淺談三菱發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)異響的檢修

阮顏妹

摘要：本文主要以一輛老款三菱吉普車在行駛過程中，由于未正確使用所需的辛烷值燃油，致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降、功率不足，在高速行駛時(shí)出現(xiàn)爆燃，導(dǎo)致氣缸內(nèi)溫度過高使活塞燒頂且拉缸，從而產(chǎn)生異響為案例。筆者通過對(duì)故障現(xiàn)象的分析和檢查，利用經(jīng)驗(yàn)診斷方法，找出故障原因，并加以排除，減少維修的盲目性。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；曲柄連桿機(jī)構(gòu)；異響

1引言

曲柄連桿機(jī)構(gòu)是將燃?xì)庾饔迷诨钊斏系膲毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。它的工作條件很惡劣（即在高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕的環(huán)境），任何潤滑不良或不符合規(guī)定的燃油燃燒都會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成傷害，而且曲柄連桿機(jī)構(gòu)在工作時(shí)做變速運(yùn)動(dòng)，受力情況相當(dāng)復(fù)雜。在判斷故障時(shí)，要懂得曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作原理，平時(shí)多積累工作經(jīng)驗(yàn)，用心去分析和排除疑難故障，才能提高維修工作效率。

2故障現(xiàn)象

一輛老款日本三菱吉普車來廠維修，行駛十萬多公里。據(jù)車主反映，大約一個(gè)星期前跑長途回來就發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)“鐺鐺”異響聲，現(xiàn)在異響越來越厲害，并開始冒藍(lán)煙，已經(jīng)不能再行駛了。經(jīng)詢問車主，該車在長途行車中曾加油，然后出現(xiàn)動(dòng)力下降、功率不足，而且時(shí)有金屬敲擊聲。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，聽到發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)“鐺鐺”敲擊聲，將發(fā)動(dòng)機(jī)由怠速加速到高速，響聲并無消失，怠速時(shí)響聲尤為清晰。發(fā)動(dòng)機(jī)冷車后檢查冷卻水正常，檢查機(jī)油，發(fā)現(xiàn)機(jī)油量不足。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，“鐺鐺”敲擊聲比熱車時(shí)明顯，在缸體上部響聲較明顯，消聲器口有藍(lán)煙冒出。

3分析故障原因

造成發(fā)動(dòng)機(jī)異響的原因有以下幾種：

（1）爆震或早燃；

（2）機(jī)件磨損；

（3）機(jī)件裝配、調(diào)整不當(dāng)，配合間隙過大或過小；

（4）緊固件松脫；

（5）機(jī)件損壞、斷裂、變形、碰擦；

（6）機(jī)件工作溫度過高或由此熔化咬卡；

（7）潤滑不良；

（8）運(yùn)轉(zhuǎn)件動(dòng)平衡破壞；

（9）使用材料、油料與配件的材質(zhì)、型號(hào)、規(guī)格和品質(zhì)不符合要求。

此車異響是長途行駛后出現(xiàn)的情況和冷、熱車時(shí)都不會(huì)消失的異響現(xiàn)象。根據(jù)多年的維修經(jīng)驗(yàn)，造成該故障的主要原因可能是：①發(fā)動(dòng)機(jī)外部各附件的連接螺絲發(fā)生松動(dòng)而產(chǎn)生異響；②配氣機(jī)構(gòu)各部件因松曠、磨損、燒蝕而產(chǎn)生異響；③曲柄連桿機(jī)構(gòu)磨損、變形、燒蝕而產(chǎn)生異響。

4故障診斷與排除

4.1外部因素

檢查發(fā)動(dòng)機(jī)外部各連接部件，發(fā)動(dòng)機(jī)引擎腳膠是否損壞，引擎腳座螺絲是否松動(dòng)，發(fā)電機(jī)腳及支架螺絲是否緊固，空調(diào)壓縮機(jī)腳及支架螺絲是否緊固，起動(dòng)機(jī)腳螺絲是否緊固，其他部件的連接是否緊固，結(jié)果一切正常。

4.2配氣機(jī)構(gòu)

首先檢查氣門間隙，偏心軸，氣門挺桿，氣門彈簧。打開氣門上蓋，檢查偏心軸及其軸向間隙是否過大，凸輪的工作表面是否嚴(yán)重磨損，偏心軸的鍵槽是否磨損或扭曲，結(jié)果一切正常。用起子壓下氣門彈簧看其回位是否正常，有無折斷，查看氣門挺桿是否變形，用塞尺檢查氣門間隙是否過大，結(jié)果都符合要求。最后檢查時(shí)規(guī)鏈?zhǔn)欠袼蓵缍脫粽龝r(shí)齒輪蓋。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，用聽診器具實(shí)聽正時(shí)齒輪蓋處，沒有聽到異響，用手摸正時(shí)齒輪蓋也未感到有振動(dòng)。因此，暫不考慮配氣機(jī)構(gòu)出現(xiàn)異響。

