，詳細(xì)介紹了維修過(guò)程的規(guī)范和注意事項(xiàng)。

1 故障現(xiàn)象

一輛豐田卡羅拉1.6 AT款轎車(chē)配備1ZR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程為151 066 km，據(jù)駕駛員反映車(chē)輛在行駛過(guò)程中，出現(xiàn)加速無(wú)力，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的故障現(xiàn)象。

2 故障原因分析

維修人員經(jīng)過(guò)驗(yàn)車(chē)發(fā)現(xiàn)車(chē)輛與駕駛員所描述一樣，在行駛過(guò)程中加速無(wú)力。確認(rèn)故障現(xiàn)象后，維修人員進(jìn)行了故障分析，查找故障部位。根據(jù)以往維修經(jīng)驗(yàn)車(chē)輛在行駛過(guò)程中加速無(wú)力原因主要有發(fā)動(dòng)機(jī)故障、傳動(dòng)系統(tǒng)故障、行駛系統(tǒng)故障[1]。本著故障診斷由易到難的原則，維修人員首先對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)和行駛系統(tǒng)進(jìn)行了基本檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常情況，所以維修人員將排查重點(diǎn)集中在發(fā)動(dòng)機(jī)部分。

3 故障診斷

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障

發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的故障部位主要有發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障、電源系統(tǒng)故障、電腦系統(tǒng)故障、燃油供給系統(tǒng)故障、點(diǎn)火系統(tǒng)故障、進(jìn)排氣系統(tǒng)故障、啟動(dòng)系統(tǒng)故障、防盜系統(tǒng)故障、機(jī)械系統(tǒng)故障等。

3.2 故障排查

針對(duì)該車(chē)的故障現(xiàn)象，結(jié)合檢查的難易程度，工作人員逐步開(kāi)始對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行排查。1)該車(chē)能正常啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，首先排除了啟動(dòng)系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)故障；2)連接診斷儀，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行檢查，電腦板供電正常，無(wú)故障碼，系統(tǒng)正常；3)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)進(jìn)排氣系統(tǒng)出現(xiàn)進(jìn)排氣不暢、堵塞、漏氣情況的發(fā)生，故該部位暫可除疑；4)檢查燃油供給系統(tǒng)，供油壓力正常，各噴油器工作性能良好；5)檢查點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火能量充足，各火花塞工作性能良好；6)經(jīng)過(guò)上述檢查，疑點(diǎn)主要集中到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)各缸缸壓偏低，再次詢問(wèn)車(chē)主得知該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不久前被拆裝維修過(guò)，至此懷疑是在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，隸屬于機(jī)械系統(tǒng)故障范疇。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障現(xiàn)象主要有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸墊燒蝕、竄氣；活塞環(huán)磨損嚴(yán)重后竄氣；氣門(mén)密封不嚴(yán)、氣門(mén)間隙不正確；氣門(mén)卡滯；正時(shí)鏈條裝配錯(cuò)誤；曲軸裝配不到位；發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力不足等[2]。確定是裝配的問(wèn)題后，維修人員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體進(jìn)行拆解、檢驗(yàn)，確定故障原因所在。

3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋裝配檢測(cè)

3.3.1 汽缸蓋裝配

汽缸蓋的裝配需按照規(guī)范操作，以保證安裝后的氣密性和可靠性，使各螺栓對(duì)缸蓋的緊固力均勻。首先，在螺栓的螺紋和與墊圈相接觸的螺栓頭下的部位，涂抹一薄層發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油，然后將螺栓和平墊圈放置到汽缸蓋的對(duì)應(yīng)孔位，并按照以下步驟完成安裝(圖1)。1)用10 mm雙六角扳手分4步依次均勻安裝并緊固各個(gè)汽缸蓋固定螺栓和平墊圈，首先將各螺栓緊固至扭矩為49 N·m；2)用油漆筆在汽缸蓋與螺栓前端做標(biāo)記；3)將汽缸蓋上的緊固螺栓依次再次緊固，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°；4)最后再用扳手依次緊固，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，檢查并確認(rèn)油漆筆標(biāo)記緊固完成后的螺栓位置與最初標(biāo)記位置呈135°角。

圖1 安裝關(guān)鍵步驟

3.3.2 檢測(cè)

使用測(cè)隙規(guī)檢查汽缸蓋平面度，測(cè)量汽缸體和歧管接觸面的翹曲度。1)將汽缸蓋平面擦拭干凈；2)準(zhǔn)備好測(cè)隙規(guī)并擦拭干凈；3)用測(cè)隙規(guī)依次測(cè)量汽缸蓋平面橫向、縱向和對(duì)角等6個(gè)值，最后得出所測(cè)汽缸體、進(jìn)氣歧管、排氣歧管翹曲度參數(shù)值如表1所示。

