簡析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的故障分析與預(yù)防

李純 文聞

摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車極為重要的一種部件，能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能以此來推動(dòng)汽車運(yùn)作。而發(fā)動(dòng)機(jī)中，活塞是極為重要的部分，活塞的裙擺和末端在高溫下會(huì)形成膨脹，從橢圓形變成圓形。因?yàn)殚g隙太小，配缸容易形成拉缸的情況，如果汽車在高速行駛的過程中出現(xiàn)拉缸事故，后果難以想象。有關(guān)汽車設(shè)計(jì)師應(yīng)該對(duì)引起活塞拉缸的具體原因進(jìn)行仔細(xì)分析，規(guī)避拉缸現(xiàn)象的發(fā)生。文章針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的主要原因進(jìn)行了具體分析，并提出有效的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 拉缸原因 預(yù)防措施

1 引言

一般情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壁、活塞、活塞環(huán)表面都擁有一定的硬度和耐磨性，在一定溫度下，這些部分進(jìn)行相互配合工作，并且機(jī)油具有潤滑、清潔、冷卻、防銹與密封的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸主要表示在活塞運(yùn)動(dòng)范圍中，汽缸內(nèi)壁出現(xiàn)極為明顯的縱向機(jī)械劃痕與刮痕，并且有可能出現(xiàn)熔著性磨損，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難或自動(dòng)熄火。形成拉缸的主要原因是氣缸內(nèi)壁和活塞環(huán)、活塞之間不能輕易形成油膜，導(dǎo)致潤滑效果不好，并且發(fā)生干摩擦的狀況。在嚴(yán)重情況下，還會(huì)造成活塞頂部出現(xiàn)燒熔。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸介紹

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的根本含義表示氣缸壁內(nèi)部表面微金屬粘附、剝落、熔移、撕裂，使得活塞或者是活塞環(huán)拉出氣缸壁毛或凹槽。在正常應(yīng)用下，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸通常會(huì)逐漸磨損。往復(fù)式壓縮機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)的曲軸、連桿軸頸等運(yùn)動(dòng)不僅會(huì)把潤滑油飛濺到氣缸壁上。因?yàn)榛钊c活塞環(huán)具有“泵油”的效果，能夠使其表面形成較薄的油膜，這層油膜不但能讓運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦系數(shù)不斷減少，并且還能讓相對(duì)立的運(yùn)動(dòng)部件形成流體壓力，對(duì)塞環(huán)與活塞進(jìn)行支撐。假如能夠良好形成油膜，就能確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行，降低磨損度，不然就會(huì)發(fā)生拉缸情況。

3 形成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的原理

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸主要表示在活塞環(huán)的運(yùn)動(dòng)范圍中，氣缸的內(nèi)壁發(fā)生極為突出的縱向機(jī)械刮痕，甚至有可能出現(xiàn)熔著性磨損，造成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)或自動(dòng)熄火，為此形成極大損失。簡單來說，形成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的主要原理為：即氣缸套和活塞之間存在局部高溫，導(dǎo)致氣缸套和活塞環(huán)被附著在高溫下腐蝕，為此，兩個(gè)摩擦面間油膜中斷，而活塞與缸套間的金屬表面將形成無油膜的干摩擦，汽車在高速摩擦運(yùn)動(dòng)下，引起的一旦達(dá)到金屬的熔點(diǎn)，就會(huì)形成金屬熔化的狀況，加之油膜恢復(fù)十分緩慢，熔著的范圍將會(huì)不斷擴(kuò)大，形成巨大的異常磨損，使得氣缸壁中出現(xiàn)十分明顯的劃痕，假設(shè)活塞繼續(xù)移動(dòng)，兩個(gè)金屬表面上的熔蝕黏附點(diǎn)將再次被撕裂，因此就形成了拉缸故障。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸故障具體原因

形成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的主要原因是氣缸內(nèi)壁、活塞、活塞環(huán)之間不能有效形成油膜，導(dǎo)致潤滑狀況不良，甚至發(fā)生干摩擦。引發(fā)這種現(xiàn)象的具體原因各種各樣，可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：

4.1 汽缸套的因素

（1）缸套的圓度和圓柱度公差大于了允許范圍，減少了活塞和缸套的密封性，使高溫蒸汽體在缸內(nèi)竄流，活塞裙部溫度不斷提高，對(duì)其潤滑油膜形成破壞，導(dǎo)致活塞與活塞環(huán)和缸壁中桂冠的凸起進(jìn)行接觸，對(duì)缸壁和活塞之間的油膜形成破壞，從而發(fā)生拉缸故障。

