發(fā)動機故障原因分析

發(fā)動機故障原因分析發(fā)動機工程部2011-07-30發(fā)動機發(fā)生故障原因腐蝕磨損燃油在發(fā)動機燃燒室燃燒后會產(chǎn)生許多有害物質(zhì)，一般每100加侖汽油燃燒時會產(chǎn)生1-5磅的氮和硫酸，這些物質(zhì)不僅會對氣缸造成腐蝕，而且還會通過三道活塞環(huán)(頂、中、底環(huán))竄到發(fā)動機中，對發(fā)動機的主要部件，如凸輪曲軸等造成金屬腐蝕，這種腐蝕單靠使用潤滑油是不能消除的。

銹蝕磨損發(fā)動機在停機后，由高溫冷卻到低溫，這個溫度變化過程會使發(fā)動機內(nèi)部產(chǎn)生水冷凝氣以至積水。這會對發(fā)動機造成嚴重的金屬銹蝕，特別是再次啟動發(fā)動機短距離運轉(zhuǎn)，發(fā)動機溫度還來不及將水氣蒸發(fā)掉時，情況就更為惡劣。這一點也是潤滑油無法解決的。

灰塵造成的強磨損25微米以上的顆粒將會造成磨損。發(fā)動機在燃燒時需要吸入空氣，即使再好的空氣過濾裝置也很難絕對避免灰塵隨空氣吸入到發(fā)動機中。由于灰塵被吸入而造成強磨損，這種磨損是潤滑油所不能完全消除的。特別是在我國干旱少雨、風沙大的地區(qū)，這種強磨損表現(xiàn)的就更為突出。節(jié)氣門、增壓器、進氣歧管漏氣等，也會進入灰塵。冷啟動干摩擦美國通用汽車公司的研究表明，當汽車發(fā)動機停轉(zhuǎn)4個小時后，所有在摩擦界面上的潤滑油都將回流到潤滑油箱中。這時啟動發(fā)動機，由于油泵還來不及將潤滑油打到各潤滑部位，短時間內(nèi)會產(chǎn)生周期性潤滑喪失的干摩擦，從而造成發(fā)動機嚴重的異常強磨損。這種強磨損是潤滑油所根本無法解決的。(另有相關資料研究指出，這種強磨損占發(fā)動機總磨損的70%以上)

正常的磨損發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磨損。搞清楚發(fā)動機磨損的原因以后，也就清楚了潤滑油在減少發(fā)動機磨損中所起的作用。同時也就清楚了使用抗磨保護產(chǎn)品對延長發(fā)動機使用壽命，保養(yǎng)發(fā)動機的重要性。

再者，盡管像抗磨劑、黏度指數(shù)改進劑、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滑油中，但需要強調(diào)指出的是，上述添加劑并不等同于專業(yè)汽車養(yǎng)護產(chǎn)品。在實際使用過程中，人們往往希望獲得綜合性能優(yōu)良的養(yǎng)護產(chǎn)品，這就要求選擇多種添加劑，采用復配技術和配置工藝制造出具有廣泛適用性的復合產(chǎn)品。開發(fā)一種好的復合配方絕非易事，對添加劑的使用主要依靠實驗結(jié)果。其次，不同的添加劑之間有協(xié)同效應，可能是正效應，也可能是負效應，所以，開發(fā)出一種好的汽車養(yǎng)護用品需要對各種基礎添加劑的性能充分了解，且需經(jīng)過大量的實驗室及道路實車實驗。這就是由基礎添加劑復配而成的專業(yè)汽車養(yǎng)護產(chǎn)品與只是作為各種油品添加成分的基礎添加劑截然不同的原因所在。類別程度形貌危害性A輕微磨損不可測量，可見加工痕跡或光亮無B輕度磨損勉強可測量無C中度磨損可測量可引起故障D嚴重磨損有濃度磨損或局部過量磨損導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無B中度擦傷擦痕多處，面積較大，感覺有深度。表面材料轉(zhuǎn)移有可能擴展引起故障C粘著擦痕分布寬而深次表層材料轉(zhuǎn)移引起故障D嚴重粘著（撕裂）大面積粘著或斯裂材料撕裂轉(zhuǎn)移導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A輕微劃傷很少很淺無無B輕度劃傷少量較淺不易無C中度劃傷中等數(shù)量較深略有可能影響，但不會引起故障D嚴重劃傷或破壞很多深有導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早疲勞過度磨損進一步發(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，粘著處較大時發(fā)生抱死，產(chǎn)生嚴重的機械故障。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，潤滑系，燃油（汽）系和曲軸連桿機構沒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，潤滑失常，混合氣中大量顆粒引起的拉缸，抱缸等嚴重磨損。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，可采用強力珩磨工藝進行修復。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油過稀,或者是潤滑油道堵塞造成潤滑油無法到達凸輪軸,或軸承蓋緊固螺栓擰緊力矩過大造成潤滑油無法進入凸輪軸間隙,都會造成凸輪軸的異常磨損?？刂茡u臂表面粗糙度值對挺桿端磨損的影響對氣門彈簧進行優(yōu)化，降低接觸應力。裝配錯誤造成磨損。導桿/導套氣門導桿的材料為4Gr9Si2的含炭量對氣門端的硬度值起絕對性的影響，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≥接觸硬度值氣門導套要求材料的耐磨性高,加工時常常會引起加工質(zhì)量問題,如圓柱度超差(通常為斜錐孔);孔徑變大;顫動刀痕等.應保證氣門導套內(nèi)孔加工精度。污染物堆積在氣門桿與氣門導套之間，導致氣門卡滯的故障，稱之為氣門粘連。嚴重的氣門粘連，會使氣門不能運動。

