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[摘 要]本文旨在以锡柴6110发动机为例,将实际应用中曲柄滑块机构的常见靠缸、拉缸故障进行具体分析并总结出故障排除的方法,另外,将在实践中经过验证的维护和保养方法作了简要介绍。
[关键词]发动机;靠缸与拉缸;故障诊断;排除
中图分类号:TP149 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)12-0337-01
近几年,我国国产柴油载货汽车发展迅速,技术不断完善,逐步赶超国际先进水平。作者结合自己的实践经验,以在生产中常用的锡柴集团生产的柴油发动机6110系列为例,分析了故障产生的原因,阐述了故障排除的方法,并可为其他系列发动机的故障排除提供参考。
1.活塞靠缸
(1)活塞靠缸的现象、危害
活塞和连杆都安装在气缸中,在使用过程中,常发生活塞在气缸内偏向一侧的现象。这种现象是怎么产生的呢?活塞沿气缸内壁上、下滑动时,正常情况下由于连杆两中心线与活塞形成夹角,使活塞紧靠气缸内壁的左、右侧面,并沿着气缸壁的两侧做平行于气缸中心线的往复直线运动(即沿中心位置作上、下运动)。但是当活塞连杆等零件中有关机件在加工或使用过程中由于加工、磨损或变形等原因,导致形位公差超差,最终会造成活塞沿气缸内壁的往复运动不是紧靠气缸左、右两侧,而是紧靠气缸的前、后两侧,这就是常称的活塞靠缸,也称偏缸。
(2)靠缸现象产生的常见原因
加工过程中,镗削气缸时定位不准确,导致气缸中心线与曲拐主轴的轴颈处中心线垂直度误差超过限定值;连杆弯曲变形造成连杆两端轴承孔中心线的平行度误差超过限定值;连杆孔轴线与曲拐孔两中心线的平行度误差超过限定值;气缸体或气缸衬套变形,使气缸中心线与曲拐轴承孔中心线的垂直度误差误差超过限定值;曲轴产生弯曲和扭转组合变形;设备检修时未按技术规范进行检修,使得连杆轴颈中心线与曲拐轴颈中心线不在同一平面内;连杆衬套产生偏斜;加工不符合技术要求;活塞销孔铰削加工平行度误差超过限定值;活塞销中心线与活塞中心线垂直度误差超过限定值等。
(3)活塞靠缸故障现象的检测与排除
进行检测操作时,需先将未安装活塞环的活塞连杆组件按各个气缸所标记的记号装入各个气缸内,并按要求的力矩拧紧连杆与曲拐处的轴瓦盖螺栓,然后慢慢手工转动曲拐,观察活塞在气缸内的上止点、中间位置和下止点三个部位的靠缸状态,并分别检查活塞头部外侧的前、后两个方向与气缸内壁的间隙,如果三处的间隙相同,表明不靠缸。
当确定活塞靠缸时,首先应将活塞连杆组件分解开,然后将连杆进行检验,并对不合格部位夹在台虎钳上或放在校正器进行校正,检验合格后再重新装配活塞连杆组。然后进行发动机冷磨和热磨后的检测,直至靠缸现象消除为止。
(4)活塞靠缸现象的预防
在发动机的使用、维护和修理过程中,需严格按照技术规范检验连杆,检查和校正连杆的弯扭组合变形,符合检验标准后才能装配。严格遵按照维修工艺装配,并按规定程序随时检查装配质量,不得省掉任何一步检测步骤,发现问题及时做出处理;必要时进行返修处理,不得图省事马虎从事,以便确保修理质量。活塞销与连杆的连接、活塞与气缸的连接按规定的工艺装配完成后,应再次测量活塞裙部的椭圆,还应在专用的连杆检验器上检查连杆大端与活塞裙部的垂直度,此处需达到要求的装配标准,如果超差,需修复后重新组装。
