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3.6发动机水温过高故障排查及日常维护14

3.7.发动机拉缸问题探讨16

4结论与展望20

致谢22

参考文献23

1.概括发动机的作用

1.1概述

发动机，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。

（把电能转化为机器能的称谓电动机）有时它既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器.比如汽油发动机,航空发动机。

1.2结构

机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。

因此，机体必须要有足够的强度和刚度。

机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。

1.3作用

是一种热力发动机，它的特点是通过液体或气体燃料在机器内部燃烧产生热能，然后再转变为机械能提供给汽车，成为汽车前进的动力。

2.发动机的工作原理

汽油机是将汽油和空气混合成可燃混合气，然后进入气缸用电火花点燃。

四行程汽油机的每个工作循环均经过如下四个行程，见附图。

2.1进气行程

在这个行程中，进气门开启，排气门关闭，气缸与化油器相通，活塞由上止点向下业点移动，活塞上方容积增大，气缸内产生一定的真空度。

可燃混合气被吸人气缸内。

活塞行至下止点时，曲轴转过半周，进气门关闭，进气行程结束。

由于进气道的阻力，进气终了时气缸内的气体压力稍低于大气压，约为0.07～0.09MPa。

混合气进入气缸后，与气缸壁、活塞等高温机件接触，并与上一循环的高温残余废气相混合，所以温度上升到370—400K。

2.2压缩行程

进气行程结束后，进气门、排气门同时关闭。

曲轴继续旋转，活塞由下止点向上止点移动，活塞上方的容积缩小，进入到气缸中的混合气逐渐被压缩，使其温度、压力升高。

活塞到上止点时，压缩行程结束。

压缩终了时，混合气温度约为600～700K，压力一般为0.6～1.2MPa。

：

混合气被压缩之后，密度增大，压力和温度迅速升高，为燃烧创造了良好条件。

2.3作功行程

当压缩冲程临近终了时，火花塞发出电火花，点燃可燃混合气。

由于混合气迅速燃烧膨胀，在极短时间内压力可达到3～5MPa，最高温度约为2200～2800K。

高温、高压的燃气推动活塞迅速下行，并通过连杆使曲轴旋转而对外作功。

在作功行程中，活塞自上止点移至下止点，曲轴转至一周半。

随着活塞下移，活塞上方容积增大，燃气温度、压力逐渐降低。

作功行程终了时，燃气温度降至1300～1600K，压力降至0.3-0，5kPa。

2.4排气行程

混合气燃烧后成了废气，为了便于下一个工作循环，这些废气应及时排出气缸，所以在作功行程终了时，排气门开启，活塞向上移动，废气便排到大气中。

当活塞到达上止点时，排气门关闭、曲轴转至两周，完成一个工作循环。

由于废气受到流动阻力及燃烧室容积的影响，不可能完全排尽。

所以排气终了时，气缸内废气压力总是高于大气压力，约为0.105～0.115MPa，温度为900～1200K。

留在缸内的废气，称残余废气，它对下一循环的进气行程是有妨碍的，因此要求排气尽可能干净。

　　综上所述，四行程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧作功和排气四个过程，完成一个工作循环。

这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周。

.图1.4冲程发动机工作原理

3.发动机常见故障诊断及检修

3.1汽车电控发动机维修方法

汽车电控系统的功用是提高汽车的整体性能,包括动力性、经济性、安全性、舒适性、操纵性、通过性以及排放性能等。

虽然汽车车型不同、档次不同,采用电控系统的功能和多少也不尽相同,但是汽车电子控制系统基本结构都是由传感器（传感软件）与开关信号、电控单元ECU和执行器（执行原件）三个部分组成,这是电控系统共同的特点。

汽车电控技术所涵盖的范围是非常宽的,几乎遍及了汽车的各个系统,例如:

电控发动机、电控自动变速器、电控制制动防抱死装置、电控安全气囊、电控悬持装置等等。

本文就电控发动机维修进行分析介绍。

3.1.1发动机电控技术

发动机电控技术包含内容也很多,主要由发动机电控燃油喷射系统、发动机电控点火正时系统、发动机怠速控制系统三个部分组成。

任何一个由微型号电脑控制的装置,都是由以下三个基本部分组成的:

