發(fā)動(dòng)機(jī)故障原因分析

發(fā)動(dòng)機(jī)故障原因分析發(fā)動(dòng)機(jī)工程部2011-07-30發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障原因腐蝕磨損燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃燒后會(huì)產(chǎn)生許多有害物質(zhì)，一般每100加侖汽油燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生1-5磅的氮和硫酸，這些物質(zhì)不僅會(huì)對(duì)氣缸造成腐蝕，而且還會(huì)通過(guò)三道活塞環(huán)(頂、中、底環(huán))竄到發(fā)動(dòng)機(jī)中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件，如凸輪曲軸等造成金屬腐蝕，這種腐蝕單靠使用潤(rùn)滑油是不能消除的。

銹蝕磨損發(fā)動(dòng)機(jī)在停機(jī)后，由高溫冷卻到低溫，這個(gè)溫度變化過(guò)程會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生水冷凝氣以至積水。這會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成嚴(yán)重的金屬銹蝕，特別是再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)短距離運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度還來(lái)不及將水氣蒸發(fā)掉時(shí)，情況就更為惡劣。這一點(diǎn)也是潤(rùn)滑油無(wú)法解決的。

灰塵造成的強(qiáng)磨損25微米以上的顆粒將會(huì)造成磨損。發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒時(shí)需要吸入空氣，即使再好的空氣過(guò)濾裝置也很難絕對(duì)避免灰塵隨空氣吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)中。由于灰塵被吸入而造成強(qiáng)磨損，這種磨損是潤(rùn)滑油所不能完全消除的。特別是在我國(guó)干旱少雨、風(fēng)沙大的地區(qū)，這種強(qiáng)磨損表現(xiàn)的就更為突出。節(jié)氣門、增壓器、進(jìn)氣歧管漏氣等，也會(huì)進(jìn)入灰塵。冷啟動(dòng)干摩擦美國(guó)通用汽車公司的研究表明，當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)4個(gè)小時(shí)后，所有在摩擦界面上的潤(rùn)滑油都將回流到潤(rùn)滑油箱中。這時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，由于油泵還來(lái)不及將潤(rùn)滑油打到各潤(rùn)滑部位，短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生周期性潤(rùn)滑喪失的干摩擦，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重的異常強(qiáng)磨損。這種強(qiáng)磨損是潤(rùn)滑油所根本無(wú)法解決的。(另有相關(guān)資料研究指出，這種強(qiáng)磨損占發(fā)動(dòng)機(jī)總磨損的70%以上)

正常的磨損發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的磨損。搞清楚發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的原因以后，也就清楚了潤(rùn)滑油在減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損中所起的作用。同時(shí)也就清楚了使用抗磨保護(hù)產(chǎn)品對(duì)延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性。

再者，盡管像抗磨劑、黏度指數(shù)改進(jìn)劑、清凈分散劑、防銹劑、抗氧化劑等添加劑或多或少存在于所有高效潤(rùn)滑油中，但需要強(qiáng)調(diào)指出的是，上述添加劑并不等同于專業(yè)汽車養(yǎng)護(hù)產(chǎn)品。在實(shí)際使用過(guò)程中，人們往往希望獲得綜合性能優(yōu)良的養(yǎng)護(hù)產(chǎn)品，這就要求選擇多種添加劑，采用復(fù)配技術(shù)和配置工藝制造出具有廣泛適用性的復(fù)合產(chǎn)品。開(kāi)發(fā)一種好的復(fù)合配方絕非易事，對(duì)添加劑的使用主要依靠實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次，不同的添加劑之間有協(xié)同效應(yīng)，可能是正效應(yīng)，也可能是負(fù)效應(yīng)，所以，開(kāi)發(fā)出一種好的汽車養(yǎng)護(hù)用品需要對(duì)各種基礎(chǔ)添加劑的性能充分了解，且需經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)室及道路實(shí)車實(shí)驗(yàn)。這就是由基礎(chǔ)添加劑復(fù)配而成的專業(yè)汽車養(yǎng)護(hù)產(chǎn)品與只是作為各種油品添加成分的基礎(chǔ)添加劑截然不同的原因所在。類別程度形貌危害性A輕微磨損不可測(cè)量，可見(jiàn)加工痕跡或光亮無(wú)B輕度磨損勉強(qiáng)可測(cè)量無(wú)C中度磨損可測(cè)量可引起故障D嚴(yán)重磨損有濃度磨損或局部過(guò)量磨損導(dǎo)致重大故障磨擦表面一般磨損分類類別程度形貌危害性擦傷材料轉(zhuǎn)移A輕微擦傷表面變顏色變局部光亮或少量擦痕無(wú)無(wú)B中度擦傷擦痕多處，面積較大，感覺(jué)有深度。表面材料轉(zhuǎn)移有可能擴(kuò)展引起故障C粘著擦痕分布寬而深次表層材料轉(zhuǎn)移引起故障D嚴(yán)重粘著（撕裂）大面積粘著或斯裂材料撕裂轉(zhuǎn)移導(dǎo)致重大故障磨擦表面粘著磨損分類類別程度形貌危害性劃傷數(shù)量劃傷深度用指甲或鉛筆感覺(jué)A輕微劃傷很少很淺無(wú)無(wú)B輕度劃傷少量較淺不易無(wú)C中度劃傷中等數(shù)量較深略有可能影響，但不會(huì)引起故障D嚴(yán)重劃傷或破壞很多深有導(dǎo)致重大故障磨擦表面磨料磨損分類軸頸/軸瓦的危害擦傷和劃傷造成過(guò)早疲勞過(guò)度磨損進(jìn)一步發(fā)展為深度磨損表面層脫落和龜裂加速軸瓦的磨損燒熔軸與瓦粘著，粘著處較大時(shí)發(fā)生抱死，產(chǎn)生嚴(yán)重的機(jī)械故障。氣缸筒活塞的磨損活塞與氣缸筒的磨損分正常與非正常。