2.拉缸
(1)拉缸的现象、危害
在使用过程中,气缸内壁表面出现微观的金属颗粒的粘附、熔移、剥落和撕脱现象,导致活塞环或活塞把气缸内壁(或活塞外表面)拉毛甚至拉出沟槽,就是所谓的拉缸。实际上是在往复运动过程中,活塞环或活塞与气缸内壁之间由于局部高温,导致表面金属融化产生粘着磨损的结果,而气缸内壁与活塞之间的油膜被挤到其它部位是产生拉缸的直接原因。拉缸会造成气缸套与活塞之间的配合间隙增大,气缸的气密性变差,燃烧室内的气体会窜入到曲轴箱内,导致曲轴箱内气压迅速升高,最终引起机油泄漏甚至烧损,发动机的功率会下降,导致油耗急剧增加,发动机的起动困难。拉缸严重时还会导致活塞断裂,甚至引起连杆上的螺栓或连桿体的折断、曲拐被扭弯等事故。
(2)产生拉缸的原因
气缸在检验时和维修后,如果内表面的形状误差没有达到规定的要求,将会使得活塞的密封性能大大降低,工作时可燃气体就会进入活塞的裙部,使工作温度升高,润滑油膜将会被破坏,造成气缸内壁的表面微观凸起与活塞、活塞环表面接触,最终造成两者表面产生干摩擦引起拉缸。
活塞与气缸配合间隙不在合格范围内。间隙过大时,在活塞运动过程中会产生冲击载荷,润滑油膜将会被破坏,造成配合表面产生干摩引起拉缸;间隙过小时,在活塞运动过程中摩擦大活塞受热膨胀挤压气缸,油膜不容易形成,活塞与气缸内孔剧烈摩擦,最终导致温度急剧升高,引起拉缸。
活塞环开口间隙不在合格范围内。间隙如果太小,发动机在高负荷运转时,高温高压将使活塞环的侧隙消除甚至卡死在环槽内,最终导致环背气体推力不足甚至消失,大量的高压燃气将会从活塞环的表面窜下,冲刷气缸内壁的油膜,导致摩擦加剧产生拉缸。
发动机冷却系统工作不良,使得曲柄滑块机构工作温度过高,润滑油膜将会被破坏,会破坏油膜的形成,活塞与气缸内孔剧烈摩擦,发生干摩抱死而产生拉缸。
(3)拉缸故障现象的检测与排除
汽车行驶过程中,如果发现有拉缸异响,必须立即熄火,绝对禁止继续转动发动机、反复试听查找原因。因为此时气缸内壁已经被拉伤,如果不立即停转,气缸内壁损伤将会更严重。发动机停止转动后放掉机油,而且必须等发动机温度下降以后,才可以先拆下气缸盖,再拆下油底壳。拆卸气缸盖连接螺栓的顺序是先拆卸两边、再拆卸中间(与装配时的顺序相反),防止气缸盖翘曲变形,压不实气缸垫。
发动机拉缸轻微时,一般不容易听到异响,但可在机油口加注处可以听到曲拐箱内有一种窜气声;拉缸现象严重时,发动机在怠速阶段就可明显地听到窜气声和敲缸声;同时还可以观察到水温快速上升,油压急剧降低,机油口加注处冒烟,发动机动力急剧减退,设备明显抖动,火花塞电极上有油迹残留;发生异响的部位在气缸体的上半部。
拉缸发生时必须立刻拆下活塞连杆组件,严格按照修理、装配的工艺要求规范进行检修。
(4)拉缸现象的预防
维修中必须严格保证活塞与气缸的配合间隙在合格范围内;装配活塞环时必须保证开口间隙在合格范围内;注意定期检查活塞销孔与活塞销的磨损情况,检查卡环是否卡牢,必要时需更换新件。
活塞连杆组件的装配操作,必须注意保证零件工作表面干净清洁,配合间隙必须在合格范围内,逐个零件检查,并且严格按规定技术条件进行装配,避免硬质颗粒进入缸内。
参考文献
[1]张尚伟.汽车发动机构造与维修,北京大学出版社,2010
[2]郑立峰.汽车检测与故障诊断技术.北京理工大学出版社,2011