（2）在裝配汽缸套的時(shí)候發(fā)生了變形。如：在安裝缸套以后，其上端端面突出過多，缸套因?yàn)橄聣寒a(chǎn)生變形。而缸套阻水圈過粗，使其在壓入機(jī)體以后發(fā)生變形，因此造成拉缸。

（3）汽缸工作表面發(fā)生變形。其蓋螺栓扭曲對(duì)擰不均勻、冷卻不充分、鏜缸大于允許尺寸因此缸壁厚度過薄、密封墊的應(yīng)用不當(dāng)都會(huì)引起氣缸工作表面變形引發(fā)汽缸拉缸。

4.2 活塞組的因素

4.2.1 活塞環(huán)間隙太小

假如活塞環(huán)的開口間隙、側(cè)間隙或后間隙太小，發(fā)動(dòng)機(jī)在活塞環(huán)熱膨脹時(shí)被卡死，而氣缸壁壓力非常緊，或活塞環(huán)破裂，就容易拉出氣缸壁槽。

4.2.2 活塞銷彈出

因?yàn)榛钊N沒有安裝卡簧或者其出現(xiàn)脫落、折斷的狀況，造成塞銷在運(yùn)動(dòng)過程中彈出，就容易使汽缸內(nèi)壁受傷，導(dǎo)致汽缸的汽輸向曲軸箱。

4.2.3 活塞缸間隙太大或者太小

假如活塞的質(zhì)量較差，尺寸太小或太小，造成活塞在銷裝配以后發(fā)生變形，使活塞和汽缸之間間隙不合理，導(dǎo)致活塞熱膨脹后被卡住，從而發(fā)生汽缸壁拉傷的現(xiàn)象。

4.2.4 活塞環(huán)積炭十分嚴(yán)重

活塞環(huán)中積累太多炭會(huì)導(dǎo)致其槽內(nèi)粘結(jié)或者咬死，并且積碳屬于較為堅(jiān)硬的磨料，會(huì)在汽缸壁劃出縱向凹槽。

4.2.5 活塞嚴(yán)重偏缸

因?yàn)檫B桿彎曲或變形，其軸頸、活塞銷座平行度與同軸度發(fā)生太大的偏差，造成汽缸活塞大幅度偏離，這將造成活塞環(huán)的加速磨損，對(duì)其油膜的形成產(chǎn)生破壞。

4.3 應(yīng)用的因素

4.3.1 進(jìn)氣系統(tǒng)沒有密封

因空氣過濾效果不佳，空氣中的灰塵、砂粒等雜物被吸入汽缸中，形成磨粒磨損。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)證明，假如每天吸引一定的粉塵，將會(huì)導(dǎo)致汽缸套磨損度增加10倍以上。

4.3.2 磨合較差

新發(fā)動(dòng)機(jī)或大幅度維修以后的汽缸套、活塞、活塞環(huán)等元件的表面會(huì)有許多細(xì)小不平，潤滑油膜難以形成。假如磨合端馬上投入大負(fù)荷運(yùn)行，很容易造成拉缸與早期磨損等故障。

4.3.3 頻繁低溫啟動(dòng)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫時(shí)啟動(dòng)，潤滑油粘度較大、流動(dòng)性差，很難在汽缸內(nèi)部形成良好的油膜。根據(jù)有關(guān)部分的研究，當(dāng)柴油機(jī)冷卻水溫度低于30C時(shí)開展作業(yè)，汽缸套等元件的汽缸套則為正常水平的5-7倍。

4.3.4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)太熱

當(dāng)冷卻系統(tǒng)維護(hù)不佳或者超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度態(tài)度不但會(huì)減少元件的機(jī)械強(qiáng)度，并且還會(huì)造成汽缸內(nèi)壁不能有效形成潤滑油膜;在通過受熱膨脹以后，活塞等元件容易在缸套中被卡死，最后造成活塞被融化，使得缸套內(nèi)部拉壞，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火。

5 改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸故障的措施

5.1 根據(jù)異響進(jìn)行診斷

發(fā)動(dòng)機(jī)在出現(xiàn)故障時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生異響，位于發(fā)動(dòng)機(jī)中上部的位置會(huì)出現(xiàn)清晰的“嗒嗒”聲，其主要是活塞敲擊氣缸的聲音，和活塞銷松動(dòng)的聲音相似。當(dāng)汽車?yán)鋮s時(shí)，噪音更明顯，但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的不斷增加，噪音逐漸變?nèi)?。如果加大油門，伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，聲音也隨之加大。如果用斷缸的方式進(jìn)行檢測，那么異常聲音則會(huì)消失。