曲柄連桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)異響的部位有曲軸軸向躥動(dòng)、曲軸軸承響、連桿軸承響、活塞銷響、活塞頂碰氣門頭、飛輪與曲軸的連接松動(dòng)和活塞環(huán)異響等。

為了準(zhǔn)確判斷哪個(gè)部位出現(xiàn)異響，在機(jī)油道上裝上機(jī)油壓力表，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，查看機(jī)油壓力表，在怠速和高速時(shí)，機(jī)動(dòng)壓力在正常范圍內(nèi)，機(jī)油壓力無明顯下降現(xiàn)象。在響聲最明顯時(shí)，保持轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，用單缸斷火，發(fā)現(xiàn)異響明顯減少，但加速過程中斷火，異響減少并不明顯，異響主要在缸體的中下部，為連續(xù)響聲。

（1）檢查曲軸是否軸向躥動(dòng)。軸向躥動(dòng)的響聲和振動(dòng)沒有節(jié)奏，斷火測(cè)試不上缸，測(cè)得機(jī)油壓力無改變，溫度變化也無影響，但在踩、放離合器踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)有沉重且游動(dòng)的“咯噔、咯噔”的金屬撞擊聲；在快速踩下加速踏板時(shí)出現(xiàn)響聲，保持加速踏板在中、低速范圍的某一轉(zhuǎn)速，響聲減弱或消失，可判定為曲軸軸向躥動(dòng)。也可在發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)的情況下用撬棒軸向撬動(dòng)曲軸，從曲軸與正時(shí)齒輪蓋處觀察曲軸的軸向移動(dòng)量。結(jié)合以上的檢測(cè)結(jié)果，排除了因曲軸軸向躥動(dòng)造成異響的可能。

（2）檢查飛輪和曲軸的連接是否松動(dòng)。造成該響聲為連接螺絲松動(dòng)或斷裂。在飛輪外殼能聽到明顯響聲，這種響聲斷火測(cè)試不上缸，機(jī)油壓力不改變，但進(jìn)行加速測(cè)試時(shí)反映很明顯，急加速時(shí)發(fā)響，急減速時(shí)也發(fā)響，但轉(zhuǎn)速平穩(wěn)時(shí)響聲減弱或消失。此現(xiàn)象和故障發(fā)動(dòng)機(jī)的情況不相符，也可排除。

（3）檢查氣門頂是否碰氣門頭。這種現(xiàn)象斷火測(cè)試不上缸，機(jī)油壓力不改變，溫度變化也無影響；聲音間斷爆發(fā)，響聲在氣門罩蓋下部氣缸體上部。響聲出現(xiàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生抖動(dòng)或有漏氣現(xiàn)象。這明顯與故障發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象不同，也可排除。

（4）檢查連桿軸承。①用急加速方法。在怠速向中速進(jìn)行急加速的瞬間聽到清晰、節(jié)奏感強(qiáng)的金屬敲擊聲。連桿軸承響為間響，最大振動(dòng)部位在缸體中下部（主油道附近），用聽診器具在該處能聽到明顯敲擊聲；發(fā)動(dòng)機(jī)在最初起動(dòng)的瞬間，或在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火數(shù)分鐘后再起動(dòng)的瞬間，突然加速，由于機(jī)油已流回油底殼，形成瞬間潤滑不良，異響聲較大。運(yùn)行數(shù)分鐘后，潤滑油進(jìn)入油道，軸承與軸頸之間能形成較好的油膜，響聲稍小。②單缸斷火測(cè)試。從怠速到中速，急加速時(shí)響聲瞬間突出增大。如某缸斷火后響聲明顯減弱或消失，在恢復(fù)瞬間響聲變大，即可診斷為連桿軸承響。與故障發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的現(xiàn)象不相同，故可判斷并不是曲柄連桿軸承異響。

（5）檢查活塞環(huán)。造成異響主要有活塞或氣缸磨損、活塞環(huán)槽破裂、活塞環(huán)張力不足，更換活塞環(huán)時(shí)沒有按標(biāo)準(zhǔn)留足開口間隙，以致失去熱脹余地。在機(jī)溫較高時(shí)發(fā)生此類聲響，鍍鉬氣缸壁裝用鍍鉬活塞環(huán)或鋼帶環(huán)（含有鉬合金的活塞環(huán)）引起硬性刮傷，這種缸壁拉傷故障，多在冷車初發(fā)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。這種異響出現(xiàn)時(shí)，可以在氣缸上部聽到尖銳的響聲，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，加機(jī)油口脈動(dòng)冒煙，并有沖力，汽車行駛時(shí)動(dòng)力明顯不足，排氣管冒藍(lán)煙，斷火測(cè)試時(shí)不上缸。這與故障發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)象明顯不相符，由此判斷并不是由活塞環(huán)異響造成。