[3]陈越.汽车检测与故障诊断技术.科学出版社.2009
作者简介
王峰岭(1971-),男,山东潍坊人,高级工程师,学士,主要研究方向:工程机械与运输机械运用与维护。
[关键词]发动机;靠缸与拉缸;故障诊断;排除
中图分类号:TP149 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)12-0337-01
近几年,我国国产柴油载货汽车发展迅速,技术不断完善,逐步赶超国际先进水平。作者结合自己的实践经验,以在生产中常用的锡柴集团生产的柴油发动机6110系列为例,分析了故障产生的原因,阐述了故障排除的方法,并可为其他系列发动机的故障排除提供参考。
1.活塞靠缸
(1)活塞靠缸的现象、危害
活塞和连杆都安装在气缸中,在使用过程中,常发生活塞在气缸内偏向一侧的现象。这种现象是怎么产生的呢?活塞沿气缸内壁上、下滑动时,正常情况下由于连杆两中心线与活塞形成夹角,使活塞紧靠气缸内壁的左、右侧面,并沿着气缸壁的两侧做平行于气缸中心线的往复直线运动(即沿中心位置作上、下运动)。但是当活塞连杆等零件中有关机件在加工或使用过程中由于加工、磨损或变形等原因,导致形位公差超差,最终会造成活塞沿气缸内壁的往复运动不是紧靠气缸左、右两侧,而是紧靠气缸的前、后两侧,这就是常称的活塞靠缸,也称偏缸。
(2)靠缸现象产生的常见原因
加工过程中,镗削气缸时定位不准确,导致气缸中心线与曲拐主轴的轴颈处中心线垂直度误差超过限定值;连杆弯曲变形造成连杆两端轴承孔中心线的平行度误差超过限定值;连杆孔轴线与曲拐孔两中心线的平行度误差超过限定值;气缸体或气缸衬套变形,使气缸中心线与曲拐轴承孔中心线的垂直度误差误差超过限定值;曲轴产生弯曲和扭转组合变形;设备检修时未按技术规范进行检修,使得连杆轴颈中心线与曲拐轴颈中心线不在同一平面内;连杆衬套产生偏斜;加工不符合技术要求;活塞销孔铰削加工平行度误差超过限定值;活塞销中心线与活塞中心线垂直度误差超过限定值等。
(3)活塞靠缸故障现象的检测与排除
进行检测操作时,需先将未安装活塞环的活塞连杆组件按各个气缸所标记的记号装入各个气缸内,并按要求的力矩拧紧连杆与曲拐处的轴瓦盖螺栓,然后慢慢手工转动曲拐,观察活塞在气缸内的上止点、中间位置和下止点三个部位的靠缸状态,并分别检查活塞头部外侧的前、后两个方向与气缸内壁的间隙,如果三处的间隙相同,表明不靠缸。
当确定活塞靠缸时,首先应将活塞连杆组件分解开,然后将连杆进行检验,并对不合格部位夹在台虎钳上或放在校正器进行校正,检验合格后再重新装配活塞连杆组。然后进行发动机冷磨和热磨后的检测,直至靠缸现象消除为止。
(4)活塞靠缸现象的预防
在发动机的使用、维护和修理过程中,需严格按照技术规范检验连杆,检查和校正连杆的弯扭组合变形,符合检验标准后才能装配。严格遵按照维修工艺装配,并按规定程序随时检查装配质量,不得省掉任何一步检测步骤,发现问题及时做出处理;必要时进行返修处理,不得图省事马虎从事,以便确保修理质量。活塞销与连杆的连接、活塞与气缸的连接按规定的工艺装配完成后,应再次测量活塞裙部的椭圆,还应在专用的连杆检验器上检查连杆大端与活塞裙部的垂直度,此处需达到要求的装配标准,如果超差,需修复后重新组装。
2.拉缸
(1)拉缸的现象、危害
