汽车发动机拉缸失效机理分析与诊断方法研究.docx

    汽车发动机拉缸失效机理分析与诊断方法研究    谢建新（青岛黄海学院，山东青岛266427）Summary：发动机故障种类繁多，据统计发动机拉缸故障约占发动机故障率的50%，文章主要从发动机活塞方面来分析拉缸故障的诊断方法，从而总结出拉缸故障的诊断思路和方法Keys：拉缸；配缸间隙；发动机过热；形线；椭圆度U464.1 ：A ：1671-7988(2015)08-45-02作者简介：谢建新，硕士研究生，就职于青岛黄海学院交通与船舶工程学院，主要研究方向为汽车制造与维修技术引言本文所研究的柴油机活塞为国内某货车整车厂与配套厂合作开发的柴油机活塞，主要用在某型矿用货车上，近期不断出现车辆柴油机粘缸的故障，给整车厂和配套厂带来了一定的损失本文主要研究柴油机粘缸的分析过程，提出解决流程，为解决此问题提供一定的思路1、活塞拉缸故障原因拉缸：活塞组在气缸内运动过程中，由于某种原因引活塞与气缸内壁产生摩擦现象，当达到到一定程度时，活塞表面产生金属熔物，发动机伴有轻微的敲缸声特别严重时，活塞及气缸套内表面将出现沟槽甚至活塞与气缸套发生卡死拉缸产生的原因有很多方面主要集中在以下几方面：（1）活塞的配缸间隙过小。

如果活塞在制造过程中发生尺寸误差过大，在铸造过程中材料的材质不良，那么活塞在运行过程中就会发生受热膨胀量变大，会造成活塞与气缸的配合间隙变小，进而拉伤气缸壁2）发动机过热发动机冷却系统发生异常或发动机超负荷运行（产生爆燃爆震），均会造成发动机热量不能及时散出去导致发动机过热，从而会使活塞过分膨胀，环槽与环卡死等问题产生，导致拉缸发生也会导致润滑油膜不能完全建立，或者是润滑油过稀或失效，导致活塞裙部出现拉缸3）装配不良活塞销与活塞销孔配合过紧，气缸在装配过程中操作不当造成圆度、圆柱度超差，装配时活塞与汽缸壁之间误进入异物等造成发动机拉缸2、活塞拉缸诊断流程具体拉缸活塞分析流程如图1所示3、活塞拉缸故障分析3.1 故障现象2011年3月14号在上饶维修站报告N350新车，使用不到二周发现发动机存在异响，异响来汽缸内部发动机返回主机厂拆机检查发现一缸存在较严重拉缸现象，其它三缸正常3.2 活塞故障原因分析若活塞的铸造性能不良和加工不良会造成拉缸问题制定了如下的分析方案，从三个方面对失效件进行分析：测量拉缸活塞形线测量拉缸活塞椭圆度拉缸活塞外观检查3.2.1 测量拉缸活塞形线使用形线仪测量一拉缸活塞的形线，图2-a 是一缸拉缸活塞，在图中已经标出了三个点的位置这三个位置除了“1”点位置没有产生拉缸损伤，其它两个位置均有拉缸损伤，尤其是“2”点位置拉伤严重。

图 2-b 是形线检测结果两图中三个点的位置是一一对应的，“1”位置形线不在标准范围内而且产生凸起变形因为拉缸造成此位置产生挤压变形，所以表现出凸起变形2”位置由于拉缸损伤，形线超差并且向内轻微凹陷3”位置由于严重拉缸，其形线严重超差并且向内严重凹陷从图2-b 中可以看出首先拉缸活塞存在形线，但是由于拉缸造成活塞严重损伤，形线严重超差3.2.2 测量拉缸活塞椭圆度使用圆度仪测量一二缸活塞的椭圆度拉缸活塞上取三个位置（如图2-a）所示测量椭圆度从图中可以看出这三个位置均存在拉缸损伤图 3-a 是15.5mm 位置的椭圆度，由于此位置存在拉缸现象，所以红色图框中的拉缸位置的椭圆已经超出“H”[来自wwW.lW5u.coM]形的标准公差范围椭圆也已经严重变形图 3-b 是30.0mm 位置的椭圆度，由于此位置也存在拉缸损伤，椭圆度跳动大，在图中右边的红色图框的椭圆已经消失而且椭圆也已经超出“H”形的标准公差范围图 3-c 是68.0mm 位置的椭圆度，红色框表示的椭圆图形已经变成近似直线，严重超差3.2.3 拉缸活塞外观检查观察活塞内腔的颜色并没有发现蓝色、红色或者是黑色等明显变色，说明活塞在工作过程并没有受到过高温。

观察活塞销孔的颜色也没有发现明显变色，说明活塞销与销孔之间配合良好观察活塞表面并无明显磕碰，拉缸处没有很深的痕迹，拉伤痕迹比较均匀说明活塞与气缸之间无异物存在观察活塞环槽并无大量积碳，这说明发动机燃烧状态很好，无爆燃，燃烧不充分等现象，活塞环与环槽之间无卡滞现象4、结论（1）对拉缸活塞的形线和椭圆度测量，其形线与椭圆度均存在，由于存在拉缸损伤所以均超差说明拉缸活塞装机之前形线和椭圆度在标准范围2）通过对拉缸活塞外观检查，未发现活塞受过高温，发动机的燃烧状态正常，活塞环与环槽之间配合正常，活塞与气缸之间无异物存在3）主机厂对故障发动机缸套进行检测，发现缸套使用存在问题缸套缸径偏小属于A组缸套，应该与A组活塞进行装配，但是却与B组活塞进行装机，造成活塞与气缸之间的配缸间隙过小，导致发动机产生拉缸现象Reference[1] 赵世来,王旭,宋东升.发动机拉缸问题的研究[J].黑龙江科技信息,2013（16）.[2] 莫持标.汽车发动机拉缸原因及预防[来自www.L]措施[J].科技资讯,2010(24).[3] 张国宝.柴油发动机拉缸的诊断与维修[J].河北：河北建筑工程学院院报,2010(01).[4] 桂江一.发动机活塞的结构及其特点[J].汽车维修与保养,2005.3.  -全文完-。