1在冷卻系，潤(rùn)滑系，燃油（汽）系和曲軸連桿機(jī)構(gòu)沒(méi)有故障的情況下正確操作和駕駛，一般缸套上部磨損大于下部，產(chǎn)生錐度。受側(cè)壓力大的一面磨損大于相對(duì)的一面，產(chǎn)生橢圓度。在氣缸筒上部，活塞環(huán)磨不到的地方產(chǎn)生缸肩。上部磨損大的原因：比下部溫度高，比下部潤(rùn)滑差，混合氣中微粒研磨。2非正常磨損是冷車高速，超載高溫，潤(rùn)滑失常，混合氣中大量顆粒引起的拉缸，抱缸等嚴(yán)重磨損。還有曲軸軸向間隙大引起活塞前后位置變化而產(chǎn)生的不正常磨損。連桿彎曲，扭曲使活塞位置變化而產(chǎn)非正常磨損。缸筒微量變型或淺狀拉痕，可采用強(qiáng)力珩磨工藝進(jìn)行修復(fù)。缸筒內(nèi)產(chǎn)生縱向深度拉痕，即使更換新的活塞也不能排除故障?；钊共康哪p凸輪/挺桿

搖臂/氣門供油壓力不足或機(jī)油過(guò)稀,或者是潤(rùn)滑油道堵塞造成潤(rùn)滑油無(wú)法到達(dá)凸輪軸,或軸承蓋緊固螺栓擰緊力矩過(guò)大造成潤(rùn)滑油無(wú)法進(jìn)入凸輪軸間隙,都會(huì)造成凸輪軸的異常磨損。控制搖臂表面粗糙度值對(duì)挺桿端磨損的影響對(duì)氣門彈簧進(jìn)行優(yōu)化，降低接觸應(yīng)力。裝配錯(cuò)誤造成磨損。導(dǎo)桿/導(dǎo)套氣門導(dǎo)桿的材料為4Gr9Si2的含炭量對(duì)氣門端的硬度值起絕對(duì)性的影響，材料高頻淬火后的硬化效果隨炭含量的增加而增加。如淬火鋼表面存在許多軟些，就會(huì)發(fā)生早期磨損。氣門桿端面的硬度值要≥接觸硬度值氣門導(dǎo)套要求材料的耐磨性高,加工時(shí)常常會(huì)引起加工質(zhì)量問(wèn)題,如圓柱度超差(通常為斜錐孔);孔徑變大;顫動(dòng)刀痕等.應(yīng)保證氣門導(dǎo)套內(nèi)孔加工精度。污染物堆積在氣門桿與氣門導(dǎo)套之間，導(dǎo)致氣門卡滯的故障，稱之為氣門粘連。嚴(yán)重的氣門粘連，會(huì)使氣門不能運(yùn)動(dòng)。