传感器→控制电脑→执行器。

传感器是电脑控制系统的眼睛,它用于观察各种变化的物理、化学量,并将这些物理、化学量转变为电脑可识别的电信号,例如水温传感器、空气流量计等。

执行器是电脑控制系统的手,它用于执行电脑发出的各种命令,它可把命令变成对控制对象的具体动作,例如喷油器、怠速马达、点火线圈等。

控制电脑是整个控制系统的指挥部,它用于分析处理各种信息,并操作各个执行器来完成整个系统工作。

3.1.2汽车电控发动机维修步骤

电控系统在提高汽车性能的同时,也使汽车的故障诊断变得复杂起来。

汽车故障自诊断系统的开发应用,对于及时发现故障以及故障维修提供了方便。

汽车维修人员通过解读故障代码,大多数都能判明故障可能发生的原因和部位。

然而,在对汽车维修时,若仅仅靠故障代码寻找故障,往往会出现判断上的失误。

实际上,故障代码仅仅是电控汽车电脑（ECU）认可的一个是或否的界定结论,不一定是汽车真正的故障部位。

因此,在对电控汽车进行维修时应综合分析判断,利用传统诊断结合汽车故障的现象来寻找故障部位。

所谓的传统诊断,就是不用任何的表、设备,对车辆故障进行人工诊断的方法。

在汽车维修中最常用的直接诊断方法有“看、闻、听、问、试”,这些方法在国内汽车维修方面积累的经验比较丰富。

高级轿车保有量虽正大幅度增加,但部分维修的仪器及检测设备尚不能监测到位,给车辆故障诊断带来很大困难,以致于造成误判。

因此,充分利用成熟的维修经验也是非常必要的。

电控发动机的故障自诊断装置只能存储和显示故障代码。

要开展维修工作还必须凭借该车型的有关资料去进行“解码”——明确其故障内容和部位等。

用万用表检测ECU及其控制电路故障时,必须以被测汽车的详细维修技术资料为依据。

例如,汽车发动机ECU线束插接器中各端子相连接的传感器和执行器的名称、电路连接图、发动机不同工作状态下各端子标准电压值和各端子之间的标准电阻值等资料。

只有拿到详细维修技术资料才能展开维修工作,不应造成不必要的人为故障代码。

3.2汽油发动机润滑系统故障处理

目前,在汽车的使用过程当中,由于车辆技术状况参差不齐,车主或司机使用、保养、维护不当引发的故障频繁,而且因为市场上润滑油品牌繁多,消费者对其优劣往往无从辨别,由此造成的发动机润滑系统故障也相当多,了解一些润滑油的基本常识,特别是润滑系统的结构,工作原理以及常见故障的诊断/排除方法是非常必要的。

引起润滑系统故障的因素有很多,正确的判断与处理对于设备正常运行有着重要的意义。

对于发动机润滑系统故障处理,科学和系统分析方法是最为重要和现实的。

一般来讲,应遵循“先系统后零部件,先工艺后材质（包括零件的材质和润滑油等）”的一般思路。

以下针对常见的汽油发动机润滑系统故障进行分析,并介绍处理方法。

3.2.1机油报警灯亮,机油压力过低。

1）机油油面过低。

需要添加机油,并检查是否有密封不严造成机油泄漏。

2）机油限压阀弹簧失效必须清除阀门上的杂质,清洗机油泵,更换弹簧。

3）机油泵转速过慢或间隙过大,不能提供足够的润滑油。

可以先减档以提高发动机转速,再检查机油泵。

4）机油过热,粘度过稀。

需要检查是否使用了合适粘度的润滑油,同时水温过热对此影响也很大,尤其是夏季高温下长时间怠速或爬坡,此时因车速较慢,冷却效果差,发动机温度容易过高。

5）轴瓦磨损。

轴瓦磨损造成了机油通过间隙被泄压,造成机油压力低。

常见于刚大修完或较旧的车辆。

6）燃油稀释了润滑油。

一般由于燃烧室内可燃气通过活塞组与缸壁的间隙进入曲轴箱造成,部分车辆用柴油或煤油清洗过发动机,也易造成该故障。

可通过检测油样的闪点和粘度检测出。

7）只是怠速时压力才低,一给油就正常了。

这一般不是故障,因为在车辆启动时,需要有足够的润滑油快速流入需要润滑的零部件,正常行驶时表现出的油压更准确;

