機(jī)械性能是電控部分的基礎(chǔ)
互聯(lián)網(wǎng) hongzhi 汽車構(gòu)造維修 2007-08-01
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隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的高新電子技術(shù)被運(yùn)用到汽車的各個(gè)系統(tǒng)中，使汽車的電控部分變得越來(lái)越復(fù)雜，汽車在使用中所出現(xiàn)的故障也因此變得撲朔迷離，故障現(xiàn)象看得見(jiàn)，故障原因摸不著，給我們的故障診斷增加了很大的難度。我們的維修工作由過(guò)去的“三分診斷，七分修理”而逐漸演變成為了“七分診斷，三分修理”。診斷故障成了我們維修工作中的重要內(nèi)容，故障診斷的準(zhǔn)確性及其速度也成了衡量一個(gè)維修技術(shù)人員水平高低的重要指標(biāo)。因此在維修行業(yè)中慢慢形成了一種重電控而輕機(jī)修的大環(huán)境，我們往往去學(xué)習(xí)大量的各種電控方面的知識(shí)，而忽略了對(duì)機(jī)械構(gòu)造、機(jī)械性能等方面知識(shí)的學(xué)習(xí)與研究。這樣在我們維修作業(yè)中對(duì)于故障的診斷往往只向電控方面考慮，忽略機(jī)械性能對(duì)于電控系統(tǒng)的重要性而造成誤診；對(duì)于裝配修理則常常因?qū)?shù)據(jù)理解的不準(zhǔn)確或?qū)C(jī)械構(gòu)造的不熟悉而造成裝配失誤。電控部分在現(xiàn)代汽車（特別是高檔汽車）的各個(gè)系統(tǒng)中雖然占有十分重要的位置，但我們要明白發(fā)動(dòng)機(jī)（當(dāng)然也包括車身及底盤）電控裝置的正常工作是以正常發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械性能為前提的，沒(méi)有了機(jī)械部分的正常工作，再先進(jìn)、再完善的一套電控系統(tǒng)都是無(wú)法正常工作的。 現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是越來(lái)越好，其結(jié)構(gòu)及其控制也是愈來(lái)愈復(fù)雜，但是萬(wàn)變不離其宗，它還是由兩大機(jī)構(gòu)和六大系統(tǒng)組成——配氣機(jī)構(gòu)和曲軸連桿機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)。只不過(guò)是為了提高其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、舒適性、低排放性等指標(biāo)，在制造中增加了不少機(jī)械部件，并提高了裝配精度，在運(yùn)行控制方面采用了更加先進(jìn)而復(fù)雜的電控技術(shù)，從而使其機(jī)械性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)。 城市道路的改善，四通八達(dá)的高速公路的建成，使現(xiàn)代汽車的行駛速度越來(lái)越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也越來(lái)越快。過(guò)去高速公路限速為90km/h,現(xiàn)在改成了110km/h，但實(shí)際上在高速公路上行駛的汽車，其車速一般都在120km/h~160km/h（貨車除外），有些高檔車的車速都在180km/h左右。為了適應(yīng)這種高轉(zhuǎn)速、大扭矩的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)和制造裝配工藝上有了重大改進(jìn)，特別是在配氣機(jī)構(gòu)和曲軸連桿機(jī)構(gòu)這兩大機(jī)構(gòu)中�，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)從形狀上看其發(fā)展是缸蓋逐漸增大，而缸體逐漸縮小。從其內(nèi)部看是配氣機(jī)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,活塞和連桿越來(lái)越短,越來(lái)越輕,缸徑也越來(lái)越小，如2.0L的發(fā)動(dòng)機(jī)有不少都是6V型發(fā)動(dòng)機(jī)。軸瓦幾乎都是采用鋁基三層合金瓦，內(nèi)表面為含油能力強(qiáng)且耐磨的一層軟金屬，約0.25mm左右，中間為鋁基，外面為剛背基片。