重型卡車動(dòng)力不足問題分析及診斷流程研究

龐振華 賈豆豆

摘 要：自2013年以來市場反饋配套重型卡車的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足問題日益增多，用戶對(duì)整車動(dòng)力性能有了新的要求，用戶因動(dòng)力不足問題退修換機(jī)的數(shù)量也在不斷刷新，重型卡車動(dòng)力不足已成為擺在眼前亟待解決的問題。鑒于此，結(jié)合動(dòng)力不足案例，著重分析重型卡車動(dòng)力不足的表現(xiàn)以及該問題增加的原因，并介紹了動(dòng)力不足問題的處理流程。

關(guān)鍵詞：重型卡車；發(fā)動(dòng)機(jī)；流程；案例；動(dòng)力不足

中圖分類號(hào)：TK429? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0797（2024）03-0073-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.03.019

0? ? 引言

科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展使人們的生活水平日益提高，汽車這種交通工具作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的標(biāo)志之一，與人們的關(guān)系越來越密切。然而，近些年來，隨著國內(nèi)重型卡車營運(yùn)市場的下滑，用戶對(duì)整車性能愈加關(guān)注，尤其是對(duì)動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能要求愈加苛刻；同時(shí)，用戶出于想繼續(xù)享受三包服務(wù)的心理，會(huì)借機(jī)對(duì)即將到期的發(fā)動(dòng)機(jī)提出換機(jī)要求。另外，新產(chǎn)品投入市場，對(duì)司機(jī)操作的要求與老司機(jī)的傳統(tǒng)操作手法相悖，加上新產(chǎn)品機(jī)型性能及操作的宣貫不到位，造成了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足問題的假象；而整車配套不合理、維修站維修指導(dǎo)更新遲緩或維修技能不足等因素都極大地推動(dòng)了市場動(dòng)力不足問題反饋數(shù)量的上升[1-3]。因動(dòng)力不足問題的誤判而退回的發(fā)動(dòng)機(jī)在所有動(dòng)力不足問題的退修機(jī)中占比已由原來的20%左右上升到了75%左右，造成了發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量成本的外部損失增加的同時(shí)也影響了品牌市場的聲譽(yù)。因此，找出動(dòng)力不足的根本原因，降低市場動(dòng)力不足問題的反饋量，贏得市場口碑，成為目前亟待解決的市場軟質(zhì)量問題之一[4]。

動(dòng)力不足是綜合性性能問題，原因復(fù)雜，排查困難，地域分布廣，為節(jié)省費(fèi)用，又能快速排查故障情況，使得現(xiàn)場維修人員能夠系統(tǒng)地對(duì)故障車進(jìn)行排查，也為其他技術(shù)人員提供分析準(zhǔn)備的一手資料，亟待建立動(dòng)力不足故障診斷流程及指導(dǎo)方案。而為方便以后找出動(dòng)力不足故障的根本原因，建立市場反饋動(dòng)力不足案例庫顯得尤為重要[5-6]。

1? ? 動(dòng)力不足的表現(xiàn)

動(dòng)力性指標(biāo)主要由最高車速、加速能力和最大爬坡度來表示，是汽車使用性能中最基本和最重要的性能。重型卡車顯示出動(dòng)力不足的表現(xiàn)也主要在三個(gè)方面：最高車速上不去、加速能力差、爬坡能力差。

1.1? ? 最高車速上不去

最高車速上不去，是指在水平良好的路面上，汽車能達(dá)到的最高行駛速度無法達(dá)到整車設(shè)定的最高車速值。

例1：2019年11月20日接到市場反饋，用戶購買一輛牽引車，該車用于跑棗莊—上海—廣州段高速，該路段較平坦，該車最高車速只有75 km/h，無法滿足用戶跑高速的用途（最高車速>100 km/h）。