。

8）机油压力传感器损坏。

多数车辆有高低压2个油压传感器,分别探测高、低转速的机油压力。

如有损坏,需更换;

9）有异物阻塞油路。

需要清洗油路。

3.2.2车辆机油消耗过大（或烧机油）

1）发动机各密封面和油封损坏,将造成润滑油的渗漏。

一旦渗漏发生,在发动机外部就可以观察到。

如排气管冒兰烟,则是润滑油进入燃烧室被烧掉。

润滑油可以通过三个途径进入燃烧室:

①导管与气门杆之间--二者之间发生磨损,间隙过大,在进气行程时,气门罩中的润滑油滴就会沿间隙进入燃烧室;

如发生这一故障或扩大了气门导管孔径,应选配大一号气门气门杆的进气门。

②气门挡油圈失效,不能有效组织机油通过气门进入燃烧室。

③活塞环与气缸壁磨损过大,油环刮油作用减弱,使机油进入燃烧室。

2）曲轴箱通风阀发生粘结而不能移动。

失去控制通风量的作用,曲轴箱中过多的润滑油蒸气便通过曲轴箱通风管进入进气管。

3）发动机漏机油,尤其需注意曲轴前后油封泄露。

4）添加了过多的机油或使用了伪劣机油滤清器。

3.2.3发动机配气系统有异响

1）由于液压气门挺柱与凸轮（或气门座）产生间隙造成的。

产生间隙多数情况是由于液压挺柱磨损过多,造成挺柱内部机油泄压较快造成。

需更换液压挺柱。

2）曲轴箱油面过高或过低。

需检查发动机油位。

3）挺柱脏污。

需清理液压挺柱。

4）气门导管磨损。

需铰气门导管并安装加粗气门杆的气门。

5）气门座或气门锥面失圆。

需研磨气门座和气门锥面。

6）机油太稀。

需换更合适粘度的机油。

7）机油压力低。

需检查机油压力低的原因。

3.2.4发动机发生卡环现象,这是什么原因

1）缺油;

2）润滑油质量不好,环槽积碳严重,造成活塞环卡死甚至折断。

3）活塞环装配不当,需重新装配。

4）空气滤清器虽不属于发动机润滑系统,但劣质的空气滤清器和不健全的保养常常是引发发动机重大故障的罪魁祸首,尤须引起注意;

同时滤清器过脏还会造成燃烧不良,排黑烟,积碳严重,车辆动力不足。

3.2.5发动机轴瓦烧坏了（俗称烧瓦）

1）润滑油变质,润滑油质量不好。

2）润滑油粘度选择不当。

3）机油压力过低,如前面所述,原因很多;

发动机缺油,冷却系统故障造成发动机过热。

但这些故障出现时,机油灯,水温表一般都会及时反映,司机应及时停车。

4）轴瓦装配不当。

轴瓦配合间隙过大易造成机油压力低,过小则迅速抱瓦。

5）油路阻塞。

长期不换机油滤清器或使用劣质机油滤清器,造成异物进入油道,夹在轴与轴瓦间造成抱瓦。

6）发动机过热。

冷却系统散热不良,较高环境温度下长时间爬坡,节温器损坏不能实现冷却大循环。

这些都使发动机油温过高,机油粘度变稀,油压下降,甚至导致抱瓦故障。

7）使用劣质空气滤清器,造成空气中的颗粒物大量进入发动机,产生磨料磨损,甚至产生抱瓦现象。

可以通过检测油样中硅的含量得出结论。

装配工艺的高下直接影响轴瓦的寿命;