（6）檢查活塞銷?；钊N響一般為間響，在加機(jī)油口處聽診，響聲明顯，斷火測(cè)試，響聲不但不減弱反而變清晰，發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)響聲更清晰，突然加大油門，響聲隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高而增大，且機(jī)溫升高后響聲反而有所增大，與本故障發(fā)動(dòng)機(jī)異響最不相符的一點(diǎn)，故活塞銷響也可排除。

從以上的診斷結(jié)果來看，可推測(cè)是活塞敲缸響。造成活塞敲缸響主要是活塞與缸壁間隙過大、活塞反橢圓、活塞與襯套或連桿軸承與軸頸配合過緊、連桿彎曲或扭轉(zhuǎn)、連桿襯套或活塞銷座孔鉸偏。

診斷方法：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)。冷車時(shí)敲擊聲響亮有節(jié)奏，熱車時(shí)響聲減弱或消失，即為活塞敲缸響，且故障程度較低。若機(jī)溫升高后其響聲仍較明顯，尤其在大負(fù)荷低轉(zhuǎn)速時(shí)更清晰，且加機(jī)油口處有冒煙和排氣管有藍(lán)煙，說明活塞敲缸嚴(yán)重。（2）斷火測(cè)試。發(fā)動(dòng)機(jī)在響聲最明顯的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，逐缸進(jìn)行斷火測(cè)試。當(dāng)某缸斷火后響聲減弱或消失，恢復(fù)后又能敏感地聽到“嗒嗒”聲，即為該缸活塞敲缸響。加機(jī)油診斷，可將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，卸下發(fā)響氣缸的火花塞，往氣缸內(nèi)注入少許（約20～25ml）濃機(jī)油，搖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)圈，使機(jī)油布滿在缸壁和活塞之間，并立即裝回火花塞，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)查聽，若響聲在起動(dòng)后的瞬間減弱或消失然后又重新出現(xiàn)即可確診為活塞敲缸響。通過上述方法的診斷，與本發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異響的情況一樣，故可確診本發(fā)動(dòng)機(jī)的異響為活塞敲缸響。

經(jīng)車主同意，將發(fā)動(dòng)機(jī)拆檢。（1）仔細(xì)清洗和檢測(cè)氣缸壁有拉痕，活塞頂部顏色發(fā)黃且有很嚴(yán)重的燒蝕痕跡，顯然是由于燃油質(zhì)量差，辛烷值過低，在高速行駛時(shí)出現(xiàn)爆燃，導(dǎo)致氣缸內(nèi)溫度過高，潤滑條件差，活塞與氣缸的間隙過小，使活塞燒頂而拉缸。（2）檢查氣缸蓋及氣缸體的平面度，三菱吉普氣缸蓋的平面度不得超過0.05mm，測(cè)量結(jié)果沒有翹曲變形。（3）測(cè)量氣缸磨損量。①測(cè)量氣缸圓度誤差。測(cè)量部位選在活塞環(huán)工作區(qū)域內(nèi)，按上、中、下三個(gè)截面測(cè)量尺寸，上截面取活塞上止點(diǎn)第一道活塞環(huán)對(duì)應(yīng)的氣缸處，中間取氣缸的中部，下截面取活塞下止點(diǎn)最下一道環(huán)對(duì)應(yīng)的氣缸位置，測(cè)得的最大圓度誤差即為該缸的圓度誤差。②用量缸表在活塞行程內(nèi)取上截面和下截面，即氣缸上、下磨損最大和最小處。測(cè)出氣缸上部長軸最大值與不同截面最小磨損處直徑之差的1/2，即為氣缸的圓柱度誤差。當(dāng)超過標(biāo)準(zhǔn)缸徑0.175mm時(shí)，即為嚴(yán)重磨損。測(cè)量結(jié)果，氣缸壁與活塞間隙達(dá)0.30mm，而且有偏缸。于是對(duì)連桿進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)4個(gè)連桿中有2個(gè)彎曲變形。經(jīng)過重新校正和鏜缸磨軸修復(fù)，現(xiàn)已運(yùn)轉(zhuǎn)正常，故障已排除。

5結(jié)語

通過上述診斷過程，故障已排除。從中得出這一故障主要是由于使用低辛烷值的燃油，在高速行駛時(shí)導(dǎo)致氣缸內(nèi)溫度過高，潤滑條件變差，活塞與氣缸的間隙過小，使活塞燒頂且拉缸而造成的。故在檢修故障時(shí)，除了要掌握先進(jìn)診斷技術(shù)外，還要結(jié)合傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)診斷法，要深入分析故障產(chǎn)生的原因，加以排除。