司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障解析

石偉光 陳 奇

（陸軍第二綜合訓(xùn)練基地，福建 漳州 363107）

0 前言

司訓(xùn)汽車是指用來承擔(dān)駕駛員培訓(xùn)的交通運(yùn)輸工具，發(fā)動(dòng)機(jī)是司訓(xùn)汽車的核心組成部分，是司訓(xùn)汽車的動(dòng)力來源。在司訓(xùn)汽車中，由發(fā)動(dòng)機(jī)原因造成的故障高達(dá)50%以上， 這是因?yàn)樗居?xùn)汽車使用的固有特點(diǎn)造成的，例如怠速時(shí)間長，急加速、啟動(dòng)即走和急停急走工況多，還有維護(hù)保養(yǎng)不到位等，為此研究分析司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障以及其特點(diǎn)， 并提出預(yù)防措施，對提高司訓(xùn)單位效益具有十分重要參考價(jià)值。

1 司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障特點(diǎn)

掌握司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障的基本特點(diǎn)，對及時(shí)分辨、處理和解決常見故障十分關(guān)鍵，司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障錯(cuò)綜復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)，主要有8 種表現(xiàn)形式。1）出現(xiàn)壓力異常現(xiàn)象。例如冷卻水壓力、機(jī)油壓力、燃油壓力及壓縮空氣壓力等發(fā)生異常。2）出現(xiàn)溫度異常現(xiàn)象。例如冷卻水溫度、機(jī)油溫度、排氣溫度等出現(xiàn)異常。3）出現(xiàn)聲音異常現(xiàn)象。例如運(yùn)行時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出異常聲響，出現(xiàn)有規(guī)律或無規(guī)律撞擊聲、磨擦聲和排氣聲等。4）出現(xiàn)震動(dòng)異常現(xiàn)象。例如過大過多震動(dòng)、間歇性震動(dòng)和偶發(fā)性震動(dòng)等。5）出現(xiàn)功率異常現(xiàn)象。例如啟動(dòng)機(jī)功率、加速功率、負(fù)荷功率不足等。6）散發(fā)異常味道。7）排出異常煙。8）流出異常的水。對于這些故障要防微杜漸，因?yàn)槠鸪醍惓３潭群苄。绻患皶r(shí)處理，就會(huì)越來越嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢[1]。

2 司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障分析

司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障，主要是由于其使用的固有特點(diǎn)造成的，一般表現(xiàn)為4 個(gè)方面。

2.1 操作方面

因?yàn)樗居?xùn)汽車的操作者大多為剛接觸汽車的學(xué)員，對汽車結(jié)構(gòu)不熟悉，駕駛動(dòng)作不協(xié)調(diào)，所以在使用中常存在以下問題。

2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后立即進(jìn)入高轉(zhuǎn)速運(yùn)行

發(fā)動(dòng)機(jī)通常都采用強(qiáng)制潤滑方式，潤滑油路如圖1 所示，機(jī)油從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸油箱傳遞到各潤滑點(diǎn)需要一段時(shí)間，啟動(dòng)后過快轉(zhuǎn)入高速運(yùn)行，因?yàn)檫€沒有充分地潤滑，容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑不良，所以產(chǎn)生故障[2]；還有，發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的主要原因就是低溫機(jī)械磨損，剛啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度還沒有達(dá)到正常工作溫度，這時(shí)轉(zhuǎn)入高速運(yùn)行，會(huì)加重機(jī)件的磨損。

2.1.2 急加速工況多

由于剛接觸汽車的學(xué)員動(dòng)作不協(xié)調(diào)，經(jīng)常加速，使得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速忽高忽低、急劇變換，使發(fā)動(dòng)機(jī)零部件受到了不必要的沖擊而變形，另外，零部件表面短時(shí)間缺乏潤滑油也會(huì)導(dǎo)致異常摩擦現(xiàn)象，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油路

2.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)

由于司訓(xùn)汽車場地練習(xí)和道路駕駛講解等原因，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)長時(shí)間處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，造成燃料燃燒不完全，容易產(chǎn)生積碳危害，此外，未充分燃燒的燃油凝聚會(huì)沖刷氣缸壁，并進(jìn)入潤滑油中，使?jié)櫥拖♂屪冑|(zhì)，如圖2 所示。隨著潤滑油稀釋，發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)副之間的油膜厚度逐漸減小，零件因?yàn)榈貌坏搅己玫臐櫥觿∧p。

圖2 油質(zhì)油膜與磨損關(guān)系

2.1.4 急停急走時(shí)機(jī)多

由于學(xué)員操作不當(dāng)經(jīng)常造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，為了趕上培訓(xùn)節(jié)奏，又需要立刻啟動(dòng)行走。急停急走、頻繁啟動(dòng)，會(huì)造成啟動(dòng)機(jī)磨損、發(fā)熱和軸承抱死等現(xiàn)象，危害啟動(dòng)機(jī)壽命；同時(shí)也會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)械零件沖擊變形和異常摩擦，使啟動(dòng)機(jī)功率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，壽命縮短。

