最近我们接了CJT型号3.2T V6发动机的奥迪Q7,总里程为78 625公里,每1000公里需要补充约1.5L的机油。(威廉莎士比亚,《Northern Exposure》(美国电视剧),Northern Exposure(美国电视剧))
从上次补充机油到现在跑了1600公里,还没有补充机油。首先检查了发动机外部和底部,局部有轻微的漏油痕迹,其余的没有发现明显的漏油。(威廉莎士比亚、模板、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机、发动机)听到发动机工作声后,在1缸附近发出明显的敲击声,测量了曲轴箱的背压。背压比正常值大,利用直觉压力计检测了机油压力。基本正常。停机后,对发动机油底部的油释放量进行权衡,剩下的不到二分之一。随机取出6个火花,用内窥镜观察后发现,除了各缸活塞顶部、空气入口堆积的木炭很厚外,一、二缸还有深深的拉伸痕迹,这种迹象已经不适合拆卸处理方案,只能打开发动机进行深度检查。
(1)将发动机从车上抬起(图1),进一步检查是否有漏油的地方,要解决漏油问题,首先要排除漏油的地方。因为漏油和油燃烧造成的故障是两条不同的轨迹。那1000公里的油耗大概是1L左右(手册上标明1000公里消费量0.5L是正常的。这个标准国人能不能接受,暂时不讨论)。我们一一检查了机油可以进入燃烧室的部位。
(2)检查机械增压器和中冷器(图2、图3)。
图1引擎
图2机械增压器和中冷器
图3空气入口
机械增压器中冷器内部和曲轴箱通风口内还有机油,从进气口可以看到。这表明发动机曲轴箱中大量的油蒸汽涌入。(现代发动机燃烧油与以前的发动机燃烧油略有不同。由于油的质量不同,过去发动机燃烧油在排气管末端有明显的烟雾现象。现在随着加工精度的提高,几乎看不到排气管里的蓝色烟雾,就像整个合成油一样。)
(3)检查阀门和阀门导管(图4)。
图4阀门和阀门指南
气闸上有证明燃烧油的木炭。用专用量规测量的结果证明,阀门杠杆和阀门导管的间隙正常~ 0.035毫米之间)没有漏油。
(4)检查曲轴前后油封、平衡轴油封(图5)和阀油封是否存在油封老化、破损造成的漏油。一个是确定油封磨损程度。第二,曲轴箱背压是否过大(在提起发动机之前动态状态下测量了机油室内的背压)。很正常。需要注意的是,曲轴箱强制通风与废气再循环机构的差压不同。)
图5平衡轴油封
(5)验证二级空气泵(图6)是否工作正常,工作正常。
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图6 二次空气泵
(6) 抽出活塞以及活塞环,检查缸筒与活塞,发现1、2缸严重拉伤,原因是因为烧机油后形成胶结,活塞环已经与环槽粘接在一起,加之积炭过多造成温度过高,导致缸筒与活塞拉伤( 图7、图8、图9、图10)。
(7)测量活塞裙部及缸筒内径进行 ( 图11、图12),6 个缸筒内径活塞裙部间隙均在0.05mm ~ 0.06mm 之间(维修手册上标注为0.025mm~0.080mm);缸筒椭圆度和圆柱度都不超过0.02mm,均符合标准公差范围要求。
(8) 检查活塞环开口(端口)间隙、背隙与侧隙,经过检查均符合标准要求( 图13)。
图7 缸筒
图8 活塞顶面的积炭
图9 活塞环
图10 活塞
图11 测量活塞裙部
图12 测量汽缸内径
图13 检查活塞开口间隙
(9) 检查曲轴磨损程度、曲轴与轴瓦配合间隙(图14、图15)。经检查曲轴连杆轴颈表面有轻微拉伤,但配合间隙符合标准。做这项检查的目的,是排除因为曲轴与轴瓦配合间隙不当引起的故障。
图14 检查曲轴磨损程度
图15 测量轴径
(10) 对机油物理和化学性能进行检测: 酸度、黏度、低温流动性等指标( 图16)。因加注的是汽油机0W-30全合成机油,原加注机油虽然应该问题不大,但从经验认为如果加注 0W-40 机油会更好一些。对使用后的机油化验显示偏酸,说明机油中混进了汽油混合汽,原因是混合汽由缸壁间隙窜入;机油颜色发黑,经磨粒分析说明有大量炭颗粒。
图16 机油酸度测试
至此所有检查结束,看似没有找到烧机油的原因,其实不然,从检查机油偏酸,证明机油中混入可燃气体,唯一的解释就是可燃混合汽是从活塞与缸筒间隙窜入,可是经测量缸壁间隙符合维修手册技术规范。
三、总结
“符合技术规范,问题出在哪呢?” 小头徒弟急不可耐地问道。“别急,回想一下,我们在做活塞与缸壁间隙检查时实测间隙是0.050mm~0.060mm吗?
其一,技术手册上规定最大上限可达到0.080mm 的确是在标准范围之内,但是,0.025mm ~ 0.080mm之间,按我们经验值,铸铁缸套按材质、工质、工况等因素以及缸径比例,公差带略微显得有点宽。但此发动机是带机械增压器的,我们知道带增压器需发动机在怠速和冷机状态下,曲轴箱背压较大极易造成机油蒸汽窜入燃烧室。
其二,发动机超速运转也容易产生烧机油现象,但是由于车辆运营环境不同, 在欧洲汽车日均运行速况中,怠速和超速段很窄,因而烧机油在每1000km 用0.5L就显得很正常,而我们的用车环境,由于各种原因怠速和超速段相对较长,因而烧机油矛盾就比较突出了。
其三,由于装有增压器,发动机相对工作温度较高,没有相对较大间隙公差带,很难保证安全工作要求。但是这种较宽的公差带在我们特定的工况下,却存有一定烧机油的隐患。”
“师傅,我们是不是要让缸壁间隙在公差带的偏下限值。”大头师傅用赞许的眼光看了一眼徒弟:“我们后来正是按这个思路做的(注意活塞环的开口间隙同样处理),并加注了0W-40 的机油,经过试车反馈,车辆行驶5000多千米,车主还没有感觉出缺机油,排气管也没有呛人的味道了,而且动力性、加速性都有明显提高。这里要提醒一点注意的是,加注的机油一定注意它的高温黏度特性指标。”
“师傅,是不是所有烧机油的发动都可以这样做呢?”“同病异治,一定要经过科学的检查与分析,具体情况具体分析,同时慎重制定对应的解决方案,我们到目前为止解决了几十个烧机油案例,完全一样的解决方案并不多。老子说:故无常,欲以观其妙;常有,欲以观其微,就是这个道理。”
“至于前面提到的诺诺先生对一台气门摇臂轴承内圈破损的分析的案例,还是很精彩的,遗憾的是没有看到最后的解决方案,只是列举了故障现象,我从字面上分析,此现象应该是由于发动机烧机油导致机油严重短缺,从而致使润滑不良、冷却效率降低,致使摇臂轴承无油干磨,最后在不同力的作用下疲劳断损。但是为什么烧机油?这个原因还有待于现场分析。”
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