曲軸、凸輪軸與止推片有切口面的，那是油槽位，是個曲軸與止推片之間潤滑的，要是裝反了，就會加快止推片磨損，導致曲軸左右松動，將會產(chǎn)生嚴重后果。裝配時要測量旋轉(zhuǎn)力矩，保證配合間隙在設計要求范圍內(nèi)。氣門座/氣門氣門間隙過大：進、排氣門開啟遲后，縮短了進排氣時間，降低了氣門的開啟高度，改變了正常的配氣相位，使發(fā)動機因進氣不足，排氣不凈而功率下降，此外，還使配氣機構零件的撞擊增加，磨損加快。氣門間隙過小：發(fā)動機工作后，零件受熱膨脹，將氣門推開，使氣門關閉不嚴，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴重積碳或燒壞，甚至氣門撞擊活塞。氣門間隙之所以存在，是因為進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，因廠家設計不同而不一致，通常進氣門間隙在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)動機氣門搖臂與此氣門之間經(jīng)過長久的動作及磨耗，間隙會愈變愈大，所以才有氣門腳間隙的調(diào)整。采用液壓挺柱的配氣機構不需要留氣門間隙。氣門間隙通過油壓自動調(diào)整，就不需要調(diào)整氣門間隙。平衡軸齒隙潤滑油不清潔或潤滑不充足會造成齒面加速磨損。中心距偏大或齒輪加工精度低會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，或者利用油漬過濾器把污漬去除。發(fā)動機油能清潔發(fā)動機，并去除過濾器里殘留的雜質(zhì)，保護金屬表面免受燃燒過程中形成的酸腐蝕。同時，發(fā)動機油還能帶走燃燒殘留物(積炭)、潤滑油的燃燒產(chǎn)物或氧化產(chǎn)物(低溫油泥)，并迅速沉降到油底殼底部。因此油看起來都是黑黑的污濁的東西，僅通過肉眼看無法判斷其質(zhì)量好壞。潤滑油的作用冷卻作用顧名思義，冷卻發(fā)動機的作用。發(fā)動機油能輔助冷卻系統(tǒng)(如水、散熱器、水泵、冷卻循環(huán)系統(tǒng)，以及經(jīng)過發(fā)動機和油地殼的氣流)帶走活塞所產(chǎn)生的熱量。冷卻活塞時汽油要從反面噴射出。因此，發(fā)動機油必須有著很好的冷卻性能，并且能承受高溫。潤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)動機內(nèi)的金屬零件也要防止生銹。這些都要歸功于潤滑油的另一重要特點——防水，才可以使發(fā)動機油能有效起到發(fā)動機防銹的作用。潤滑油的作用密封作用發(fā)動機油的密封作用是要使發(fā)動機的活塞和氣缸密封起來，這種密封程度很重要，可以有效阻止氣缸串氣，保證發(fā)動機的有效功率的輸出，提高車輛動力性。即把機油滴入活塞和氣缸的空隙處，以此來保持氣缸壓力的功能。潤滑油的作用抗氧化作用發(fā)動機油能全面保護發(fā)動機的所有部件。發(fā)動機所產(chǎn)生的高溫會促使發(fā)動機油加速氧化，因此，發(fā)動機油必須具有優(yōu)良的抗氧化性，以保證發(fā)動機油能在一定的換油周期內(nèi)保持正常的黏度，保護發(fā)動機的所有部件工作正常。潤滑油的作用緩沖作用發(fā)動機油能承受一定的來自于軸承傳遞的沖擊負荷，起到緩沖作用，從而在一定程度上消除軸承和發(fā)動機其他零件間的沖擊負荷。潤滑油的作用機油通過這幾種作用使發(fā)動機保持良好狀態(tài)。因此油越新越好，機油清潔程度不同機器性能也會各異。機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措施，切記關鍵零部件的防水、線路的防水。清洗之后對發(fā)動機的散熱和使用壽命都不會造成損傷，同時還能增強發(fā)動機性能。潤滑油的作用發(fā)動機高溫對汽車的危害1．