這些變化大家在實(shí)際工作中可能都注意到了，但不知道有沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)一步的思考，探求其中的原因。我想大概有以下幾個(gè)的方面的原因：第一，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的大小與其每個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣量有很大關(guān)系，其充氣系數(shù)越高，混合氣燃燒所作的功就越多，提高進(jìn)氣系數(shù)最有效的辦法是改變各種轉(zhuǎn)速下的配氣相位角及氣門升程（配氣相位角是指進(jìn)、排氣門開(kāi)啟和關(guān)閉角與曲軸轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中進(jìn)氣遲后角的大小對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響最大），使進(jìn)氣充分，排氣徹底。因此，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用可變配氣相位或可變氣門升程機(jī)構(gòu)，進(jìn)、排氣門采用多氣門的形式，由電控部分根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷等條件進(jìn)行精確控制。第二，活塞、連桿重量的變輕是為了減小高速時(shí)由于自身重量而對(duì)大小瓦及活塞銷的慣性沖擊，從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，也減小了噪音。第三，活塞及連桿變短后，既減輕了活塞和連桿的重量，也相應(yīng)減小了曲柄的回轉(zhuǎn)半徑，同樣減小了沖擊。另外，這樣也為復(fù)雜的配氣機(jī)構(gòu)及龐大的進(jìn)氣系統(tǒng)讓出了足夠的空間。第四，采用小缸徑、多氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，一方面可以減小噪音增加運(yùn)行的平穩(wěn)性，另一方面也是為了減輕曲軸連桿機(jī)構(gòu)各部件的重量，以適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)的需要。我們只有了解制造者的思路，掌握其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及裝配數(shù)據(jù)和工藝，在維修裝配中，在故障診斷上，才能有的放矢，確保維修質(zhì)量。 現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的慣性都增大不少，制造者在制造中都想方設(shè)法來(lái)減小慣性沖擊，增強(qiáng)各磨擦部件之間的潤(rùn)滑。那么我們?cè)诰S修裝配中，要注意的重點(diǎn)就是軸瓦配合間隙，活塞與缸壁的配合間隙以及每組活塞、連桿重量的均勻程度等，許多維修手冊(cè)中都介紹了軸瓦間隙及缸壁間隙的裝配數(shù)據(jù)。我們?cè)诠ぷ鳟?dāng)中，很多時(shí)候明明是按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)組裝的，但是出廠不久車又回來(lái)了——發(fā)動(dòng)機(jī)有了異響，或一跑高速就發(fā)抖，或干脆就抱軸了、拉缸了。為什么會(huì)這樣呢？因?yàn)楝F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高及急加油 、急起步的駕駛方式對(duì)高速運(yùn)動(dòng)部件的配合間隙有了更高的要求，間隙大一點(diǎn)，跑幾次高速就可能響了，間隙小一點(diǎn)，一次高速就有可能抱軸拉缸。難道數(shù)據(jù)錯(cuò)了嗎？我認(rèn)為沒(méi)有，只是我們的理解沒(méi)有跟上發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展。手冊(cè)中的數(shù)據(jù)不是唯一值，它給的是一個(gè)數(shù)值范圍，如某發(fā)動(dòng)機(jī)的軸瓦間隙標(biāo)準(zhǔn)為0.02~0.05mm，一個(gè)最小值，一個(gè)最大值，也就是說(shuō)小于0.02mm就有可能抱軸，大于0.05mm就有可能響瓦。