谈发动机缸体的几种常见故障预防及排除方法

余斌朝
发动机缸体是发动机的重要部件,是各种动力车辆的心脏,其工作条件复杂,要求高,一般均为整体铸件。它不仅承受各种复杂的机械作用力和热负荷作用力,还承受各种环境条件下的工作考验。发动机工作的好坏与缸体密不可分,操作使用不当,极易造成发动机缸体发生故障,严重时还会使缸体报废,造成不必要的经济损失。缸体部分的故障比较复杂而不容易判断和排除,要在长期的工作中积累经验,逐渐摸索才能掌握。在日常使用中,发动机缸体发生的常见故障有敲缸、拉缸、缸垫损坏和缸裂等。
一、敲缸
1故障征象
气缸内活塞上下运动时,左右晃动敲击气缸壁发出“哐铛”有节奏的金属敲击声,其响声随温度变化有所不同,发动机工作温度低时敲击声严重,温度升高时,响声减弱或消失,尤其在怠速时响声更清晰。还有因机油窜入燃烧室,排气管会冒蓝烟;燃气漏入曲轴箱,曲轴箱通气口会冒烟。
2故障原因
活塞和气缸套严重磨损,活塞和气缸配合间隙过大,活塞在压缩行程中受侧压力的一面偏向一侧,活塞经过上止点时,侧压力的作用方向改变,使活塞瞬时换向,从缸壁的一侧迅速转移到另一侧,与气缸壁发生撞击,发出声响。发动机在大修时装配不当,造成活塞与气缸配合间隙较大;活塞方向装反或缸套出现椭圆现象,会造成敲缸。空气滤清器损坏或结合面密封不严,使灰尘、杂质进入气缸加速磨损;活塞上的锥形环或扭曲环装反,油底壳机油过多等造成大量的机油进入燃烧室形成积碳,加速活塞与缸壁的磨损;气缸套安装不当,活塞连杆扭曲变形引起偏磨等都会引起敲缸。
3预防和排除方法
活塞和缸套的配合间隙过大超过规定值,应更换气缸套或对缸套进行镗磨,更换活塞环和换用大的活塞,新缸套使用一段时间后,可拆下旋转90°装入,使之磨损均匀。定期清洗空气滤清器,若有损坏应及时修理或更换,各接合面的密封圈不能漏装或损坏;安装锥形环和扭曲环时要注意方向;油底壳中的机油应保持在油标尺的两刻线之间;按要求正确安装气缸套,活塞连杆弯曲度和扭曲度,可以在连杆检验器上检验,二者均不能大于0.05 mm,否则要进行校正。要确定某个敲缸的气缸时,可把发动机转速固定在敲击声最响的位置上,采用“断火”的方法来判断,当某缸“断火”后,声音明显减弱或消失,即为该缸有敲缸故障。若要进一步判断,可用长嘴壶在活塞顶部加入机油,然后启动发动机,在启动后瞬间,若响声减弱或消失,过一会儿响声又出现,则说明此缸有敲缸故障。
二、拉缸
缸套内沿活塞运动方向的缸壁出现深浅不一的划痕,活塞在气缸内上下运动时,由于划痕的存在,缸内的高压气体就会从划痕处泄漏,产生响声。高压气体的泄漏使活塞顶端的压力下降,将直接导致发动机动力下降。
1故障征象
发动机气缸内拉伤出现划痕后,气缸内活塞与缸壁的密封性能下降,机油通过划痕窜入燃烧室燃烧,造成机油消耗增加,排气管冒黑烟。气缸漏气造成动力下降,油门越大烟越浓,动力也没明显提高。机油消耗量过大,如果不注意检查机油,还会造成润滑不良使活塞与缸壁的磨损加剧、恶化,摩擦表面形成烧蚀、穴蚀、划痕。严重时拉缸会导致发动机运转无力,更严重者活塞卡死在气缸内使发动机不能运转,自动熄火,该故障属严重故障,一经确定应该立即排除,避免造成更大的损失。
2故障原因
平常出车前不注意检查机油量,机油过少使活塞与缸壁润滑性能下降,造成干摩擦。长期不更换机油使带有金属屑或杂质的机油进入到摩擦表面,从而划伤摩擦表面形成划痕。选用劣质或变质机油使缸壁摩擦表面得不到良好润滑造成拉缸。空气滤清器损坏严重,异物沿进气管道进入气缸内,造成气缸拉伤。新装配的活塞与气缸之间的配合间隙过小,高温热胀后活塞环对气缸壁压力过大,摩擦力也加大。活塞销及销座孔磨损过大造成活塞销卡环脱出或折断,活塞销左右窜动超出活塞表面与缸壁摩擦,拉伤缸壁。活塞环开口间隙过小,受热膨胀后没有伸张余地而卡死,活塞环折断等原因都会造成拉缸。