發(fā)動機的充氣系數(shù)下降氣溫越高，空氣密度越小，發(fā)動機的實際進氣量減少；由于發(fā)動機過熱，發(fā)動機罩內(nèi)溫度更高，發(fā)動機充氣能力降低。充氣系數(shù)下降，造成發(fā)動機功率下降，使汽車行駛無力。另外，由于充氣系數(shù)下降，混合氣相對變濃，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)動機燃燒不正常大氣溫度高，進入氣缸的混合氣溫度也高，發(fā)動機整個工作循環(huán)的溫度也高，而散熱器的散熱效率又低，使發(fā)動機處于過熱狀態(tài)，燃燒室內(nèi)末端混合氣接受熱量多，加劇焰前反應，這就容易產(chǎn)生爆燃。另外，過熱的發(fā)動機使積存于活塞頂部、燃燒室壁、氣門頂部及火花塞上的積碳形成熾熱點，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)動機的過熱現(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，較為常見的是燒壞氣缸墊、氣門及氣門座。3．機油變質(zhì)發(fā)動機的機油在高溫、高壓下工作時，使機油的抗氧化安定性變壞，加劇了其熱分解、氧化和聚合的過程。機油與燃燒不完全的產(chǎn)物、凝結(jié)的水蒸氣以及進氣中夾帶的灰塵混合Jil起機油變質(zhì)。另外，由于機油溫度高，粘度下降，使機油變稀，油性變差，機油壓力降低，發(fā)動機零部件表面不易形成潤滑油膜。同時，金屬零件由于高溫熱膨脹較大，零件之間正常配合間隙變小。這些都加速機件磨損，嚴重影響發(fā)動機的使用壽命。4．供油系易發(fā)生氣阻氣溫越高，發(fā)動機罩內(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阻力，同時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)動機供油不足甚至中斷，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時間行駛時，更容易發(fā)生。5．點火系工作不正常汽車在高溫環(huán)境中行駛時，因點火線圈過熱而使高壓火花減弱，容易出現(xiàn)發(fā)動機高速斷火現(xiàn)象。嚴重時使點火線圈燒壞，影響汽車正常行駛。防止發(fā)動機爆燃應根據(jù)發(fā)動機的壓縮比選用辛烷值合適的汽油，當使用的汽油牌號低于要求時，應調(diào)整分電器上的辛烷值調(diào)節(jié)裝置，適當推遲點火提前角，降低燃燒室末端混合氣溫度；對燃燒室、活塞頂部、氣門頭等部位的積碳要進行徹底清除，清除熾熱點，保持良好的散熱性和正常的壓縮點。有的汽車安裝有爆燃限制器，要保證性能完好。超速對發(fā)動機的危害在轉(zhuǎn)速高的情況下，更容易產(chǎn)生震動。一但機件的動平衡有所誤差那么產(chǎn)生的震動是巨大的。發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時摩擦加強，這樣很容易使發(fā)動機過度磨損而提前報廢。發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時連桿和活塞銷的負荷加大，縮短使用壽命。所以高轉(zhuǎn)速大功率發(fā)動機多在賽車和運動型車上使用。民用車由于對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)動機設計。所以不能一味的迷信發(fā)動機轉(zhuǎn)速高就一定好，因為這要看對汽車的實際用途而定。零部件損壞振動和應力不平衡是損壞的主要原因之一。負荷過大、工作環(huán)境、公差累積都會想起損壞故障。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