機(jī)械性能是電控部分的基礎(chǔ)

candlewoodlakewaterfronts.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：hongzhi 類別：汽車構(gòu)造維修時間：2007-08-01

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，越來越多的高新電子技術(shù)被運用到汽車的各個系統(tǒng)中，使汽車的電控部分變得越來越復(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，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，而忽略了對機(jī)械構(gòu)造、機(jī)械性能等方面知識的學(xué)習(xí)與研究。這樣在我們維修作業(yè)中對于故障的診斷往往只向電控方面考慮，忽略機(jī)械性能對于電控系統(tǒng)的重要性而造成誤診；對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）的各個系統(tǒng)中雖然占有十分重要的位置，但我們要明白發(fā)動機(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)動機(jī)機(jī)械性能為前提的，沒有了機(jī)械部分的正常工作，再先進(jìn)、再完善的一套電控系統(tǒng)都是無法正常工作的。
    現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)的性能是越來越好，其結(jié)構(gòu)及其控制也是愈來愈復(fù)雜，但是萬變不離其宗，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)、潤滑系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)。只不過是為了提高其動力性、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越高，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速也越來越快。過去高速公路限速為90km/h,現(xiàn)在改成了110km/h，但實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。現(xiàn)代發(fā)動機(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)越來越復(fù)雜,活塞和連桿越來越短,越來越輕,缸徑也越來越小，如2.0L的發(fā)動機(jī)有不少都是6V型發(fā)動機(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。這些變化大家在實際工作中可能都注意到了，但不知道有沒有進(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的方面的原因：第一，一個發(fā)動機(jī)動力的大小與其每個工作循環(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)、排氣門開啟和關(guān)閉角與曲軸轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)系，其中進(jìn)氣遲后角的大小對發(fā)動機(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由于自身重量而對大小瓦及活塞銷的慣性沖擊，從而延長發(fā)動機(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)動機(jī)，一方面可以減小噪音增加運行的平穩(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)高速運動的需要。我們只有了解制造者的思路，掌握其結(jié)構(gòu)特點及裝配數(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)動機(jī)的高速運轉(zhuǎn)，使各個運動部件的慣性都增大不少，制造者在制造中都想方設(shè)法來減小慣性沖擊，增強(qiáng)各磨擦部件之間的潤滑。那么我們在維修裝配中，要注意的重點就是軸瓦配合間隙，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，許多維修手冊中都介紹了軸瓦間隙及缸壁間隙的裝配數(shù)據(jù)。我們在工作當(dāng)中，很多時候明明是按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)組裝的，但是出廠不久車又回來了——發(fā)動機(jī)有了異響，或一跑高速就發(fā)抖，或干脆就抱軸了、拉缸了。為什么會這樣呢？因為現(xiàn)代發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的提高及急加油、急起步的駕駛方式對高速運動部件的配合間隙有了更高的要求，間隙大一點，跑幾次高速就可能響了，間隙小一點，一次高速就有可能抱軸拉缸。難道數(shù)據(jù)錯了嗎？我認(rèn)為沒有，只是我們的理解沒有跟上發(fā)動機(jī)的發(fā)展。手冊中的數(shù)據(jù)不是唯一值，它給的是一個數(shù)值范圍，如某發(fā)動機(jī)的軸瓦間隙標(biāo)準(zhǔn)為0.02~0.05mm，一個最小值，一個最大值，也就是說小于0.02mm就有可能抱軸，大于0.05mm就有可能響瓦。