曲軸、凸輪軸與止推片有切口面的，那是油槽位，是個(gè)曲軸與止推片之間潤(rùn)滑的，要是裝反了，就會(huì)加快止推片磨損，導(dǎo)致曲軸左右松動(dòng)，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。裝配時(shí)要測(cè)量旋轉(zhuǎn)力矩，保證配合間隙在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。氣門座/氣門氣門間隙過(guò)大：進(jìn)、排氣門開(kāi)啟遲后，縮短了進(jìn)排氣時(shí)間，降低了氣門的開(kāi)啟高度，改變了正常的配氣相位，使發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)氣不足，排氣不凈而功率下降，此外，還使配氣機(jī)構(gòu)零件的撞擊增加，磨損加快。氣門間隙過(guò)?。喊l(fā)動(dòng)機(jī)工作后，零件受熱膨脹，將氣門推開(kāi)，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴(yán)重積碳或燒壞，甚至氣門撞擊活塞。氣門間隙之所以存在，是因?yàn)檫M(jìn)排氣門均安裝在燃燒室的頂端，也是溫度最高之處，為了留有膨脹的空間，因而必須存有空隙，至于間隙的氣門間隙大小，因廠家設(shè)計(jì)不同而不一致，通常進(jìn)氣門間隙在0.2~0.25毫米之間，而排氣門間隙由于受熱膨脹比進(jìn)氣門側(cè)的大，所以間隙更大些，一般在0.29~0.35之間。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門搖臂與此氣門之間經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的動(dòng)作及磨耗，間隙會(huì)愈變愈大，所以才有氣門腳間隙的調(diào)整。采用液壓挺柱的配氣機(jī)構(gòu)不需要留氣門間隙。氣門間隙通過(guò)油壓自動(dòng)調(diào)整，就不需要調(diào)整氣門間隙。平衡軸齒隙潤(rùn)滑油不清潔或潤(rùn)滑不充足會(huì)造成齒面加速磨損。中心距偏大或齒輪加工精度低會(huì)造成齒輪嚙合接確面積小或產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。不正確的齒輪嚙合會(huì)使齒面金屬層產(chǎn)生疲勞裂紋，造成齒面磨損破壞或斷齒故障。清潔作用清潔作用就是指清潔燃燒產(chǎn)生的炭、油等污漬，或者將污漬在油中分解掉，或者利用油漬過(guò)濾器把污漬去除。發(fā)動(dòng)機(jī)油能清潔發(fā)動(dòng)機(jī)，并去除過(guò)濾器里殘留的雜質(zhì)，保護(hù)金屬表面免受燃燒過(guò)程中形成的酸腐蝕。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)油還能帶走燃燒殘留物(積炭)、潤(rùn)滑油的燃燒產(chǎn)物或氧化產(chǎn)物(低溫油泥)，并迅速沉降到油底殼底部。因此油看起來(lái)都是黑黑的污濁的東西，僅通過(guò)肉眼看無(wú)法判斷其質(zhì)量好壞。潤(rùn)滑油的作用冷卻作用顧名思義，冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)油能輔助冷卻系統(tǒng)(如水、散熱器、水泵、冷卻循環(huán)系統(tǒng)，以及經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和油地殼的氣流)帶走活塞所產(chǎn)生的熱量。冷卻活塞時(shí)汽油要從反面噴射出。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)油必須有著很好的冷卻性能，并且能承受高溫。潤(rùn)滑油的作用防銹作用防銹作用就是要防止生銹，就像給刀劍等東西上涂油一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的金屬零件也要防止生銹。這些都要?dú)w功于潤(rùn)滑油的另一重要特點(diǎn)——防水，才可以使發(fā)動(dòng)機(jī)油能有效起到發(fā)動(dòng)機(jī)防銹的作用。潤(rùn)滑油的作用密封作用發(fā)動(dòng)機(jī)油的密封作用是要使發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞和氣缸密封起來(lái)，這種密封程度很重要，可以有效阻止氣缸串氣，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率的輸出，提高車輛動(dòng)力性。即把機(jī)油滴入活塞和氣缸的空隙處，以此來(lái)保持氣缸壓力的功能。潤(rùn)滑油的作用抗氧化作用發(fā)動(dòng)機(jī)油能全面保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的所有部件。發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的高溫會(huì)促使發(fā)動(dòng)機(jī)油加速氧化，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)油必須具有優(yōu)良的抗氧化性，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)油能在一定的換油周期內(nèi)保持正常的黏度，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的所有部件工作正常。潤(rùn)滑油的作用緩沖作用發(fā)動(dòng)機(jī)油能承受一定的來(lái)自于軸承傳遞的沖擊負(fù)荷，起到緩沖作用，從而在一定程度上消除軸承和發(fā)動(dòng)機(jī)其他零件間的沖擊負(fù)荷。潤(rùn)滑油的作用機(jī)油通過(guò)這幾種作用使發(fā)動(dòng)機(jī)保持良好狀態(tài)。因此油越新越好，機(jī)油清潔程度不同機(jī)器性能也會(huì)各異。機(jī)油不能換一次便一勞永逸，還必須定期更換新的。但是需要注意的是在清車之前的保護(hù)措施，切記關(guān)鍵零部件的防水、線路的防水。清洗之后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱和使用壽命都不會(huì)造成損傷，同時(shí)還能增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。