1.2? ? 加速能力差

加速能力指汽車在行駛中迅速增加行駛速度的能力，通常用加速時(shí)間和加速距離來表示。加速能力包括兩個(gè)方面，即原地起步加速性和超車加速性。重型卡車反映出的加速能力差主要表現(xiàn)為在最高擋或次高擋由該擋最低穩(wěn)定車速或預(yù)定車速全力加速到一定高速度所需要的時(shí)間較長，或者在換擋后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速掉得太多且轉(zhuǎn)速上升較慢。

例2：2019年2月中旬接到反饋，河南地區(qū)一臺(tái)主要用于散貨運(yùn)輸?shù)臓恳嚕旭偮窙r主要是國、省道和普通公路，用戶反饋該車提速較慢，換擋后轉(zhuǎn)速下降較多。

1.3? ? 爬坡能力差

爬坡能力是用滿載或一部分負(fù)載的汽車在良好路面上的最大爬上坡度表示的。爬坡能力差主要表現(xiàn)為整車上坡時(shí)上坡無力，無法用較高擋位上坡等現(xiàn)象。

例3：2019年10月初接到海口地區(qū)反饋，一整車在較緩坡度上坡時(shí)，轉(zhuǎn)速下降較快，上坡沉悶無力。

2? ? 造成市場動(dòng)力不足問題反饋上升的因素

經(jīng)過一年多的市場動(dòng)力不足故障車輛的跟車分析處理，加上用戶強(qiáng)烈要求退換發(fā)動(dòng)機(jī)返廠后的座臺(tái)復(fù)試檢測，對(duì)故障案例進(jìn)行了整理分析，總結(jié)出用戶反饋動(dòng)力不足的故障原因及支持性案例如下。

2.1? ? 市場因素

重型卡車廠根據(jù)用戶使用要求調(diào)整了動(dòng)力總成，但儀表盤（圖1）沒有做相應(yīng)更換，導(dǎo)致用戶使用過程中產(chǎn)生動(dòng)力不足的錯(cuò)誤感受。

例4：2019年5月，唐山用戶購買一輛牽引車，配裝12 L柴油機(jī)，整車配12速帶超速擋變速箱，標(biāo)載為33 t，現(xiàn)行駛里程93 200 km。用戶主要從事全國長途運(yùn)輸，行駛路況主要是高速公路。用戶反映載重爬坡無力、提速慢、車速低（時(shí)速只有70 km）、超速擋轉(zhuǎn)速上不去等。之前維修站已更換噴油泵、增壓器，并對(duì)空濾器、中冷器、進(jìn)氣管路等進(jìn)行了檢查處理；整車廠根據(jù)用戶使用需求，將整車后橋速比由原來的4.11換為3.7。

2.2? ? 整車配置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的影響

根據(jù)目前重卡實(shí)際使用情況，基于地理環(huán)境和道路環(huán)境，結(jié)合車速和載重量等使用工況進(jìn)行動(dòng)力選型，是重卡匹配的主要依據(jù)。且整車儀表、輪胎、動(dòng)力總成等也需要合理選擇，才能有較好的動(dòng)力輸出。

2.2.1? ? 根據(jù)海拔選擇動(dòng)力

在高原（海拔3 000 m以上）選擇車輛，在同等質(zhì)量的情況下，如果選擇的是高原型發(fā)動(dòng)機(jī)，則由于高原空氣稀薄，選擇動(dòng)力應(yīng)比平原大一些（一般大2%左右），在平原不用特殊考慮。

2.2.2? ? 根據(jù)地形（山區(qū)、丘陵、平原）不同選擇動(dòng)力

地形不同，對(duì)車輛動(dòng)力、變速器、后橋速比的要求也不同，在山區(qū)、丘陵時(shí)坡道、彎路較多，要求車輛容易起步、提速。以一輛載重量為10 t的車輛為例：

