發(fā)動(dòng)機(jī)“敲缸”敲的是哪兒?敲缸都是機(jī)械故障嗎?敲缸的基本原理
所謂發(fā)動(dòng)機(jī)爆震,是指發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞撞擊氣缸壁,發(fā)出叮當(dāng)聲的現(xiàn)象。它與上述幾種故障最大的區(qū)別在于:拉缸、爆缸、頂缸都是嚴(yán)重的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障,而敲缸不一定是故障!
對(duì)于所有的往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī),都會(huì)有爆缸現(xiàn)象,只是嚴(yán)重程度不同;而在一些特殊工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)難免會(huì)出現(xiàn)爆缸現(xiàn)象。當(dāng)然,如果是嚴(yán)重的敲擊聲,那就是機(jī)械故障了。
上一篇文章提到過(guò),發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞與氣缸壁之間存在0.05~0.10mm的間隙。不同的發(fā)動(dòng)機(jī)間隙大小不同,不同溫度下的發(fā)動(dòng)機(jī)間隙也不同。通常,發(fā)動(dòng)機(jī)冷時(shí)間隙較大。預(yù)熱期間差距較小。由于這個(gè)間隙的存在,當(dāng)活塞在上下死點(diǎn)換向時(shí),會(huì)敲擊對(duì)面的氣缸壁,發(fā)出敲擊聲。
讓我們?cè)敿?xì)談?wù)勊@?,活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)。在連桿推力的作用下,活塞沿氣缸壁左側(cè)向上運(yùn)動(dòng);拉動(dòng)時(shí),它會(huì)沿著氣缸壁的右側(cè)向下移動(dòng)。這樣,當(dāng)活塞處于上止點(diǎn)位置時(shí),就會(huì)有一個(gè)從左側(cè)向右側(cè)過(guò)渡的過(guò)程。在此過(guò)程中,活塞會(huì)在側(cè)壓力的作用下撞擊氣缸壁,這是氣缸爆震的基本原理。
可見(jiàn),凡是往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī),在上下死點(diǎn)都會(huì)有活塞換向,所以會(huì)出現(xiàn)爆缸現(xiàn)象。發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作過(guò)程中有四個(gè)沖程,活塞反轉(zhuǎn)四次,所以理論上氣缸會(huì)有四次爆震。只是在下死點(diǎn),氣缸壓力較低,潤(rùn)滑較好,氣缸磨損也較小,敲擊聲不明顯,一般被忽略;而在上止點(diǎn),可能是排氣沖程的末期,也可能是壓縮沖程的末期和做功沖程的開(kāi)始,這兩種情況下,活塞頂部的壓力都相對(duì)較大大,故活塞反轉(zhuǎn)較快,敲擊聲較明顯。特別是在壓縮沖程末和做功沖程開(kāi)始時(shí),活塞在巨大壓力的作用下幾乎從一側(cè)射向另一側(cè),汽缸的敲擊聲相當(dāng)明顯。
為了緩解發(fā)動(dòng)機(jī)爆震現(xiàn)象,發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn),最常見(jiàn)的方式是活塞銷座的偏置。即活塞銷座偏向工作側(cè)承受壓力的方向12mm。這樣,當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí),活塞頂部的氣體壓力使活塞傾斜,下端的裙部首先改變方向;然后活塞越過(guò)上止點(diǎn),側(cè)壓反向作用,以活塞下端裙部為支撐點(diǎn)偏轉(zhuǎn)方向。這樣,活塞換向分兩步完成,換向時(shí)間延長(zhǎng),沖擊力減小,爆震現(xiàn)象大大減少。
發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)時(shí),活塞與氣缸壁的間隙較大,兩者之間的潤(rùn)滑不好,活塞換向時(shí)的沖擊力也較大,所以很多車都會(huì)出現(xiàn)爆震現(xiàn)象發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)的聲音。有些發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)時(shí)發(fā)出的叮當(dāng)聲就是這種敲擊聲。尤其是柴油機(jī),這種現(xiàn)象尤為明顯。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高時(shí),活塞與氣缸壁的間隙變小,潤(rùn)滑改善,爆震聲也變得不明顯。這是正?,F(xiàn)象。
發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),燃燒室壓力最高點(diǎn)出現(xiàn)在活塞越過(guò)上止點(diǎn)開(kāi)始下降時(shí)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早(或噴油時(shí)間過(guò)早),當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí),燃燒室已經(jīng)出現(xiàn)最高壓力點(diǎn)。這時(shí),活塞反轉(zhuǎn)非???,活塞猛烈撞擊對(duì)面的氣缸壁,發(fā)出一聲巨響。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早(或噴油時(shí)間過(guò)早)、發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷運(yùn)行(如重載爬坡、急加速等)時(shí),俗稱拉桿.在這種情況下,一般發(fā)動(dòng)機(jī)的功率會(huì)略有增加,以滿足汽車的短期超負(fù)荷運(yùn)行。如果長(zhǎng)期處于這種工作狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)嚴(yán)重磨損,壽命會(huì)縮短。
另一種情況是發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí),活塞頂部的可燃混合氣多點(diǎn)燃燒,燃燒室內(nèi)壓力異常升高,氣流紊亂,活塞在高氣流沖擊下發(fā)生高頻振蕩。 - 高溫高壓氣體。擺動(dòng)反復(fù)撞擊缸壁,發(fā)出尖銳的響聲,也是敲缸的一種。這是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒異常引起的爆缸故障。只要消除爆燃,故障就會(huì)消失。最常見(jiàn)的是使用不符合標(biāo)簽的汽油。比如規(guī)定使用95號(hào)汽油,車主卻使用92號(hào)汽油。發(fā)動(dòng)機(jī)在重負(fù)荷工作時(shí),汽油會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)爆燃,造成爆缸故障。
另外,發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)爆震現(xiàn)象屬于機(jī)械故障。例如,活塞與氣缸壁之間的間隙因過(guò)度磨損和氣缸爆震而增大;或活塞與缸壁潤(rùn)滑不良,兩者金屬件直接接觸,無(wú)油膜隔離;或連桿變形,缸體變形。氣缸中心線偏移,活塞偏離氣缸,或活塞尺寸過(guò)大等,也會(huì)導(dǎo)致氣缸爆震故障。
發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)中上部會(huì)發(fā)出連續(xù)有節(jié)奏的金屬敲擊聲。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和溫度發(fā)生變化時(shí),爆震聲也會(huì)消失或減弱。在日常工作中,通常采用單缸打火或斷油的方法來(lái)判斷具體的汽缸爆震位置:如果某缸斷油后爆震聲消失,則可以判斷該缸有爆震過(guò)錯(cuò)。一般來(lái)說(shuō),如果發(fā)動(dòng)機(jī)只是在冷車時(shí)敲擊氣缸,熱車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)消失,則無(wú)需處理;如果冷車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)正常,但熱車時(shí)卻敲缸,或兩者都敲缸,則為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障。必須拆開(kāi)維修。
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