5.2 根據(jù)排氣煙色進(jìn)行診斷

由于機(jī)油燃燒造成的拉缸往往伴隨著排氣管冒藍(lán)煙，機(jī)油耗損異常的現(xiàn)象，想要對(duì)故障進(jìn)行判斷，必須根據(jù)對(duì)機(jī)油壓力、耗量油質(zhì)消費(fèi)等進(jìn)行檢測，判斷其是否正常，對(duì)排氣管煙色進(jìn)行觀察，是否具有燒機(jī)油味，排氣管中是否粘滑潮濕，并且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率等狀況進(jìn)行檢測，以此來綜合了解，一般來說，能夠相對(duì)準(zhǔn)確的進(jìn)行判斷。

5.3 很久水溫表進(jìn)行判斷

因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)沒有得到充分冷卻和摩擦引起的溫度較高，經(jīng)常伴隨著水文表指示異常、冷卻水循環(huán)乏力等跡象。在找尋原因的過程中，應(yīng)該高度重視對(duì)水溫表、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻水箱水位、水管脈動(dòng)等各方面的情況進(jìn)行綜合分析與診斷。

5.4 司機(jī)應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)則

因?yàn)槠囋谳^長時(shí)間中沒有發(fā)動(dòng)，因此，在啟動(dòng)汽車以前，應(yīng)該按照相關(guān)說明對(duì)汽車的機(jī)油與冷卻液是否充足進(jìn)行檢查，如果缺少應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充。在啟動(dòng)汽車以后，不能馬上踩油門為發(fā)動(dòng)機(jī)形成如若的負(fù)荷，尤其是在北方寒冷的動(dòng)態(tài)，應(yīng)該讓發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)幾分鐘后再啟動(dòng)。當(dāng)發(fā)生水溫較高、油壓低、發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異味或者異常聲音時(shí)，應(yīng)立即停車，查明原因后立即維修，不得讓汽車帶病運(yùn)作。在開車時(shí)應(yīng)對(duì)儀表盤參數(shù)，水溫和油壓等進(jìn)行充分關(guān)注，對(duì)于發(fā)生的問題應(yīng)及時(shí)檢查和修復(fù)。

5.5 應(yīng)遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與工藝開展裝配修理

在維修和裝配方面，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與工藝要求，對(duì)需要更換的新零件逐一檢查，不符合標(biāo)準(zhǔn)的備件應(yīng)該剔除，對(duì)于不合格的新產(chǎn)品應(yīng)該進(jìn)行淘汰。在安裝缸套的過程中，應(yīng)將其放平，應(yīng)在缸套正中間施加壓力，并慢慢加強(qiáng)壓力，不能使用沖擊力。按照結(jié)束以后應(yīng)開展檢測工作，對(duì)缸套和活塞之間的配間隙是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)間隙進(jìn)行檢查。在市場中采購的活塞，因不能對(duì)其優(yōu)劣進(jìn)行分辨，在開展裝配以前，應(yīng)該進(jìn)行卸壓處理。把活塞放入70度的油中加熱6小時(shí)，以此來去除壓力，讓活塞在裝配和使用前保持穩(wěn)定。同時(shí)， 還應(yīng)該開展試車磨合。在裝配結(jié)束以后，有必要通過15個(gè)小時(shí)的熱磨合，在試車過程中，應(yīng)先降低運(yùn)行速度，然后使用中速運(yùn)行，對(duì)其聲音、油壓、水溫等條件高度重視，確定沒有異常以后，再進(jìn)行生產(chǎn)使用。

6 結(jié)論

總之，我們必須對(duì)形成拉缸的具體原因進(jìn)行分析，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行科學(xué)管理與正確使用，并嚴(yán)格遵守相關(guān)的操作流程，開展有效的預(yù)防措施，以此來降低或規(guī)避形成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的現(xiàn)象，確保汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛小江. 大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸故障原因及防范措施分析[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2018， No.373（15）：65-66.

[2]謝建新. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸失效機(jī)理分析與診斷方法研究[J]. 汽車實(shí)用技術(shù)， 2015， 000（008）：45-46.

[3]黃燦銀， 胡祝昌. 某款發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸故障的分析和優(yōu)化[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件， 2019（24）.

[4]蔣理. 大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸故障原因分析與使用維護(hù)[J]. 裝備制造， 2009（09）：196.

[5]宋玉琳. 五十鈴汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的原因及預(yù)防[J]. 汽車維護(hù)與修理， 1997（06）：21-22.