汽车发动机常见故障与维修

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  [摘 要]发动机是汽车的最重要部件之一,一旦汽车发动机出现故障,将严重影响汽车的正常运行。本文对汽车发动机的常见故障进行了总结和研究,并提出了相应的维修措施。
  [关键词]汽车;发动机;故障;维修
  中图分类号:R789 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0388-02
  1.回火故障原因及维修方法
  回火是由运行中的内燃机产生的燃烧或爆炸,发生在进气或排气系统中,而不是燃烧室内。未燃烧的燃料或碳氢化合物,在排气系统点燃火焰可以即使不在排气管发出的声音。可见的火焰可以瞬间从排气管中射出,从而缩短排气系统。火也可能进入进气管道。这两种情况都可能引起巨大的爆裂声,并可能造成功率损失和前向运动。背火是由燃料产生的火焰顶端分离现象。
  如果在排气管内发生回火,那称为后火。长期回火时未燃烧的燃油进入进气管燃烧,而燃烧后火未燃烧的燃料在燃烧循环的排气侧。造成这一现象的一个可能的原因是在某些情况下可能来自燃烧没有达到足够高的温度,以正确地燃烧燃料。通常火花塞内有杂物,线圈或插头导线故障可能是导致这些问题的原因。在大多數情况下,火灾是由于燃烧不良,或在消声器或排气系统内故障引起的。这将对消声器造成损害,最终导致排气管道排气泄漏,并烧毁消声器/催化转化器。由于燃烧较弱,性能也会下降。此外,进气歧管、化油器/节气门体或内燃机的空气滤清器在燃料燃烧之前未进入进气阀时会发生爆炸。
  回火在内燃机燃烧室外面发生的,通常是不正确的空燃比造成的结果。过于稀薄混合气(即空气过量)会导致燃烧失效。未燃烧的燃料进入排气系统,其中热元件能使燃料燃烧不可预知的。另外,丰富的可燃混合物(即燃料过量)会导致燃烧不完全,再次导致未燃烧的燃料进入排气系统。
  即使燃烧发生在燃烧室也可能导致发动机故障。如果气体进入燃烧室时间太早,火花塞在进气阀关闭之前着火,导致燃烧进入进气歧管,进一步点燃空气燃料混合物;由此产生爆炸,然后尾气从化油器和空气过滤器中流出。在许多小型车用发动机,会在化油器防治一个屏幕,以防止这些火焰进入可能燃料或燃料气体,引起火灾或爆炸。当点火定时可能较晚,在这种情况下,燃烧不是在排气阀打开的时候完成的,从而使燃烧传播到排气系统中。
  此外,调整不当的化油器,在加速过程中会导致空气-燃料混合物燃烧缓慢,燃烧仍然发生在排气冲程。火焰前缘可以上升到进气口并引起回火。在这种情况下,可以想象在进气气管和排气歧管可能同时发生回火现象。
  发动机的排气系统、发射系统发生故障,例如空气喷射系统换向阀的问题,排气泄漏,或缺乏催化转换器。在一些高性能的汽车中,当驾驶员转向并放开油门时,会导致不完全的燃烧,导致烟雾在排气系统爆炸,同时发出声响或砰的声响。这是工作设备的结果,不太可能造成损害。如果存在进气泄漏,或者燃油喷射组件如空气流量传感器有缺陷,燃油喷射发动机可能会产生回火。
  常见的原因是:进气回火运行不正常;点火器接线不正确;低燃油压力;燃油滤清器堵塞;燃油泵薄弱导致燃油喷射过程中异常的空气-燃料比;催化转化器的缺失或损坏会导致尾气回流
  使用较旧的发动机设计,回火可能是常见的或不可避免的。在燃油喷射和计算机控制燃料混合物的现代车辆中,反火是罕见的。进气口的反火通常会导致进气歧管,化油器,增压器和有时发动机的完全破坏。汽车运动排气(工厂装配和售后市场)更有可能发生回火。在某些情况下,回火被视为汽车的额外优点。TVRCerbera是一种具有工厂配备的运动排气的汽车的例子,其在发动机制动时产生频繁的回火。
  2.发动机溢油故障原因及维修方法
  当发送机中可燃混合气过量时就可能发生发动机溢油的问题,不能点燃。这是由于超过特定燃料的最高爆炸极限的混合物造成的。这种情况下的发动机直到过量混合气被清除后才能启动。由于这种情况,发动机也有可能从行驶状态失速。
  发动机溢油是化油汽车的常见问题,但是在正常公差范围内运行时,更新的燃油喷射装置可以免除此问题。溢油通常在启动期间发生,特别是在寒冷条件下或因为加速器被泵送。也可能在热启动期间发生;高温可能导致化油器浮子室中的燃料蒸发进入气管,导致空气/燃料混合物超过爆炸上限。高温燃料也可能导致蒸汽锁定,这与溢油无关,但具有相似的症状。