表1 汽缸體和歧管接觸面的翹曲度檢測(cè)數(shù)據(jù)

3.4 凸輪軸的裝配與檢測(cè)

發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸裝配工序：1)在凸輪軸軸頸、凸輪軸殼和軸承蓋上涂抹發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油；2)確認(rèn)各凸輪軸軸承蓋上的標(biāo)記和號(hào)碼，并將其置于正確的位置和方向；3)按順序緊固軸承蓋的10個(gè)螺栓；4)固定1號(hào)凸輪軸(進(jìn)氣)和2號(hào)凸輪軸(排氣)；5)安裝凸輪軸殼，并按順序緊固 17 個(gè)螺栓；6)凸輪軸裝配扭矩要求如表2所示，凸輪軸裝配完成后應(yīng)進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表3所示。

表2 凸輪軸裝配扭矩要求

表3 凸輪軸裝配檢測(cè)數(shù)據(jù)

3.5 活塞環(huán)的裝配與檢測(cè)

發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)裝配工序：1)安裝活塞環(huán)組件，其中連桿安裝標(biāo)準(zhǔn)步驟如表4所示，活塞直徑、環(huán)槽間隙安裝標(biāo)準(zhǔn)如表5所示；2)人工安裝油環(huán)脹圈和油環(huán)括片。注意安裝脹圈和油環(huán)，應(yīng)使其環(huán)端處于相反的兩側(cè)，將脹圈牢固安裝至油環(huán)的內(nèi)槽，活塞環(huán)安裝的環(huán)槽間隙、標(biāo)準(zhǔn)端隙、最大端隙標(biāo)準(zhǔn)如表6所示；3)用活塞環(huán)擴(kuò)張器安裝 2 個(gè)氣環(huán)；4)注意油環(huán)和氣環(huán)活塞環(huán)必須錯(cuò)開(kāi)90°；5)檢查活塞和活塞環(huán)安裝是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

表4 連桿蓋與連桿的安裝步驟

表5 活塞安裝標(biāo)準(zhǔn)

表6 活塞環(huán)維修標(biāo)準(zhǔn)

3.6 缸體的數(shù)據(jù)檢測(cè)

檢查汽缸體的翹曲度如表7所示，汽缸體最大翹曲度為0.05 mm。1)用精密直尺和測(cè)隙規(guī)，測(cè)量與汽缸蓋襯墊接觸表面的翹曲度。如果翹曲度大于最大值，則更換汽缸體；2)在汽缸內(nèi)測(cè)缸壁量不同位置選取測(cè)量點(diǎn)A、B，用量缸表在測(cè)量點(diǎn) A 和 B測(cè)量止推方向與軸向的汽缸缸徑。缸徑標(biāo)準(zhǔn)直徑為80.500～80.513 mm，如果3個(gè)位置的平均缸徑值大于最大值80.633 mm，或缸體翹曲度大于0.050 mm，則應(yīng)更換汽缸體。

表7 缸體的數(shù)據(jù)檢測(cè)要求

4 故障排除

通過(guò)對(duì)卡羅拉發(fā)動(dòng)機(jī)裝配檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，缸體、缸蓋、凸輪軸的裝配和檢測(cè)數(shù)據(jù)都在規(guī)定范圍內(nèi)，但是發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)的裝配沒(méi)有嚴(yán)格按照維修手冊(cè)所規(guī)定的要求，一是活塞環(huán)方向裝反；二是各活塞環(huán)開(kāi)口沒(méi)有按要求錯(cuò)開(kāi)到相應(yīng)角度。這兩種情況易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮行程中，活塞環(huán)不能與汽缸壁間形成良好的密封面，燃燒室中的高壓氣體竄到曲軸箱中，造成缸壓下降，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降，動(dòng)力不足。按照維修手冊(cè)要求將發(fā)動(dòng)機(jī)重新裝配，檢測(cè)汽缸壓力符合規(guī)定要求，裝車(chē)、試車(chē)后發(fā)現(xiàn)加速性能有明顯提升，至此，該車(chē)故障順利排除。

5 總結(jié)

在生活中，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到汽車(chē)各種各樣的故障案例，很多維修過(guò)程忽視了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配這個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中不嚴(yán)謹(jǐn)，沒(méi)有按照規(guī)范要求也同樣會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良，甚至無(wú)法啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程一旦出現(xiàn)故障，也同樣會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成不良后果。

隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車(chē)維修技術(shù)人員只有不斷學(xué)習(xí)現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)相關(guān)知識(shí)和理論，更好的掌握汽車(chē)系統(tǒng)的保養(yǎng)，故障判斷及排除方法，學(xué)會(huì)使用各種檢測(cè)儀器設(shè)備，不斷總結(jié)維修經(jīng)驗(yàn)，提高維修技術(shù)水平，才能適應(yīng)汽車(chē)維修技術(shù)日新月異的發(fā)展。