潤(rùn)滑油的作用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫對(duì)汽車的危害1．發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)下降氣溫越高，空氣密度越小，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際進(jìn)氣量減少；由于發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)溫度更高，發(fā)動(dòng)機(jī)充氣能力降低。充氣系數(shù)下降，造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，使汽車行駛無(wú)力。另外，由于充氣系數(shù)下降，混合氣相對(duì)變濃，汽車廢氣中的有害物質(zhì)(CO、HC、NOx、碳煙)濃度增大，增加環(huán)境污染。2．發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不正常大氣溫度高，進(jìn)入氣缸的混合氣溫度也高，發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作循環(huán)的溫度也高，而散熱器的散熱效率又低，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于過(guò)熱狀態(tài)，燃燒室內(nèi)末端混合氣接受熱量多，加劇焰前反應(yīng)，這就容易產(chǎn)生爆燃。另外，過(guò)熱的發(fā)動(dòng)機(jī)使積存于活塞頂部、燃燒室壁、氣門頂部及火花塞上的積碳形成熾熱點(diǎn)，易造成可燃混合氣的早燃。這種不正常的燃燒，更加劇了發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)熱現(xiàn)象，形成惡性循環(huán)，氣缸體和缸蓋易產(chǎn)生熱變形甚至裂紋，較為常見(jiàn)的是燒壞氣缸墊、氣門及氣門座。3．機(jī)油變質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油在高溫、高壓下工作時(shí)，使機(jī)油的抗氧化安定性變壞，加劇了其熱分解、氧化和聚合的過(guò)程。機(jī)油與燃燒不完全的產(chǎn)物、凝結(jié)的水蒸氣以及進(jìn)氣中夾帶的灰塵混合Jil起機(jī)油變質(zhì)。另外，由于機(jī)油溫度高，粘度下降，使機(jī)油變稀，油性變差，機(jī)油壓力降低，發(fā)動(dòng)機(jī)零部件表面不易形成潤(rùn)滑油膜。同時(shí)，金屬零件由于高溫?zé)崤蛎涊^大，零件之間正常配合間隙變小。這些都加速機(jī)件磨損，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。4．供油系易發(fā)生氣阻氣溫越高，發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)溫度也就越高，越易產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象。供油系受熱后，部分汽油蒸發(fā)成氣體狀態(tài)存在于油管及汽油泵中，不僅增加了汽油的流動(dòng)阻力，同時(shí)由于氣體的可壓縮性，汽油泵出油管中的油蒸氣隨著汽油泵的脈動(dòng)壓力不斷地被壓縮和膨脹，破壞了汽油泵在吸油行程中所形成的真空度，造成發(fā)動(dòng)機(jī)供油不足甚至中斷，形成供油系氣阻。這種現(xiàn)象在炎熱地區(qū)，特別是汽車滿載爬坡或以低速長(zhǎng)時(shí)間行駛時(shí)，更容易發(fā)生。5．點(diǎn)火系工作不正常汽車在高溫環(huán)境中行駛時(shí)，因點(diǎn)火線圈過(guò)熱而使高壓火花減弱，容易出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高速斷火現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)使點(diǎn)火線圈燒壞，影響汽車正常行駛。防止發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比選用辛烷值合適的汽油，當(dāng)使用的汽油牌號(hào)低于要求時(shí)，應(yīng)調(diào)整分電器上的辛烷值調(diào)節(jié)裝置，適當(dāng)推遲點(diǎn)火提前角，降低燃燒室末端混合氣溫度；對(duì)燃燒室、活塞頂部、氣門頭等部位的積碳要進(jìn)行徹底清除，清除熾熱點(diǎn)，保持良好的散熱性和正常的壓縮點(diǎn)。有的汽車安裝有爆燃限制器，要保證性能完好。超速對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的危害在轉(zhuǎn)速高的情況下，更容易產(chǎn)生震動(dòng)。一但機(jī)件的動(dòng)平衡有所誤差那么產(chǎn)生的震動(dòng)是巨大的。發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)摩擦加強(qiáng)，這樣很容易使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)度磨損而提前報(bào)廢。發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)連桿和活塞銷的負(fù)荷加大，縮短使用壽命。所以高轉(zhuǎn)速大功率發(fā)動(dòng)機(jī)多在賽車和運(yùn)動(dòng)型車上使用。民用車由于對(duì)可靠性和耐用性提出更高要求，以及考慮到成本原因，多不適合采用高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。所以不能一味的迷信發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高就一定好，因?yàn)檫@要看對(duì)汽車的實(shí)際用途而定。零部件損壞振動(dòng)和應(yīng)力不平衡是損壞的主要原因之一。負(fù)荷過(guò)大、工作環(huán)境、公差累積都會(huì)想起損壞故障。缸體和氣缸蓋損壞主要形式是變形、破裂、螺紋損壞等?；钊麚p壞主要形式是頂部裂