润滑系统的正常工作与其他系统,如冷却、进气系统的状况密切相关。

3.2.6发动机拉缸的原因

一般情况下,如果润滑油不好,烧瓦的可能性比拉缸早发生。

因为轴瓦润滑条件比较苛刻,需压力润滑;

而缸套材质比较好,除非特殊情况,不太会拉伤。

发动机拉缸一般发生在大修时,因装配不当引起拉缸。

发动机在高速运转过程中,会因为各种意想不到的原因造成润滑系统的故障,一定要立即停车检查并排除。

绝对不能侥幸行驶,以免造成更大的损失。

3.3电控发动机启动故障的诊断与排除

随着电控燃油喷射技术的发展和维修认识水平的不断提高，现代轿车中在对装有电控燃油喷射发动机的汽车进行维修时，使用故障诊断仪对发动机电控单元（ECU）进行检测，并根据ECU存储的故障代码进行检修，大多数都能判明故障可能发生的原因和部位，会给维修人员的工作带来很大的方便。

运用数据流进行电控发动机故障的诊断，首先要打好理论基础，有了这些理论基础，在查找故障时就会找出问题的主要根源进行分析；

然后要了解各传感器数据的表现形式。

结合实际维修工作中的维修实例，谈谈运用“数据流”进行电控系统故障诊断的体会。

3.3.1利用“静态数据流”分析故障

静态数据流是指接通点火开关，不起动发动机时，利用故障诊断仪读取的发动机电控系统的数据。

例如进气压力传感器的静态数据应接近标准大气压力（100-102kPa）；

冷却液温度传感器的静态数据凉车时应接近环境温度等。

下面是利用“静态数据流”进行诊断的一个实例：

故障现象：

一辆捷达王轿车，在入冬后的一天早晨无法起动。

检查与判断：

首先进行问诊，车主反映：

前几天早晨起动很困难，有时经很长时间也能起动起来，起动后再起动就一切正常。

一开始在别的修理厂修理过，发动机的燃油压力和气缸压力、喷油嘴、配气相位、点火正时以及火花塞的跳火情况都做了检查，也没有解决问题。

通过对以上项目重新进行仔细检查，同样没发现问题，发动机有油、有火，就是不能起动，到底是什么原因呢?

后来发现，虽经多次起动，可火花塞却没有被“淹”的迹象，这说明故障原因是冷起动加浓不够。

如果冷起动加浓不够，又是什么原因造成的呢？

冷却液温度传感器是否正常呢？

用故障诊断仪检测发动机ECU，无故障码输出。

通过读取该车发动机静态数据流发现，发动机ECU输出的冷却液温度为105℃，而此时发动机的实际温度只有2-3℃，很明显，发动机ECU所收到的水温信号是错误的，说明冷却液温度传感器出现了问题。

为进一步确认，用万用表测量冷却液温度传感器与电脑之间线束，既没有断路，也没有短路，电脑给冷却液温度传感器的5V参考电压也正常，于是将冷却液温度传感器更换，再起动正常，故障排除。

这起故障案例实际并不复杂，对于有经验的维修人员，可能会直接从冷却液温度传感器着手，找到问题的症结。

但它说明一个问题，那就是电控燃油喷射发动机系统的ECU对于某些故障是不进行记忆存储的，比如该车的冷却液温度传感器，既没有断路，也没有短路，只是信号失真，ECU的自诊断功能就不会认为是故障。

再比如氧传感器反馈信号失真，空气流量计电压信号漂移造成空气流量计所检测到的进气量与实际进气量出现差异等，都不能被ECU认可为故障。

在这种情况下，阅读控制单元数据成为解决问题的关键。

3.3.2利用“动态数据流”分析故障

动态数据流是指接通点火开关，起动发动机时，利用诊断仪读取的发动机电控系统的数据。

这些数据随发动机工况的变化而不断变化，如进气压力传感器的动态数据随节气门开度的变化而变化；

氧传感器的信号应在0.1-0.9V之间不断变化等。

通过阅读控制单元动态数据，能够了解各传感器输送到ECU的信号值，通过与真实值的比较，能快速找出确切的故障部位。

3.4发动机异响故障

发动机发生故障时,时常伴随着异常的声音出现,发动机出现异响,首先要根据声响的类别辨别是由于正常爆发声而产生的敲击声,还是由于不正常运动而产生的撞击声,然后再根据异响特征,结合构造原理找出原因,进行排除[1-4]。