3预防和排除方法
发动机拉缸主要以预防为主,拉缸发生后要解决问题费工费力。应做到养成良好习惯,定期检查、更换机油,机油不足时应及时添加,使用一段时间后及时更换。更换的机油应符合发动机的技术要求,不选用劣质或变质的机油。定时清洗机油滤清器或更换滤网,空气滤清器损坏后要及时更换。装配时要保证活塞与气缸之间的配合间隙,若配合间隙过小,可镗磨缸套使其间隙符合规定要求,若拉缸严重,应镗磨缸套并换用加大尺寸的活塞和活塞环。保证活塞环的开口间隙,将活塞环装入缸套内,用活塞把它顶到活塞处于上止点时该环应处的位置,然后用塞尺检查其端口间隙,如果间隙过小,可将其夹到带铜口的虎钳上用细锉刀锉修使其达到要求。活塞销和销座孔磨损过大时,应更换活塞销,活塞销卡环弹力不足时,也应该更换以保证活塞销与活塞之间的牢固性。新车或大修后的车,应按规定时间磨合后再使用。
三、缸垫损坏
1故障征象
缸垫损坏时会导致发动机发生漏水、漏气等现象,水箱或散热器中有大量气泡产生,水面有油花。缸垫破损发生漏水时,会使冷却液流入气缸进入油底壳导致机油乳化,影响润滑性能。油底壳中机油油面增高,油标尺上有水珠,严重时排气管向外排水。缸垫漏气多发生在相邻两缸之间的位置,有时还会出现放炮、回火等现象。
2故障原因
缸垫密封不严,使缸垫被热水或高压燃气烧蚀。缸垫安装时,安装面上有污物使缸垫密封不严或缸盖螺栓拧紧力矩不够、松紧不同,使螺母松动导致缸垫不密封而损坏。多缸机各缸套凸出缸体平面的高度差别大,使缸垫变形不一致。选用的气缸垫质量不好、厚薄不均,缸垫长期受高温作用而逐渐失去弹性,造成密封不良。缸盖与机体结合面存在缺陷或变形,使两者不能均匀紧密压紧气缸垫,造成漏气、漏水。
3预防和排除方法
缸套凸肩上平面高出机体平面的尺寸要符合规定,多缸机要均匀一致,高出太多时,可用研磨砂研磨缸套凸出面,高度太小,可在缸套凸肩下平面与机体结合处垫适当厚度的铜皮,以防漏水。如果发现油底壳机油量增加、机油变稀,水箱中水面有油花或冒气泡,应检查气缸垫是否烧坏而导致泄漏。缸盖上螺母松动应按规定扭矩拧紧。装配机体时与缸盖结合面的不平度应控制在规定范围内,若结合面变形,可在平面磨床上磨平。当确定缸垫损坏,应立即更换合格的缸垫。
四、机体裂纹
1故障征象
机体外表渗水、表面潮湿,水箱内水量减少过快或产生气泡。发动机发出的声响不正常,运转不稳定。冷却水流入油底壳内,油面升高,机油变稀。发动机工作时,排气管冒白烟,严重时排气管有排水现象。
2故障原因
发动机缺水工作机温过热,在水箱“开锅”或没水、没有熄火降温的情况下突然加入冷水,造成缸体破裂。冬季作业结束后未放干净水箱内的冷却水,水结冰冻裂机体。水箱内水垢过厚,使箱体局部产生高温。车辆发生事故,发动机受到碰撞致使机体产生裂纹。
3预防和排除方法
出车前先检查水箱内的水量是否充足,不足应及时添加。发动机因缺水机温过热时,应减小油门或熄火,等机体温度降低后再慢慢加入冷却水。在冬季寒冷时节,停车后一定要记得放净冷却水,以免冻裂机体。定期清理水垢,保证用洁净的软水来冷却。发动机启动后,应低速空负荷运转4~5 min,冬季时间应更长些,切忌猛轰油门、常时间超负荷作业。对受力较大、温度较高的部位出现裂纹,可用焊补磨平的方法修理,先在裂纹处开“V”形焊口,再焊补磨平,其它部位的裂纹可采用粘补修复。
发动机机体所产生的故障征象和一定的故障原因是相联系的,同一故障,可能产生于不同的原因;相同的故障原因,也有不同的故障征象。在实际工作中,一定要有效地积累经验,认真学习、善于思考、仔细分析,抓住一些规律,达到迅速准确地分析故障原因,预防及排除。(03)
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