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柴油機(jī)側(cè)翻后氣缸損傷的原因

www.mydingqi.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：wl04qc1b 類別：汽車構(gòu)造維修時間：2006-12-16

    柴油機(jī)汽車行駛中若發(fā)生側(cè)翻事故，除了造成比較直觀的外部損傷外，有時施救后，啟動發(fā)動機(jī)時，氣缸內(nèi)出現(xiàn)了惡性的敲擊聲，并伴有機(jī)油從排氣管中大量排出的現(xiàn)象。解體發(fā)動機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)各氣缸燃燒室中有不同程度進(jìn)入機(jī)油的現(xiàn)象，其中發(fā)生敲擊聲氣缸的連桿出現(xiàn)了嚴(yán)重的彎扭變形，導(dǎo)致活塞發(fā)生偏缸等嚴(yán)重故障。
    1.“油墊”的形成過程
    汽車在行駛中一旦發(fā)生側(cè)翻，整個過程時間很短，駕駛員往往來不及使發(fā)動機(jī)熄火。由于柴油機(jī)高壓油泵內(nèi)始終是充滿燃油的，只要柱塞處在工作狀態(tài)，發(fā)動機(jī)就可繼續(xù)工作。當(dāng)汽車發(fā)生側(cè)翻時，油底殼內(nèi)的機(jī)油很快涌流到氣缸壁的表面。根據(jù)四沖程發(fā)動機(jī)的工作原理得知，如某缸是吸氣行程，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動，活塞環(huán)雖然有向下刮油的功能，但整個吸氣行程氣缸內(nèi)壓力低于大氣壓力，而曲軸箱內(nèi)的壓力又略高于大氣壓力，兩者形成壓力差，部分機(jī)油隨著活塞的下移，很快被吸入氣缸內(nèi)。曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動，吸入氣缸內(nèi)的機(jī)油隨著活塞的上移被逐漸擠入到燃燒室內(nèi)。雖然排氣行程開始，進(jìn)入燃燒室的機(jī)油被上移的活塞所排出，但仍有一部分殘留在燃燒室內(nèi)，液體受本身慣性的影響，其流動速度落后于氣體流速，當(dāng)曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，下一循環(huán)機(jī)油重復(fù)進(jìn)入缸內(nèi)。當(dāng)吸氣行程進(jìn)入燃燒室的機(jī)油容量大于燃燒室容積時，壓縮行程就會發(fā)生活塞上行未達(dá)到上止點(diǎn)就與機(jī)油產(chǎn)生擠壓現(xiàn)象。由于液體體積具有不可壓縮性這一特點(diǎn)，形成了一個使活塞無法克服的“油墊”層。
    2. “油墊”對發(fā)動機(jī)的損傷
    當(dāng)柴油機(jī)某一氣缸形成如上述的“油墊”后，活塞上行突然受阻，對曲軸造成一個無法克服的阻力矩。
    現(xiàn)代汽車柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，活塞的平均線速度達(dá)6.5-12m/s。一旦形成“油墊”后，活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)會在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊載荷。當(dāng)沖擊載荷小于或大于連桿材料的強(qiáng)度極限與屈服極限時，前者使發(fā)動機(jī)自行熄火，而后者會使連桿產(chǎn)生彎扭變形。隨著連桿的變形，“油墊”產(chǎn)生的阻力也隨即消失。但由于沖擊載荷使曲軸的轉(zhuǎn)速急劇下降，加上其它各缸也有機(jī)油進(jìn)入氣缸，影響了作功，發(fā)動機(jī)自動熄火。
    另外，當(dāng)連桿彎扭變形到一定程度后會與氣缸套下邊緣相撞，造成氣缸套下邊緣破碎。
    3.側(cè)翻后減少“油墊”形成的討論
    汽車在行駛中發(fā)生側(cè)翻事故，引起發(fā)動機(jī)氣缸出現(xiàn)“油墊”現(xiàn)象，造成連桿損壞，一般只能在一個氣缸發(fā)生，不會多缸同時出現(xiàn)連桿彎扭變形。它取決于側(cè)翻時發(fā)動機(jī)各缸的氣密性及油底殼機(jī)油的涌流方向。
    汽車在行駛中，一旦發(fā)生側(cè)翻，駕駛員要盡量鎮(zhèn)定，首先使發(fā)動機(jī)熄火。且不可在慌亂中手足失措，甚至錯將油門加大，要盡量縮短側(cè)翻后發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時間。對施救后的汽車各部，特別是發(fā)動機(jī)，要進(jìn)行認(rèn)真檢查，方法是：使發(fā)動機(jī)處于減壓狀態(tài)，用手搖把搖轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的曲軸，如能正常搖轉(zhuǎn)且無異常聲響，在向油底殼補(bǔ)足機(jī)油后，可啟動發(fā)動機(jī)后作進(jìn)一步聽診檢查。如不能搖轉(zhuǎn)曲軸或搖轉(zhuǎn)中有碰撞聲響或其他異常情況，則應(yīng)進(jìn)行分解檢查，找出原因，予以修理，切不可貿(mào)然啟動，以免出現(xiàn)更大的損壞。
    現(xiàn)代柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍大多在400-2800r/min，活塞每分鐘大約完成200-1400個吸氣行程。可見，一旦發(fā)生側(cè)翻事故，“油墊”現(xiàn)象會在極短的時間內(nèi)形成，甚至無法避免。因此，建議廠家能設(shè)計出一種氣缸限壓或發(fā)動機(jī)嚴(yán)重傾斜時自動熄火裝置，以防止汽車側(cè)翻后缸內(nèi)形成“油墊”，給發(fā)動機(jī)造成損壞。