那么我們?cè)谘b配時(shí)有的接近0.02mm或0.05mm，而且有的甚至比0.02mm還小一些或比0.05mm還大一些，總認(rèn)為離0.02~0.05mm標(biāo)準(zhǔn)值不遠(yuǎn)就行。試想一下，小于0.02mm就有可能抱軸，大于0.05mm就有可能瓦響，你裝的能有質(zhì)量保證么？手冊(cè)中的數(shù)據(jù)范圍我們要取中間值，不能接近大值或小值，如范圍是0.02~0.05mm，那么我們就應(yīng)取其中間值0.035mm，只有這樣我們裝配出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)才能有質(zhì)量保證。 裝配精度固然重要，但裝配的操作要領(lǐng)我們同樣也不能忽視。有些故障我們判斷的很準(zhǔn)確，但在維修中只注重裝配間隙及各部件的配合，卻沒(méi)有嚴(yán)格按照操作要領(lǐng)去做，甚至有些工作違反了操作規(guī)程，這樣維修出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量同樣是沒(méi)有保證的。如我們平時(shí)在裝活塞銷、氣門導(dǎo)管時(shí)，往往是在常溫下直接硬壓，其理由是沒(méi)有加熱和冷卻的條件，過(guò)去一直都這么干，也沒(méi)有出過(guò)事�，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)功率的增強(qiáng)及轉(zhuǎn)速的提高，過(guò)去沒(méi)有出問(wèn)題，現(xiàn)在就有可能出問(wèn)題。沒(méi)有條件我們也不能蠻干，要自己想辦法創(chuàng)造條件，缸蓋、活塞我們可以用熱水加熱，活塞銷、氣門導(dǎo)管可以放到冰箱中冷凍，然后再按要求組裝，只有這樣才能保證質(zhì)量。有時(shí)我們?cè)趽Q活塞環(huán)時(shí)，需清理環(huán)槽中的積碳，其積碳很堅(jiān)硬，很難清理，為了盡快清除掉，而采用刮刀刮，砂紙磨的辦法來(lái)清除，這樣不是損傷了槽底就是刮磨去了槽岸，造成活塞環(huán)在高速運(yùn)動(dòng)中傾斜而形成竄氣竄油、動(dòng)力不足等故障。過(guò)去在鉸氣門口時(shí)如果鉸低了，造成氣門關(guān)閉不嚴(yán)，往往采取磨氣門桿頂部的辦法來(lái)解決。但現(xiàn)在這種辦法嚴(yán)禁使用，一是現(xiàn)在大部分發(fā)動(dòng)機(jī)為液壓挺筒結(jié)構(gòu)，氣門間隙自動(dòng)調(diào)整，一旦磨短氣門桿，其氣門間隙往往會(huì)超出挺筒伸縮的范圍而造成氣門腳響；二是把氣門桿頂部堅(jiān)硬的合金層磨掉后（況且我們還磨不平），剛裝上時(shí)可能不響，但經(jīng)過(guò)氣門的高速運(yùn)動(dòng)撞擊，氣門間隙就會(huì)慢慢變大，一旦超出挺筒的調(diào)整范圍，不但會(huì)出現(xiàn)異響，而且還會(huì)影響進(jìn)排氣質(zhì)量，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。有些發(fā)動(dòng)機(jī)在裝配時(shí)其軸瓦間隙都在標(biāo)準(zhǔn)范圍的中間值附近，但是在裝配時(shí)為了達(dá)到這個(gè)數(shù)據(jù)，把瓦內(nèi)表面上那層軟金屬涂層給刮掉了，而且結(jié)合面也得不到保證。這樣裝配的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，特別是大負(fù)荷高速行駛，可能會(huì)有的潤(rùn)滑不好，造成抱軸，而多數(shù)可能會(huì)使軸瓦間隙逐漸變大而出現(xiàn)異響，嚴(yán)重的造成泄油，使?jié)櫥到y(tǒng)的壓力不足，造成氣門響機(jī)油警示燈報(bào)警。不正確的操作存在于我們工作中的方方面面，這就要求我們不斷學(xué)習(xí)深刻領(lǐng)會(huì)操作要領(lǐng)，嚴(yán)格要求自己，不要存在僥幸心理。 發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)或動(dòng)力不足等故障在我們?nèi)粘９ぷ髦薪?jīng)常遇到。在診斷這些故障時(shí)，我們常常憑經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為不是點(diǎn)火系統(tǒng)的故障就是燃油系統(tǒng)的故障（如缸壓正常），而事實(shí)上有不少是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械故障造成的。