现将几种故障产生的原因、异响特征及其排除方法分析如下。

柴油机工作粗暴引起的异响,俗称“敲缸声”;

低速运转时,声音强,在距发动机十几米远处听得比较真切;

同时伴随着起动困难,发动机着火后,运转不平稳,冷却水消耗较快。

这种异响是由喷油时间太早引起的,应当重新调整供油提前角。

异响有一定规律,有时敲缸,有时放炮,同时伴随着柴油机转速不稳定及间断排放黑烟等现象。

这种不均匀的异响是由于喷油器滴漏柴油引起的,当出现这种现象时,应对喷油器进行保养。

排气管在排气时伴随着连续放炮声,同时排黑烟,排气管过热,起动较困难。

当低速时,放炮声有所减轻。

这种异响是喷油时间过迟引起的,应及时调整供油提前角。

发动机发出“空咚”、“空咚”的敲击声,在发动机低速运转或转速突然变化时特别明显,同时伴有烧机油的现象。

这种异响声是由于活塞与气缸壁间隙过大,当柴油机工作时增加了活塞对气缸壁的撞击而引起的。

为了进一步证实,可在柴油机温度正常时停车,向气缸套内加入少许机油,待1min后重新启动,若响声减弱或消失,则证明是活塞撞击气缸壁。

这是因为加入的机油产生油膜补偿了活塞裙部与气缸之间的间隙,但待加入的机油耗尽时撞击声又出现,消除的办法是换气缸套或活塞。

3.5.工程机械发动机保养及维护措施

3.5.1.工程机械发动机维护保养措施及建议

1）发动机使用注意事项

发动机是工程机械的心脏，如何在实际工作中对其故障做出正确的判断和维护，对提高设备的使用寿命，确保其功能的正常发挥有很大意义。

除正常的维护和保养外必须作到“三勤”：

即“勤看、勤听、勤摸”。

特别要注意以下几点：

通过听发动机的异响来判断发动机故障。

发动机各机件不正常时会发出各种不同的异响，如有发现要及时处理。

有一种响声应特别注意：

发动机运转时，若曲轴箱内有较大的金属机件撞击声，则说明连杆瓦与曲轴间有较大间隙，或者是连杆小头的铜套与连杆间、铜套与活塞销间有较大间隙。

必须马上停机，否则将会引发连杆击穿缸体的事故，造成总机报废的严重后果。

对于有水滤芯的发动机，一定要按时更换水滤芯。

因为这种发动机的缸体壁较薄，水滤芯内含有一种活性物质，能调节冷却液的pH值，确保冷却液的防腐性。

有曾经因不使用水滤芯而导致缸体锈穿的实例。

发动机不能运转，飞轮也撬不动时，一般判断为烧瓦或气门掉进缸内顶死了活塞。

但应注意另一个因素，即飞轮或齿轮箱被异物卡死。

曾经有一辆吊车遇到过这种情况，后检查发现飞轮与飞轮壳间掉进了固定飞轮壳用的一个螺母而被卡死；

还有过全液压摊铺机的齿轮箱被轴承滚柱卡住的实例。

如果是这类问题就不需对发动机进行解体检查。

当发动机温度过高时，切记不能立即熄火停止运转，这会造成发动机“粘缸”事故，严重影响发动机的正常运转，也将缩短发动机的使用寿命；

当发动机温度过低时，切记不能高速运转，这将加速发动机的磨损，也将严重影响发动机的使用寿命。

2）工程施工现场养护措施建议

由于一般的工程施工现场环境都较为恶劣，因此，对于发动机的使用更要有严格的操作章程及使用规范，一旦违章操作，轻则引起发动机乃至整台工程机械的严重故障甚至报废，重则有可能引发人身安全事故，进而耽误工程进度及施工质量。

