一起发动机液压挺杆异响故障的诊断与排除

一起发动机液压挺杆异响故障的诊断与排除 承德石油高等专科学校 贾志新 郭小荣 故障产生过程 有一辆发动机型号为ATK的捷达轿车。某天清晨，司机启动该车辆时，听到脚下方发出“嗒、嗒„„”的异响声音。司机立即熄火停车，随后请来汽车维修人员进行检查。维修人员支起汽车的发动机罩，一人在驾驶室启动发动机(但不要着车)，另外一人站在汽车前部仔细查听。经查听，果然在在发动机的前面(该车辆为横置发动机)听到“咔、咔„„”较为强烈的金属严撞击声，且这种声音并非曲轴主轴瓦或连杆轴瓦的故障响声。根据异响状况和大致的部位，维修人员初步判断异响可能发生在正时齿轮室、发电机内或许是其它总成的机械运动零件之间。建议到修理厂做进一步的检查与诊断。 诊断维修过程 到修理厂后，按照上述的检查，维修人员对车辆分别进行不着车和(短暂的)着车运行试验，故障现象依旧，同时发现响声明显与发动机的转速增加而频率增大，声响也随转速变化而变化。一时对大家发动机异响产生的确切部位和原因不能做出一致准确的判断。按照从简单到复杂，从易到难，从外到内的诊断维修顺序，应用排除法对发动机一边进行检查试验，一边进行拆解，寻找故障的具体部位和根本原因。 先拆下发动机的齿轮护罩，按照压紧装置上标明箭头方向，用开口扳手旋转压紧装置的凸出部分，再用φ4.5mm，长约6 mm的心轴 固定。取下多楔皮带后进行动机启动试验;当 图 液压挺杆与气门机构结构示意图 拆下缸盖罩、挡油板、衬垫进行启动试验时， 发现从二缸排气门的液压挺杆上周期的飞溅 出机油，飞溅频率与发动机转速一致，其它液压挺杆没有明显的飞溅状况。此时，无用质疑异响来自二缸排气门液压挺杆。随后更换了一组(8个)气门液压挺杆新件，故障得以排除。 在更换液压挺杆维修中:?检查液压挺杆与气缸体承孔的配合间隙，一般不得大于0.08mm，否则应更换气缸盖。?将新液压挺杆浸泡在机油中，用手往复推动挺杆球头柱塞排净腔内的空气。?发动机组装至少半小时后再启动发动机，以防活塞将气门顶弯。 起动发动机到正常温度后以2000r/min左右转速运转，此时仔细倾听有无气门噪声。如有噪声，还需检查液压挺杆的压缩量。液压挺杆压缩量检查方法:将发动机熄火，打开气 门室罩，使进排气门均处于关闭状态位置，使用木棒向下按摇臂液压挺杆一端，此时用厚薄规检查凸轮基圆与摇臂的滚柱面之间的间隙。 液压挺杆异响故障 1、液压挺杆的结构及作用(如图) 液压挺杆由挺杆体、球头柱塞、单向阀、单向阀弹簧及回位弹簧(由于液压挺杆内部结构较为复杂，图中未画出)等零件组成。 单向阀位于液压挺杆内部，它将挺杆内部分隔为上、下两个工作腔，一腔为与气缸盖上的机油进油道相通的低压腔，另外一腔为被单向阀封闭的高压腔，高压腔内的机油(液体不可压缩性)“刚性”支持着球头柱塞。摇臂的一端以球头柱塞为支点，在凸轮的驱动下摇臂的另一端推动气门打开。 向上运动，直到消除气门间当气门存在间隙时，机油压力将单向打开，挺柱内球头柱塞 隙。由于机油压力所形成的推力不足以压缩气门弹簧，所以使摇臂与气门间隙达到很小(几乎无间隙);当气门杆等机件受热膨胀时，由于单向阀是关闭的，高压腔中的油液经挺杆体与球头柱塞偶件间隙被气门弹簧力挤出，确保气门与气门座圈的密封性能;当气门座圈与气门工作面长期工作产生磨损后，气门在气门弹簧的作用下相对座圈必然上行，这时，球头柱塞在气门弹簧作用下回缩，使液压挺杆的长度减小，达到自动消除磨损间隙。 2、一般液压挺杆异响的故障原因 根据一般的维修经验，液压挺杆可能的故障原因有: ?机油量不足(发动机机油面过低)导致气门挺杆发生响声。 ?进入液压挺柱的油道堵塞(发动机油道清洗不够，机油过脏、变质)，导致气门挺杆发生响声。发动机处于中、高速(测量以高速为准确)时，机油压力规定值为360-440Kpa。 ?液压挺杆中的高压腔内进入空气机油有气泡，形成空气弹性体而产生气门异响。 ?发动机长期放置不用，使液压挺柱被过分压缩，重新起动后没有得到足够的机油补充而使空气进入，产生气门异响。 上述异响故障原因的故障现象，一般表现为噪声或是不同程度的气门“嗒、嗒„„”较弱的异响，由于它们的故障程度不同，表现的声响状况有较大的差异。 此次故障现象为“咔、咔„„”强烈的金属撞击声，并伴有机油飞溅现象。故障原因明显不同于上述一般经验的液压挺杆故障。 3、液压挺杆(故障零件)失效原因分析 通过对故障零件的检查:用手指捏住液压挺柱的上、下端面用力按压的方法，着重检查 二缸排气门(故障件)液压挺杆，约有4 mm左右的压缩弹性量，说明该液压挺柱确实已失效。 单向阀密封不严。单向阀损坏后，凸轮轴转动驱动，当气门处于关闭时，机油从低? 压腔进入高压腔，使球头柱塞上行;当气门处于打开过程中，机油从高压腔迅速返回低压腔，使球头柱塞下行，;较大的弹簧力使球头柱塞经4 mm行程后冲击液压挺杆体，产生金属撞击声，同时气门落座的瞬时速度增大，也产生较强烈的撞击声。这两种声音叠加起来，使人听到“咔、咔„„”的强烈的金属撞击声。 挺柱体与球头柱塞磨损的，使偶件配合间隙过大。当气门处于关闭过程中，低压腔? 的机油经单向阀进入高压腔;当气门处于打开过程中，高压腔的机油受到压力，部分机油从挺柱体与球头柱塞间隙中泄出。 总之，液压挺杆的多种故障，可导致球头柱塞相对挺柱体不够“刚性”。这种不够“刚性”加剧了球头柱塞与挺柱体之间的磨损，还造成发动机工作时配气机构出现杂音、噪声、弱响或是强响。这些问都可缩短液压挺柱的使用寿命，使发动机在大负荷时动力不足。