  当过量液体燃料进入燃烧室时,会发生严重的发动机溢油。这减少了燃烧室的体积并且因此在起动电动机上施加了很大的负载,使得发动机不能正常。损坏(由于过度的压缩,甚至润滑油与燃料的稀释)也会发生。这种情况被称为引擎“溢油”。
  发动机中过多液体燃料的可能原因包括不关闭燃料入口针阀的化油器浮子不良,或者夹在针閥中的碎屑阻止其密封。
  由于液体的不可压缩性,内燃机内的溢油是非常有害的。虽然不是最常见的原因,严重淹没的发动机可能会导致水压锁定。当液体将燃烧室填充到不可能转动曲轴而不发生发动机或其重要部件发生灾难性故障时,发生水力锁定。
  化油发动机溢油故障的常规补救措施是在继续曲柄发动机的同时稳定地保持油门全开(全功率位置)。这允许空气通过发动机的最大流量,将过多的燃料混合物冲出排气。如果排气系统足够热,可能会引发自燃,导致火灾;这可以看作是通过排气系统排放的火焰。在燃料喷射的发动机上,在启动时忽略节气门的燃料混合物。在装配有加速泵(在快速油门加速下使燃油流量匹配空气吸入)的化油发动机中,“泵送”节气门将迫使多余的燃料进入发动机。在最坏的情况下,多余的燃料可能会堵塞火花塞,有时在发动机起动之前需要清洁或更换。在寒冷的天气下,发动机在重启之前已经关闭短暂的发动机之后,最有可能发生在化油引擎上。
  3.低速预燃故障原因及维修方法
  低速预燃也称为随机预点火(SPI),是汽油车辆发动机发生的主要燃油装置过早点火时的预燃事故。在低速和高负荷行驶条件下运行的某些涡轮增压直喷车中,低速预燃是最常见的。低速预燃事件是随机的,不频繁的,它们对受影响的车辆的影响可能包括非常高的压力尖峰,有时会导致发生的灾难性的发动机损坏。   汽车制造商使用发动机精简来帮助提高车辆的燃油效率和减少排放,并使用涡轮增压技术来恢复缩小过程中的功率损失。低速预燃的存在限制了汽车制造商捕获涡轮增压发动机的全部潜力以满足不断提高的燃油效率要求,并进一步减少二氧化碳排放的能力。
  研究人员无法确定所有低速预燃实例的根本原因。然而,涉及使用发动机油的试验显示,发动机油可以配制成防止发动机低速预燃,同时保持油的基本性能。西南研究所(SwRI)于2011年推出了两年预防预防计划(P3)联盟,旨在了解低速预燃的来源,并努力开发润滑油/燃料的标准化测试。该联盟的目标包括检查燃料和石油在低速预燃事件中,了解如何使用硬件设计来帮助缓解低速预燃,以及识别有助于减少低速预燃事件的流体。油添加剂行业也在研究使用发动机油添加剂来抑制低速预燃,同时保留现有发动机技术的节省燃料的优点。
  建立新的油性能标准正在形成,以解决低速预燃问题。通用汽车的下一代规格将包括基于GM2.0升四缸的发动机试验,以测试发动机的低速预燃性能。提出的ILSACGF-6標准还将包括基于Ford2.0L四缸Ecoboost发动机的汽油直喷发动机中与油相关的低速预燃事件的测试。
  4.垫片故障
  通常的内燃机是水冷四冲程汽油设计。它使用三个工作流体回路:可燃空气/燃料混合物;
  水性冷却剂;乙二醇混合机油润滑。这些都是至关重要的,但决不能混合使用。除了密封气缸,头垫片还密封头部和块体之间的水和油管道。它们之间的任何连接将导致发动机故障,或其他显着的问题,如燃油(排气烟雾)。
  如果垫片出现故障,可能会发生压缩损失(导致功率降低或粗糙的发动机)到被迫进入冷却系统的废气,从而造成各种问题,如导致发动机过热并引起发动机磨损油与防冻剂混合。冷却液可能会泄漏到气瓶中,导致排气发生蒸发,催化转化器会损坏。如果非常大量的冷却液发生这种情况,则会发生水力锁定,造成严重的发动机损坏。有时,垫片故障可能导致尾管喷出的过量蒸汽,直到所有的冷却液都消失并且发动机过热。在其他情况下,压缩泄漏到垫圈之间的小空间中,气缸盖或发动机缸体都会捕获发动机关闭时释放的空气。空气然后逸出冷却液并产生气泡。有时这些气囊可能被困在发动机的冷却液恒温器中,导致其保持关闭并引起进一步的过热,从而在垫圈和发动机之间产生更多的空隙。气囊还可以使发动机将冷却剂排出到溢流或膨胀箱中,从而减少发动机可用于保持冷却的冷却剂量。
  损坏的头垫片可以允许气体在气瓶之间泄漏。通常通过用压力表检查压缩压力,水冷发动机上的冷却系统中,燃烧气体指标指示头部密封垫的状况。与冷却液混合的油和过多的冷却剂损失没有明显的原因,在冷却系统的膨胀罐中存在一氧化碳或烃类气体也可能是垫片问题的迹象。水冷发动机头垫片故障通常可以在量油尺或是加油口盖上看到。然而,这种物质的存在并不是头垫片故障的确定性证明,因为油可以通过其他路线与冷却剂混合。