1）在平原地區(qū)推薦車輛動(dòng)力、變速器和后橋速比分別為102.9 kW、6擋變速器和4.875；

2）在丘陵地帶推薦車輛動(dòng)力、變速器和后橋速比分別為117.6 kW、7擋變速器和5.286；

3）在山區(qū)推薦車輛動(dòng)力、變速器和后橋速比分別為132.3 kW、8擋變速器和5.571。

例5：平原地區(qū)用車用來跑山區(qū)導(dǎo)致反饋動(dòng)力不足問題。

2019年10月初，接到廣州用戶反饋整車爬坡無力、油耗高，但平路正常的問題。經(jīng)過跟車測試及與用戶交談了解到，該用戶購車用于跑廣州至貴州。

路況：多為山路，上坡、彎道較多，如圖2所示。

根據(jù)表1該車動(dòng)力總成的配置，該車適用于跑平原地區(qū)高速，跑山路較多的道路時(shí)，其后橋速比較小，爬坡能力不足，最高車速較高。該問題屬于用戶在買車時(shí)沒有考慮到實(shí)際路況，選擇的車型速比及變速箱匹配不當(dāng)造成。

2.2.3? ? 根據(jù)道路（高速、國道、省道、不平路段）不同選擇動(dòng)力

1）高速公路路況較平坦，有高、低速限制，平均行駛速度在70 km/h以上，有利于車輛的高速平穩(wěn)行駛，顧客要求動(dòng)力性強(qiáng)；

2）國道、省道路況好，各種車輛都允許行駛，但不利于車輛高速、平穩(wěn)運(yùn)行，平均行駛速度在50～70 km/h或50 km/h以下；

3）不平坦的道路對(duì)車輛爬坡性能有較高的要求。

例6：跑省道、國道用車跑高速表現(xiàn)出動(dòng)力不足的問題。

2013年11月20日接到市場反饋，用戶購買一輛牽引車，該車用于跑棗莊—上海—廣州一段高速，該車最高車速只有75 km/h，無法滿足用戶跑高速的用途。接到反饋后，動(dòng)力不足小組人員到現(xiàn)場檢測發(fā)動(dòng)機(jī)無問題。

路況：平原高速，道路平坦，無較多上下坡，如圖3所示。

根據(jù)表2，該車配置12速變速箱12JSD160TA和4.38速比的后橋，其最高車速達(dá)不到用戶跑高速要求的100 km/h以上，但其爬坡性能較好，適用于跑國道、省道。更換4.11速比的后橋之后，整車的最高車速能夠滿足用戶的要求。

2.3? ? 離合器打滑對(duì)整車動(dòng)力性的影響

2.3.1? ? 離合器打滑現(xiàn)象

汽車起步時(shí)，完全放松離合器踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不能完全傳至變速器主動(dòng)軸，使汽車動(dòng)力下降，油耗增加，起步困難；汽車加速時(shí)，車速不能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高而加快，以致行駛無力；當(dāng)負(fù)載上坡時(shí)，打滑較明顯，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從離合器內(nèi)散發(fā)出焦臭味。

2.3.2? ? 離合器打滑原因

摩擦力矩嚴(yán)重不足：壓緊力不足、摩擦系數(shù)小、離合器緊固螺釘松動(dòng)、分離或貼死滾動(dòng)軸承。離合器踏板自由行程太小或沒有，分離軸承經(jīng)常壓在離合器分離杠桿上，使壓盤處于半分離狀態(tài)。具體原因包括：

1）壓緊彈簧壓緊力不足；

2）摩擦片表面質(zhì)量差：摩擦片磨損變薄、龜裂、硬化，鉚釘外露或沾有油污；

3）離合器和飛輪連接螺釘松動(dòng)；

4）超載運(yùn)行，超過了離合器的設(shè)計(jì)能力而造成離合器打滑；

5）使用半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)過多，造成摩擦片異常磨損；

6）壓盤工作面存在變形、翹曲或斷裂。

2.3.3? ? 離合器打滑判斷與排除

離合器在工作過程中接觸和離合狀態(tài)如圖4、圖5所示。

1）拉緊手剎制動(dòng)器，掛上低速擋，慢慢放松離合器踏板徐徐加大油門，若汽車不動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不熄火，說明離合器打滑。掛上擋位，拉緊手剎制動(dòng)器，用手搖柄能搖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，也說明離合器打滑。