那么我們在裝配時有的接近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的發(fā)動機(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，這樣維修出來的發(fā)動機(jī)質(zhì)量同樣是沒有保證的。如我們平時在裝活塞銷、氣門導(dǎo)管時，往往是在常溫下直接硬壓，其理由是沒有加熱和冷卻的條件，過去一直都這么干，也沒有出過事。現(xiàn)代發(fā)動機(jī)功率的增強(qiáng)及轉(zhuǎn)速的提高，過去沒有出問題，現(xiàn)在就有可能出問題。沒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。有時我們在換活塞環(huán)時，需清理環(huán)槽中的積碳，其積碳很堅硬，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)在高速運動中傾斜而形成竄氣竄油、動力不足等故障。過去在鉸氣門口時如果鉸低了，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)動機(jī)為液壓挺筒結(jié)構(gòu)，氣門間隙自動調(diào)整，一旦磨短氣門桿，其氣門間隙往往會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硬的合金層磨掉后（況且我們還磨不平），剛裝上時可能不響，但經(jīng)過氣門的高速運動撞擊，氣門間隙就會慢慢變大，一旦超出挺筒的調(diào)整范圍，不但會出現(xiàn)異響，而且還會影響進(jìn)排氣質(zhì)量，從而影響發(fā)動機(jī)性能。有些發(fā)動機(jī)在裝配時其軸瓦間隙都在標(biāo)準(zhǔn)范圍的中間值附近，但是在裝配時為了達(dá)到這個數(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)動機(jī)經(jīng)過一段時間的使用，特別是大負(fù)荷高速行駛，可能會有的潤滑不好，造成抱軸，而多數(shù)可能會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)會操作要領(lǐng)，嚴(yán)格要求自己，不要存在僥幸心理。
    發(fā)動機(jī)抖動或動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，我們常常憑經(jīng)驗認(rèn)為不是點火系統(tǒng)的故障就是燃油系統(tǒng)的故障（如缸壓正常），而事實上有不少是由于發(fā)動機(jī)的機(jī)械故障造成的。如新裝的發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)正常，而高速運轉(zhuǎn)就發(fā)抖，轉(zhuǎn)速越高，抖動越大。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、飛輪等動不平衡。怠速時轉(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)動機(jī)動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，無法啟動。象奧迪100、C3V6發(fā)動機(jī)如果正時皮帶錯三個以上齒的話，就無火不噴油。你檢查轉(zhuǎn)速信號、曲軸位置信號、凸輪軸位置信號等都正常，缸壓也在正常范圍內(nèi)，可就是無法啟動，如果只往電控部分去查找故障原因，恐怕永遠(yuǎn)也解決不了問題。還有些發(fā)動機(jī)動力不足的車輛，有可能是由于爆震傳感器始終有爆震信號給發(fā)動機(jī)電控電腦，從而造成點火過遲，但我們急加速或低速大負(fù)荷條件下試車卻沒有一點爆震的跡象。在這種情況下，我們往往認(rèn)為是電控部分出了問題，測量線路、換爆震傳感器、甚至把發(fā)動機(jī)電腦都換了，還是沒有解決問題。這種情況可能恰恰是由于靠近傳感器部位有螺絲松動，或有堅硬的物體輕碰缸體，其聲音很小，在發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)噪音下我們無法聽到，但是它的敲擊頻率及時間卻恰好在發(fā)動機(jī)電腦對爆震信號的監(jiān)測窗口之內(nèi)（爆震并非在任何時候都會發(fā)生，通常只出現(xiàn)在各缸作功行程上止點到上止點后的70度至90度曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)。為此，在電腦內(nèi)部設(shè)置了一個爆震窗口，只接收這一曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的爆震信號并進(jìn)行相應(yīng)處理，來推遲點火提前角，防止爆震的產(chǎn)生。爆震傳感器所監(jiān)測的震動頻率實際上不是真正爆震所產(chǎn)生的震動頻率，而是即將產(chǎn)生爆震的一個臨界頻率范圍）。發(fā)動機(jī)電腦獲得這個信號后，就誤認(rèn)為在當(dāng)時的點火提前角下即將產(chǎn)生爆震，于是發(fā)動機(jī)電腦就給點火系統(tǒng)一個信號，讓點火系統(tǒng)推遲點火提前角，有些車型還同時給廢氣在循環(huán)閥一個信號，令其開度增大，增加廢氣流量，減小產(chǎn)生爆震的傾向，其結(jié)果是使發(fā)動機(jī)動力不足，加速發(fā)悶。在很多的故障實例中，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，減少誤判