發(fā)動機大修后出現(xiàn)拉缸的故障診斷與排除

黃榮波

發(fā)動機在大修過程中，由于對新?lián)Q件存在“標(biāo)準件”“純正部品”“合格品”等先入為主的思想，未對新更換件進行應(yīng)有的配合間隙檢查，有可能對發(fā)動機工作造成嚴重影響。

一、問題的提出

筆者曾參與大修一臺豐田佳美2.2小轎車。發(fā)動機在大修裝配后進行試機時,運轉(zhuǎn)不到30分鐘,發(fā)動機就自動熄火,再也運轉(zhuǎn)不了,出現(xiàn)了拉死現(xiàn)象。重新拆解后，發(fā)現(xiàn)四個汽缸中有兩個出現(xiàn)嚴重的拉缸。汽缸套拉花痕沿圓周均布，而且較深，導(dǎo)致活塞與缸套卡死，發(fā)動機運轉(zhuǎn)不了?；钊?、活塞環(huán)、活塞銷、汽缸套等都是新?lián)Q件，按常規(guī)不應(yīng)該有如此嚴重的問題出現(xiàn)。我們查閱了有關(guān)該車的資料，并進行了分析、檢查及排除工作。

二、導(dǎo)致拉缸的幾個原因

一般情況下，導(dǎo)致發(fā)動機拉缸有多種因素。例如，發(fā)動機水溫過高，導(dǎo)致活塞膨脹量過大，使配合間隙過?。粷櫥碗s質(zhì)過多，其雜質(zhì)在汽缸壁與活塞間形成磨料磨損，刮花缸壁；機油量過少，使油溫過高而黏度變小，油膜易被破壞而加速缸壁磨損；活塞有偏缸現(xiàn)象，導(dǎo)致活塞刮花汽缸套；活塞與汽缸的配合間隙過小，在活塞受熱膨脹后出現(xiàn)卡死；活塞環(huán)開口間隙過小，使環(huán)在受熱膨脹后卡死等等。我們本著先易后難的順序，一一檢查與排除。

三、對故障原因的排查

1.發(fā)動機冷卻水溫度過高

發(fā)動機冷卻水溫度過高，將會使機件受熱膨脹過大，影響正常的工作間隙。由于活塞與汽缸膨脹系數(shù)不同，在高溫影響下，活塞膨脹量大于汽缸膨脹量，所以有可能導(dǎo)致活塞拉缸卡死?；叵朐嚈C時的情況：試機前已加足冷卻液，剛著車時，發(fā)動機運轉(zhuǎn)一切正常，并沒有特別的異樣，冷卻系統(tǒng)各連接處當(dāng)時也未發(fā)現(xiàn)滲漏跡象，且當(dāng)時也有人坐在駕駛室觀察儀表、指示燈的情況，并沒有反映水溫高。加上發(fā)動機是在怠速運轉(zhuǎn)30分鐘左右就自動熄火，運轉(zhuǎn)時間較短，所以，基本可以排除是水溫高引起的故障。

2.發(fā)動機潤滑油雜質(zhì)太多

發(fā)動機在大修后，由于更換了活塞、活塞環(huán)、活塞銷、汽缸套、連桿軸瓦及主軸瓦等機件，這些機件處于重新磨合階段，因而產(chǎn)生的金屬磨屑數(shù)量較多。如果金屬磨屑過多地存在于運動表面，便會在各相互運動表面形成磨料磨損，加劇各運動表面的磨損程度，若在高溫高速高壓運動表面時情況更為突出。如果是這種情況導(dǎo)致的拉缸，會在活塞與汽缸壁之間形成少量的拉痕，而且拉痕深度一般會較淺。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)機油比較清澈，用手指捻搓機油，并無細粒感。將油滴在濾紙上，油斑痕跡也沒有太多雜質(zhì)，表示機油較干凈。觀察缸壁拉花痕跡，深度較深，呈圓周均布，所以也排除了由這種原因引起故障的可能性。

3.發(fā)動機潤滑油過少

潤滑油油量不足，會使?jié)櫥驮诎l(fā)動機運轉(zhuǎn)時溫度過高，黏度變小，而使粘附在機件表面的油膜容易被破壞，加速機件的磨損。特別是在活塞、汽缸壁等高速高溫運動表面，更加需要有堅固的油膜作潤滑保護，減小磨損。在試機時，已按規(guī)定油量加足潤滑油（包括新?lián)Q機油濾清器），拉出油尺檢查時，油痕也在正常的刻線范圍，而且發(fā)動機各油管接頭處也沒有見到有滲漏痕跡，所以也排除了這方面的原因。

4.活塞與汽缸間隙過小

為了保證活塞的正常工作，活塞與汽缸壁之間必須保持一定的配合間隙。間隙若過大，將會出現(xiàn)敲缸、漏氣、機油上竄燃燒室等現(xiàn)象；間隙過小，活塞受熱膨脹后會出現(xiàn)拉缸、卡死等故障。一般情況下，如果因為活塞與汽缸間隙過小而導(dǎo)致發(fā)動機運轉(zhuǎn)后的拉缸，缸套拉痕一般對應(yīng)在與活塞銷垂直的裙部位置（長軸位置），且在上下止點間的相對應(yīng)位置上，而活塞裙部也會有相應(yīng)的嚴重拉痕。由于活塞銷方向是活塞斷面的短軸方向，一般較少出現(xiàn)拉花，或拉痕深度較長軸方向淺。檢查已拉花的缸套與活塞的情況，發(fā)現(xiàn)活塞裙部并沒有明顯拉痕，而汽缸被拉花的痕跡是沿圓周均布，且位置在活塞裙部運動區(qū)域之上，也排除了活塞間隙原因所導(dǎo)致的拉缸。