2）檢查離合器踏板是否有自由行程，如果沒有自由行程，應(yīng)予調(diào)整。

3）若自由行程正常，應(yīng)拆下離合器殼窗口檢查離合器與飛輪緊固螺釘是否松動(dòng)，如松動(dòng)應(yīng)擰緊，如不松動(dòng)應(yīng)檢查離合器蓋與飛輪之間有無調(diào)整墊片，并視情況減少或拆除墊片再予擰緊。

4）經(jīng)上述檢查排除后仍然打滑時(shí)，應(yīng)拆下離合器檢查摩擦片的狀況：若有油污，應(yīng)清洗、烘干，然后找出油污來源，并設(shè)法排除；若摩擦片磨損過薄、燒片或鉚釘頭外露，應(yīng)更換從動(dòng)盤。

5）檢查壓盤表面情況，如出現(xiàn)壓盤斷裂、翹曲、變形的情況，應(yīng)更換壓盤。

6）如摩擦片磨損情況、壓盤表面均正常，則應(yīng)檢查離合器壓盤是否存在粉塵堵塞而引起壓盤不能正常回位的現(xiàn)象，如有此現(xiàn)象則應(yīng)清除堵塞的粉塵，清除后分離指高度一致可繼續(xù)使用，如不一致，應(yīng)更換從動(dòng)盤。

7）如沒有上述情況，汽車又沒有超載，則應(yīng)屬于離合器壓盤的壓緊力不足，應(yīng)更換壓盤；如多次重復(fù)出現(xiàn)該故障，則是由于設(shè)計(jì)匹配離合器不當(dāng)造成，應(yīng)及早通知相關(guān)汽車廠及發(fā)動(dòng)機(jī)廠。

3? ? 動(dòng)力不足問題診斷流程的建立

1）根據(jù)動(dòng)力不足處理經(jīng)驗(yàn)，整理出動(dòng)力不足現(xiàn)場處理點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)次：車輛故障描述；用戶及車輛故障信息；發(fā)動(dòng)機(jī)配置的檢查；已處理措施記錄；怠速煙度檢查；排氣制動(dòng)蝶閥；排氣管路積碳情況；進(jìn)氣系統(tǒng)檢查；供油系統(tǒng)檢查；發(fā)動(dòng)機(jī)本體檢查，重點(diǎn)排查是否存在活塞與缸套嚴(yán)重磨損或拉傷，是否存在冷卻系統(tǒng)故障，是否存在潤滑系統(tǒng)故障，是否存在缸蓋組故障，是否存在連桿軸瓦與曲軸連桿咬毛現(xiàn)象；整車傳動(dòng)系統(tǒng)檢查；整車配置與車輛運(yùn)行工況分析；試車檢查、整車測試。

2）根據(jù)動(dòng)力不足處理經(jīng)驗(yàn)，整理出動(dòng)力不足現(xiàn)場處理步驟，當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)力不足故障時(shí)，應(yīng)參照該步驟由簡單到復(fù)雜地去處理，直至找到發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的真正原因。檢查只是手段，真正目的是解決故障。首先需要詳細(xì)記錄用戶及車輛故障信息、發(fā)動(dòng)機(jī)與整車的基本配置信息及故障車輛在此服務(wù)站維修前的其他維修記錄，以備建立動(dòng)力不足故障診斷庫使用。

（1）啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)高低怠速是否穩(wěn)定、自由加速時(shí)煙度變化情況，并且注意是否有異響存在。若有異常現(xiàn)象，請(qǐng)記錄、分析，尋找并排除故障點(diǎn)。

（2）使用INCA或診斷儀檢測發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、原地加速至額定轉(zhuǎn)速、標(biāo)載額定轉(zhuǎn)速最高車速時(shí)三種狀態(tài)下的進(jìn)氣壓力值，有助于分析整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)是否存在異常。