  泄漏头垫片可以分为外部或内部。可以将外部泄漏识别为积聚在发动机下面的油和冷却剂。冷却液的存在可以通过在看起来是漏油的情况下照射黑光来检测;冷却液的外观会出现在黑光下。外部泄漏也可以像以前在油中所述一样出现。通常可以通过积存在膨胀罐中的过量冷却液以及泡沫形式的烃的存在来诊断内部泄漏。
  5.静液压锁
  静液压锁是通过机械限制来压缩气体的任何装置的异常情况;最常见的往复式内燃机。当液体体积大于气缸体积(活塞行程末端)的液体体积进入气缸时,会出现闭锁。由于液体几乎不可压缩,因此活塞不能完成行程;发动机必须停止旋转,否则必须发生机械故障。
  如果发动机以速度方式锁定,则可能发生机械故障。常见的损坏模式包括弯曲或断裂的连杆,断裂曲柄,断头,断裂块,曲轴箱损坏,损坏的轴承或这些的任何组合。其他相互连接的部件吸收的力可能会造成额外的损坏。对金属部件的物理损坏可能表现为“坠毁”或“尖叫”的声音,通常需要更换发动机或重大部件。
  如果内燃机在空转或低功率条件下发生静液压锁,发动机可能会突然停止,不会立即损坏。在这种情况下,发动机通常可以通过旋松火花塞或喷射器并旋转发动机来排出液体,然后重新启动。取决于液体如何引入发动机,可能会以正常的燃烧热重新启动并干燥,否则可能需要更多的工作,例如冲洗出损坏的工作流体和更换损坏的垫圈。
  如果在发动机关闭时气缸发生静液压锁,则在尝试起动循环时发动机将拒绝转动。由于起动机构的扭矩通常远低于发动机的运行扭矩和动量,这通常不会损坏发动机,但可能会燃烧起动器。发动机可以如上所述排放并重新启动。如果引擎内的腐蚀性物质如发动机长度足以引起生锈,则需要进行更全面的维修。如果水足够慢地引入,这种效果可以将发动机的功率和速度降低到实际发生水力锁定时,不会造成灾难性的发动机损坏。
  静液压锁最常发生在汽车驾驶通过洪水时,在水位高于进气口的水平或车辆的速度过高,将会造成高弓波。装有低空载入车辆的车辆在通过静水或强降水时被特别容易受到锁定。引擎冷却液通过各种方式进入气缸(如吹头垫片)是另一个常见原因。由于异常操作条件而导致液体形式的一个或多个气缸也可能导致水压锁定。
  6.汽车电控发动机难以启动
  在实际应用过程中,导致汽车电控发动机启动困难那的因素比较多,最为常见的故障是在开关钥匙插入汽车时,发动机未出现任何反应,无法顺利启动。造成上述现象的主要原因包括了以下几个方面:(1)汽车蓄电池电量不够;(2)电控发电机保险丝在较高温度的影响下发生烧断现象;(3)电控发电机线路出现不良接触所致;(4)电控发动机点火圈出现异常现象,从而导致其无法正常运行;(5)点火器出现故障;(6)点火时间存在差异;(7)高压火花不够充足。同时,汽车油路系统出现问题也会导致汽车发动机出现故障,如燃油不足。有的汽车电控发动机也会因为过滤器长期未清洗、汽车燃油管泄露等因素而导致燃油管出现堵塞,从而诱发电控发动机无法启动。对于汽车进气系统而言,如果该系统的怠速控制阀存在不同程度的泄露现象,也会诱发汽车发动机无法启动现象。在对汽车电控发动机难以启动故障进行诊断与维修时,通常需要维修人员先对汽车的电路系统、空气控制阀、蓄电池电压的运行状况进行检查,并断开温度传感器,检查汽车发动机能否顺利启动,如果还是无法启动,则需要对温度传感器及周围的线路完好情况进行检查,此外也可以借助ECU供电状况来对发动机的故障问题进行检测,然后根据检测结果来采取有效措施给予解决,以确保汽车电控发动机正常启动。
  7.发动机怠速不稳
  在汽车发动机使用过程中,如果出现怠速不稳现象时,则会对发动机的性能造成影响,降低其使用寿命。造成上述现象的主要原因包括了以下几个方面:(1)电控发动机辅助空气阀出现了故障;(2)汽車发动机进气系统出现故障,从而使汽车气体无法进行充分的混合;(3)汽车喷油器存在不均匀喷油现象;(4)气门间的空隙设置存在不合理现象;(5)汽车点火系统出现故障。在对汽车发动机怠速不稳故障进行诊断与维修时,需要维修人员对汽车的气缸压力、气管和滤清系统、气门空隙等进行系统的检测,同时仔细观察周围环境,做好各项系统指标的检测与实验工作,以便对诱发因素作出准确的判定,确保汽车发动机的正常运行。
  8.结语
  综上所述,要想保障汽车的安全、有效运行,对汽车发动机的常见故障、故障原因以及维修方法进行研究很有必要。只有了解这些问题,才能对故障进行针对性的检修。
  参考文献
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