2.2 零部件方面

司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)日常使用的條件比較特殊，一些零部件損傷較快，可以總結(jié)出4 個(gè)原因。1）氣缸、活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿和曲軸滑動(dòng)軸承磨損失效。2）護(hù)風(fēng)圈、風(fēng)扇離合器和溫度調(diào)節(jié)器失效，冷卻水箱漏水、上下水管滲漏及缸墊漏水等。3）氣門、氣門座以及噴油嘴因積碳關(guān)閉不完全，燃燒室積碳造成壓縮比過大。4）啟動(dòng)機(jī)軸承、離合器和飛輪齒圈因?yàn)轭l繁啟動(dòng)造成磨損失效。

2.3 維護(hù)方面

司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用單位為了提高經(jīng)濟(jì)效益，往往重使用輕維護(hù)，造成3 個(gè)不良后果。1）采用其他水質(zhì)代替DCA冷卻液造成水垢、水銹及凝膠等污物蘊(yùn)蓄，堵塞了水套，清洗不及時(shí)導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)散熱效果降低。2）空氣濾清器、燃油濾清器和機(jī)油濾清器的濾芯及機(jī)構(gòu)密封圈未能及時(shí)進(jìn)行更換，造成發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部磨料磨損，進(jìn)而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。3）潤滑油因高溫或燃油滲入使其稀釋變質(zhì)，沒及時(shí)進(jìn)行潤滑油更換，致使發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)副零件磨損加劇。

2.4 強(qiáng)度方面

駕駛員培訓(xùn)一般都是由多人分組、分批次組織培訓(xùn)，為了節(jié)省時(shí)間，經(jīng)常出現(xiàn)司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)超強(qiáng)度疲勞運(yùn)行的現(xiàn)象。一方面是學(xué)員為了熟悉掌握駕駛技能，盡快拿到駕駛證，加班加點(diǎn)練習(xí)。另一方面是承訓(xùn)單位為了提高經(jīng)濟(jì)效益，有意縮短司訓(xùn)汽車裝備的休整時(shí)間。這些都會(huì)增加司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用強(qiáng)度，造成零部件疲勞損壞。

3 司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障預(yù)防

受零部件老化變質(zhì)、維護(hù)與保養(yǎng)不及時(shí)和操作不規(guī)范等因素的影響，司訓(xùn)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種各樣的故障，所以為了有效地延長司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，需要采取一定的預(yù)防措施。

3.1 保證正常的工作轉(zhuǎn)速

保證正常的工作轉(zhuǎn)速主要取決于學(xué)員對司訓(xùn)汽車的使用。發(fā)動(dòng)機(jī)不能超速工作，要在合理的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。還要均勻地加減油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變動(dòng)處于平緩的狀態(tài)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大起大落。

3.2 保證合適的工作溫度

摩擦副中零件的磨損和溫度的關(guān)系如圖3 所示，在合理的溫度范圍內(nèi)磨損最小，溫度過高或過低都會(huì)急劇增加零件的磨損。所以，操作人員不但要防止發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而且要防止發(fā)動(dòng)機(jī)在超出規(guī)定溫度下工作，具體的做法就是在訓(xùn)練過程中要經(jīng)常關(guān)注相關(guān)溫度表上的數(shù)值，檢查冷卻系統(tǒng)的工作狀況，發(fā)現(xiàn)問題立即停機(jī)，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)排除。

圖3 溫度-磨損曲線

3.3 保證必要的雜質(zhì)濾清

灰塵、砂礫以及金屬屑等機(jī)械雜質(zhì)，一旦進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，到達(dá)各摩擦副之間，會(huì)對其造成非常大的危害[2]。因此，對于司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)來說，要進(jìn)行必要的雜質(zhì)濾清，才能延長使用壽命，主要是做好3 個(gè)方面的工作。1）做好防護(hù)工作，防止各種機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。2）維修時(shí)采用優(yōu)質(zhì)、配套的零部件，減少零部件自身產(chǎn)生金屬屑。3）保養(yǎng)時(shí)采用優(yōu)質(zhì)的潤滑油、冷卻液，防止帶入有害雜質(zhì)。

3.4 保證必要的零件潤滑

發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有3 種主要失效形式，即磨損、腐蝕和老化，其中磨損所引起的失效所占的比例最大[3]，如圖4 所示。因此，要預(yù)防司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，就要在使用過程中經(jīng)常檢查、更換潤滑油，保證零部件的必要潤滑，減輕機(jī)件的磨損。

圖4 失效形式影響

3.5 保證合理的工作時(shí)間

如圖5 所示，線性疲勞損傷積累理論——帕姆格倫-邁因納定理認(rèn)為，每一次載荷循環(huán)都對零件造成一定量的相互獨(dú)立的損傷，總損傷是每一次疲勞損傷的線性累加，當(dāng)總損傷達(dá)到臨界值時(shí)，零件將發(fā)生疲勞破壞。所以，為了延遲零件總損傷達(dá)到臨界值，就要合理安排司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工作時(shí)間，經(jīng)常進(jìn)行停機(jī)維護(hù)，減少疲勞損傷積累，從而預(yù)防發(fā)生故障。

圖5 線性疲勞損傷

4 結(jié)語

綜上所述，司訓(xùn)汽車是指用來承擔(dān)駕駛員培訓(xùn)的交通運(yùn)輸工具，因其受工作條件的影響，造成其發(fā)動(dòng)機(jī)故障率較高。掌握司訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障的特點(diǎn)，對其進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，對提高司訓(xùn)汽車使用壽命，進(jìn)而提高司訓(xùn)單位效益具有十分重要指導(dǎo)意義。