（3）使用INCA或診斷儀檢測油門踏板是否正常，維修時(shí)更換的任何一個(gè)油門踏板均需要檢測。主要從踏板開度、信號(hào)電壓值兩個(gè)方面檢查，判斷踏板行程及技術(shù)要求是否符合濰柴技術(shù)要求。

（4）對(duì)于安裝有多功率開關(guān)的車輛，使用INCA或診斷儀檢測多功率開關(guān)是否存在異常，主要檢查開關(guān)檔位及各電壓值與標(biāo)定值是否相符。維修前須注意開關(guān)所處的檔位狀態(tài)，是否錯(cuò)用了輕（中）載檔位。

（5）使用INCA或診斷儀檢測排氣制動(dòng)開關(guān)及蝶閥是否出現(xiàn)異常。主要是檢測當(dāng)排氣制動(dòng)打開或關(guān)閉時(shí)，蝶閥是否有相應(yīng)的動(dòng)作并且轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，否則會(huì)因排氣背壓增大而造成動(dòng)力不足。

（6）檢查排氣管路內(nèi)積碳情況，如果積碳過多同樣會(huì)導(dǎo)致排氣背壓過大，造成動(dòng)力不足故障。同時(shí)要檢查車輛排氣管路及消音器是否有堵塞或者是否用管徑比較小的管件代替了原有標(biāo)準(zhǔn)管件。

（7）進(jìn)氣系統(tǒng)檢查。進(jìn)氣系統(tǒng)包含了比較復(fù)雜的器件及管路，檢查時(shí)需仔細(xì)認(rèn)真且逐一排除故障疑點(diǎn)。

（8）供油系統(tǒng)檢查。供油系統(tǒng)同樣包含比較復(fù)雜的器件及管路，尤其是高壓油路，檢查時(shí)需仔細(xì)認(rèn)真且逐一排除故障疑點(diǎn)。在進(jìn)行供油系統(tǒng)檢查時(shí)，重點(diǎn)是檢測噴油器、高壓油泵。

（9）在實(shí)際試車過程中，應(yīng)密切關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、軌壓等重要參數(shù)，查看發(fā)動(dòng)機(jī)是否確實(shí)運(yùn)行在外特性以及此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷效率。可利用診斷儀進(jìn)行加速測試、斷缸測試來判斷是否存在某缸不工作或是工作能力較差的情況。進(jìn)行壓縮測試可判斷各缸的氣密性。在進(jìn)行這些測試時(shí)，需嚴(yán)格按照EOL使用指南上對(duì)測試條件的要求執(zhí)行。

（10）利用“整車診斷線束”對(duì)整車線束進(jìn)行故障排查。考慮到車輛在實(shí)際使用過程中會(huì)造成一些不易檢查部位的線束短路、斷路等線束故障，故開發(fā)“整車診斷線束”可以快速地判斷出整車線束是否存在故障，有助于分析動(dòng)力不足故障。

（11）發(fā)動(dòng)機(jī)本體檢查。參照國二發(fā)動(dòng)機(jī)處理方法檢查發(fā)動(dòng)機(jī)本體是否存在故障。

（12）整車傳動(dòng)系統(tǒng)檢查。重點(diǎn)檢查剎車、離合、變速箱、后橋等車輛傳動(dòng)部件。

4? ? 結(jié)束語

經(jīng)過一年多對(duì)重型卡車動(dòng)力不足故障的跟車測試，總結(jié)測試、分析處理經(jīng)驗(yàn)，濰柴已經(jīng)形成完整的現(xiàn)場診斷表單及處理步驟，積累了動(dòng)力不足經(jīng)驗(yàn)案例，本文所述內(nèi)容可供同行業(yè)技術(shù)人員及市場營銷、維修人員參考。

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收稿日期：2023-10-03

作者簡介：龐振華（1979—），女，河南人，工程師，研究方向：柴油機(jī)制造質(zhì)量技術(shù)研究。