在使用过程中,气缸内壁表面出现微观的金属颗粒的粘附、熔移、剥落和撕脱现象,导致活塞环或活塞把气缸内壁(或活塞外表面)拉毛甚至拉出沟槽,就是所谓的拉缸。实际上是在往复运动过程中,活塞环或活塞与气缸内壁之间由于局部高温,导致表面金属融化产生粘着磨损的结果,而气缸内壁与活塞之间的油膜被挤到其它部位是产生拉缸的直接原因。拉缸会造成气缸套与活塞之间的配合间隙增大,气缸的气密性变差,燃烧室内的气体会窜入到曲轴箱内,导致曲轴箱内气压迅速升高,最终引起机油泄漏甚至烧损,发动机的功率会下降,导致油耗急剧增加,发动机的起动困难。拉缸严重时还会导致活塞断裂,甚至引起连杆上的螺栓或连桿体的折断、曲拐被扭弯等事故。
(2)产生拉缸的原因
气缸在检验时和维修后,如果内表面的形状误差没有达到规定的要求,将会使得活塞的密封性能大大降低,工作时可燃气体就会进入活塞的裙部,使工作温度升高,润滑油膜将会被破坏,造成气缸内壁的表面微观凸起与活塞、活塞环表面接触,最终造成两者表面产生干摩擦引起拉缸。
活塞与气缸配合间隙不在合格范围内。间隙过大时,在活塞运动过程中会产生冲击载荷,润滑油膜将会被破坏,造成配合表面产生干摩引起拉缸;间隙过小时,在活塞运动过程中摩擦大活塞受热膨胀挤压气缸,油膜不容易形成,活塞与气缸内孔剧烈摩擦,最终导致温度急剧升高,引起拉缸。
活塞环开口间隙不在合格范围内。间隙如果太小,发动机在高负荷运转时,高温高压将使活塞环的侧隙消除甚至卡死在环槽内,最终导致环背气体推力不足甚至消失,大量的高压燃气将会从活塞环的表面窜下,冲刷气缸内壁的油膜,导致摩擦加剧产生拉缸。
发动机冷却系统工作不良,使得曲柄滑块机构工作温度过高,润滑油膜将会被破坏,会破坏油膜的形成,活塞与气缸内孔剧烈摩擦,发生干摩抱死而产生拉缸。
(3)拉缸故障现象的检测与排除
汽车行驶过程中,如果发现有拉缸异响,必须立即熄火,绝对禁止继续转动发动机、反复试听查找原因。因为此时气缸内壁已经被拉伤,如果不立即停转,气缸内壁损伤将会更严重。发动机停止转动后放掉机油,而且必须等发动机温度下降以后,才可以先拆下气缸盖,再拆下油底壳。拆卸气缸盖连接螺栓的顺序是先拆卸两边、再拆卸中间(与装配时的顺序相反),防止气缸盖翘曲变形,压不实气缸垫。
发动机拉缸轻微时,一般不容易听到异响,但可在机油口加注处可以听到曲拐箱内有一种窜气声;拉缸现象严重时,发动机在怠速阶段就可明显地听到窜气声和敲缸声;同时还可以观察到水温快速上升,油压急剧降低,机油口加注处冒烟,发动机动力急剧减退,设备明显抖动,火花塞电极上有油迹残留;发生异响的部位在气缸体的上半部。
拉缸发生时必须立刻拆下活塞连杆组件,严格按照修理、装配的工艺要求规范进行检修。
(4)拉缸现象的预防
维修中必须严格保证活塞与气缸的配合间隙在合格范围内;装配活塞环时必须保证开口间隙在合格范围内;注意定期检查活塞销孔与活塞销的磨损情况,检查卡环是否卡牢,必要时需更换新件。
活塞连杆组件的装配操作,必须注意保证零件工作表面干净清洁,配合间隙必须在合格范围内,逐个零件检查,并且严格按规定技术条件进行装配,避免硬质颗粒进入缸内。
参考文献
[1]张尚伟.汽车发动机构造与维修,北京大学出版社,2010
[2]郑立峰.汽车检测与故障诊断技术.北京理工大学出版社,2011
[3]陈越.汽车检测与故障诊断技术.科学出版社.2009
作者简介
王峰岭(1971-),男,山东潍坊人,高级工程师,学士,主要研究方向:工程机械与运输机械运用与维护。