5.活塞偏缸

所謂偏缸，是指活塞在汽缸中，沿活塞頂圓周方向與汽缸的間隙大小不等的現(xiàn)象。如果活塞出現(xiàn)偏缸，將會在運動過程中偏向曲軸軸向的前或后方向，使活塞和汽缸的前或后方向出現(xiàn)拉痕。但由于實際故障現(xiàn)象是拉痕呈圓周均布，所以也排除了由此原因引起的拉缸。

6.活塞環(huán)開口間隙過小

開口間隙是指活塞環(huán)裝入汽缸后，在開口處呈現(xiàn)的間隙。開口間隙的大小，對發(fā)動機工作也會有很大影響。間隙過大則漏氣嚴重，使發(fā)動機功率減?。婚g隙過小則活塞環(huán)受熱膨脹后可能導(dǎo)致卡死或折斷。由于活塞環(huán)與缸壁是圓周接觸，所以通常由活塞環(huán)開口間隙過小導(dǎo)致的拉缸，其現(xiàn)象一般是汽缸的拉花痕跡沿圓周均布，且沿軸向大概在活塞環(huán)運動的區(qū)域內(nèi)，活塞環(huán)表面的拉痕也沿圓周方向均布。由于第一道環(huán)溫度和壓力最高，所以拉花最嚴重，其拉痕與汽缸拉痕應(yīng)吻合。從拆檢的情況來分析，實際的拉花現(xiàn)象完全符合上述規(guī)律，所以可以確定應(yīng)為活塞環(huán)開口間隙過小，受熱膨脹后拉死缸壁所致。再回想起當(dāng)時大修時，大家受 “標(biāo)準件”思想影響，以致沒有對活塞環(huán)的開口間隙、側(cè)隙、背隙等作檢查，導(dǎo)致惡果產(chǎn)生。

四、排除故障

查出引起故障的原因后，我們再次更換了整套缸套、活塞、活塞環(huán)、活塞銷等機件。為防止重蹈覆轍，全組人對新更換件進行了全面、必要的檢查，特別對活塞與汽缸套的配合間隙、活塞的偏缸情況、活塞的開口間隙、側(cè)隙、背隙等作了詳細的檢查。

1.活塞與汽缸間隙的檢查

用千分尺在與活塞銷軸線垂直的方向上，距離活塞頂23.5mm處(5S-FE發(fā)動機標(biāo)準)測量活塞直徑,然后再用量缸表測汽缸的直徑(使用中的汽缸應(yīng)測量活塞在下止點時油環(huán)以下的位置,即磨損最少的位置),將汽缸直徑減去活塞直徑,即為活塞間隙。經(jīng)測量計算，得出間隙均在0.140～0.160mm的正常范圍內(nèi)。

2.檢查活塞是否有偏缸情況

在不裝活塞環(huán)的前提下，將全部活塞連桿組裝好，并按規(guī)定扭矩上緊連桿螺栓螺母。轉(zhuǎn)動曲軸，分別用厚薄規(guī)測量各缸活塞在上止點、下止點和上下止點中間位置的三個圓周位置，在曲軸軸向前后方向與汽缸的間隙。經(jīng)測量，各缸間隙均勻，沒有偏缸的現(xiàn)象。

3.活塞環(huán)開口間隙檢查

先把活塞環(huán)放入汽缸孔中，用活塞頭部將環(huán)推平（使用中的缸套應(yīng)用活塞推活塞環(huán)到正常行程的極限位置，其距離按此車標(biāo)準為115mm處）,之后用厚薄規(guī)測量開口間隙。經(jīng)測量后發(fā)現(xiàn)，除了有兩道氣環(huán)開口間隙過小外，其余均在正常范圍。之后將開口間隙過小的活塞環(huán)用銼刀在開口的一端銼去少許。銼修時經(jīng)常檢查,防止開口過大,并使開口平整,將環(huán)口合攏時,不能有偏斜現(xiàn)象。最后用細砂紙將毛刺磨掉,以防止端口鋒利又造成拉缸。

4.檢查活塞環(huán)的側(cè)隙和背隙

側(cè)隙是指活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)的上下間隙。把活塞環(huán)放在各自環(huán)槽內(nèi)，用厚薄規(guī)測量活塞環(huán)與環(huán)槽壁之間的間隙。經(jīng)測量，側(cè)隙全部符合標(biāo)準。而背隙是指活塞環(huán)裝入汽缸后，活塞環(huán)背面與活塞環(huán)槽底之間的間隙，通常用槽深和環(huán)寬之差來表示。經(jīng)檢查，背隙也符合規(guī)定。經(jīng)過測量、檢查確認正常后，重新裝復(fù)，試機后再沒有出現(xiàn)任何故障，一切恢復(fù)正常。

五、結(jié)束語

在平時的維修過程中，我們通常會帶著一種先入為主的心態(tài)，以為新更換件一定就是標(biāo)準的，絕對符合使用要求，忽視對機件進行必要的檢查，導(dǎo)致了不良后果出現(xiàn)，造成嚴重的經(jīng)濟損失。因此，在做任何事情之前都必須做足安全檢查工作,決不能疏忽大意,細節(jié)往往決定成敗。

（作者單位：廣東省肇慶汽車技工學(xué)校）