为此，对于在工程现场施工的工程机械，一定要重视对发动机的养护，具体而言，可以从以下几个方面加强对施工现场的工程机械发动机的维护保养：

平时应重视起动机的维护保养工作，定期对磁力开关、电枢绕组、电枢轴、磁场绕组、单向离合器、轴承、换向器和电刷等进行检修，及时排除起动机存在的故障及故障隐患，防止故障扩大，以确保起动机有良好的技术状况。

我单位一台装载机，每次启动时虽能启动，但都能听见起动机处发出“嘶、嘶”的响声，启动之后则无声响，因此驾驶员未加重视也未进行过检修。

但随着使用时间的延长，启动装载机越来越困难，直至最后不能启动，不得不拆下起动机进行检查。

结果发现，起动机电枢前、后轴承非常松，电枢绕组与磁极磨损严重磁极线圈已无法修复，电枢轴也已弯曲。

分析认为，由于轴承磨损过大，电枢轴与轴承的径向间隙增大，导致起动机在运转中电枢绕组和磁极相碰而发出“嘶、嘶”叫声，由于驾驶员未及时检修致使故障扩大，最后造成发动机严重损坏。

当发动机因某种故障而出现转动困难，或因天气寒冷、气温较低导致发动机启动阻力过大时，不可强行用起动机拖动发动机的方法启动，也不可用增加蓄电池数量的方法尤其是采用串联蓄电池的方法来启动（除非特殊情况），必须首先查明故障原因，或对发动机进行充分的预热，然后再用起动机启动。

当柴油机连续三次不能启动时，应排除故障后再进行启动，防止损坏起动机及蓄电池。

每次启动发动机后，不可急于起步行驶，应仔细检查发动机工作是否正常，各仪表及数值是否正常。

重点检查起动机是否已复位停转，防止起动机在发动机转动的状态下高速运转而被烧毁。

发动机是工程机械的核心，工程机械的保养维护，发动机的养护是首要任务，尤其是经常服役在施工现场的工程机械，发动机的使用寿命、工作质量会因为施工现场的恶劣环境、违章操作、对小故障的忽视等大打折扣，因此，对于工程机械发动机的维护、保养，应当从小处着手，从细处切入，加强工程机械现场施工的设备管理，加强发动机的现场质量跟踪，以切实提高工程机械发动机的使用寿命。

3.6发动机水温过高故障排查及日常维护

3.6.1冷却水温度过高对发动机的影响

轿车发动机正常的工作温度为80~90℃,在这一温度下工作,可保证发动机充分发挥正常功率。

如冷却装置使用维修不当,以及因零件的腐蚀、磨损、积垢等原因,将会影响冷却效果,使发动机冷却水温度过高,对发动机的正常工作以及各部件造成不良影响。

一是发动机温度过高,会使喷入气缸中的燃油提前燃烧,压缩力不足,功率下降。

二是各运动零件由于高温作用而膨胀过度,使原来的配合间隙发生变化,致使轴承的工作能力大大降低,破坏了正常的工作状况,严重时会引起烧瓦抱轴、活塞涨缸、活塞环卡死等故障。

三是温度过高造成机油粘度降低,机油烧损,发动机各润滑部位油膜破坏,加速机件磨损,严重时会造成烧瓦、拉缸等事故。

四是温度过高会造成橡胶件老化损坏,易造成局部变形、裂纹及烧损,造成漏水、漏油等故障。

3.6.2导致温度过高的故障排查

一是水泵。

其常见故障有:

水泵壳体裂损、渗漏;

泵轴弯曲或磨损松旷;

水封损坏;

叶轮叶片裂损、磨蚀;

皮带轮毂与水泵轴配合松旷或键槽磨损等。

用手堵住出水胶管,发动机从怠速逐渐加大油门到高速,如手感到压力很大或用手堵不住水管,则说明水泵泵水正常,如无感