如新裝的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)正常，而高速運(yùn)轉(zhuǎn)就發(fā)抖，轉(zhuǎn)速越高，抖動(dòng)越大。故障產(chǎn)生的原因往往是換的連桿或活塞有重有輕，或者是新裝的曲軸、飛輪等動(dòng)不平衡。怠速時(shí)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，有些是由于真空管脫落或進(jìn)氣管有裂紋等造成的。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的故障除缸壓低之外，有不少往往是由于進(jìn)排氣凸輪軸的相位裝配不當(dāng)或氣門升程機(jī)構(gòu)卡滯造成的。有的車若配氣相位不正確根本就不噴油，無(wú)法啟動(dòng)。象奧迪100、C3V6發(fā)動(dòng)機(jī)如果正時(shí)皮帶錯(cuò)三個(gè)以上齒的話，就無(wú)火不噴油。你檢查轉(zhuǎn)速信號(hào)、曲軸位置信號(hào)、凸輪軸位置信號(hào)等都正常，缸壓也在正常范圍內(nèi)，可就是無(wú)法啟動(dòng)，如果只往電控部分去查找故障原因，恐怕永遠(yuǎn)也解決不了問(wèn)題。還有些發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的車輛，有可能是由于爆震傳感器始終有爆震信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)電控電腦，從而造成點(diǎn)火過(guò)遲，但我們急加速或低速大負(fù)荷條件下試車卻沒(méi)有一點(diǎn)爆震的跡象。在這種情況下，我們往往認(rèn)為是電控部分出了問(wèn)題，測(cè)量線路、換爆震傳感器、甚至把發(fā)動(dòng)機(jī)電腦都換了，還是沒(méi)有解決問(wèn)題。這種情況可能恰恰是由于靠近傳感器部位有螺絲松動(dòng)，或有堅(jiān)硬的物體輕碰缸體，其聲音很小，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)噪音下我們無(wú)法聽(tīng)到，但是它的敲擊頻率及時(shí)間卻恰好在發(fā)動(dòng)機(jī)電腦對(duì)爆震信號(hào)的監(jiān)測(cè)窗口之內(nèi)（爆震并非在任何時(shí)候都會(huì)發(fā)生，通常只出現(xiàn)在各缸作功行程上止點(diǎn)到上止點(diǎn)后的70度至90度曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)。為此，在電腦內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)爆震窗口，只接收這一曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的爆震信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)處理，來(lái)推遲點(diǎn)火提前角，防止爆震的產(chǎn)生。爆震傳感器所監(jiān)測(cè)的震動(dòng)頻率實(shí)際上不是真正爆震所產(chǎn)生的震動(dòng)頻率，而是即將產(chǎn)生爆震的一個(gè)臨界頻率范圍）。發(fā)動(dòng)機(jī)電腦獲得這個(gè)信號(hào)后，就誤認(rèn)為在當(dāng)時(shí)的點(diǎn)火提前角下即將產(chǎn)生爆震，于是發(fā)動(dòng)機(jī)電腦就給點(diǎn)火系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)，讓點(diǎn)火系統(tǒng)推遲點(diǎn)火提前角，有些車型還同時(shí)給廢氣在循環(huán)閥一個(gè)信號(hào)，令其開(kāi)度增大，增加廢氣流量，減小產(chǎn)生爆震的傾向，其結(jié)果是使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，加速發(fā)悶。在很多的故障實(shí)例中，看似電控部分的故障，但其根源卻是由于機(jī)械方面的原因產(chǎn)生的，我們只有機(jī)電全面考慮，綜合分析，才能準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)，減少誤判 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