发动机大修后出现拉缸的故障诊断与排除

黄荣波

发动机在大修过程中，由于对新换件存在“标准件”“纯正部品”“合格品”等先入为主的思想，未对新更换件进行应有的配合间隙检查，有可能对发动机工作造成严重影响。

一、问题的提出

笔者曾参与大修一台丰田佳美2.2小轿车。发动机在大修装配后进行试机时,运转不到30分钟,发动机就自动熄火,再也运转不了,出现了拉死现象。重新拆解后，发现四个汽缸中有两个出现严重的拉缸。汽缸套拉花痕沿圆周均布，而且较深，导致活塞与缸套卡死，发动机运转不了。活塞、活塞环、活塞销、汽缸套等都是新换件，按常规不应该有如此严重的问题出现。我们查阅了有关该车的资料，并进行了分析、检查及排除工作。

二、导致拉缸的几个原因

一般情况下，导致发动机拉缸有多种因素。例如，发动机水温过高，导致活塞膨胀量过大，使配合间隙过小；润滑油杂质过多，其杂质在汽缸壁与活塞间形成磨料磨损，刮花缸壁；机油量过少，使油温过高而黏度变小，油膜易被破坏而加速缸壁磨损；活塞有偏缸现象，导致活塞刮花汽缸套；活塞与汽缸的配合间隙过小，在活塞受热膨胀后出现卡死；活塞环开口间隙过小，使环在受热膨胀后卡死等等。我们本着先易后难的顺序，一一检查与排除。

三、对故障原因的排查

1.发动机冷却水温度过高

发动机冷却水温度过高，将会使机件受热膨胀过大，影响正常的工作间隙。由于活塞与汽缸膨胀系数不同，在高温影响下，活塞膨胀量大于汽缸膨胀量，所以有可能导致活塞拉缸卡死。回想试机时的情况：试机前已加足冷却液，刚着车时，发动机运转一切正常，并没有特别的异样，冷却系统各连接处当时也未发现渗漏迹象，且当时也有人坐在驾驶室观察仪表、指示灯的情况，并没有反映水温高。加上发动机是在怠速运转30分钟左右就自动熄火，运转时间较短，所以，基本可以排除是水温高引起的故障。

2.发动机润滑油杂质太多

发动机在大修后，由于更换了活塞、活塞环、活塞销、汽缸套、连杆轴瓦及主轴瓦等机件，这些机件处于重新磨合阶段，因而产生的金属磨屑数量较多。如果金属磨屑过多地存在于运动表面，便会在各相互运动表面形成磨料磨损，加剧各运动表面的磨损程度，若在高温高速高压运动表面时情况更为突出。如果是这种情况导致的拉缸，会在活塞与汽缸壁之间形成少量的拉痕，而且拉痕深度一般会较浅。经过检查，发现机油比较清澈，用手指捻搓机油，并无细粒感。将油滴在滤纸上，油斑痕迹也没有太多杂质，表示机油较干净。观察缸壁拉花痕迹，深度较深，呈圆周均布，所以也排除了由这种原因引起故障的可能性。

3.发动机润滑油过少

润滑油油量不足，会使润滑油在发动机运转时温度过高，黏度变小，而使粘附在机件表面的油膜容易被破坏，加速机件的磨损。特别是在活塞、汽缸壁等高速高温运动表面，更加需要有坚固的油膜作润滑保护，减小磨损。在试机时，已按规定油量加足润滑油（包括新换机油滤清器），拉出油尺检查时，油痕也在正常的刻线范围，而且发动机各油管接头处也没有见到有渗漏痕迹，所以也排除了这方面的原因。

4.活塞与汽缸间隙过小

为了保证活塞的正常工作，活塞与汽缸壁之间必须保持一定的配合间隙。间隙若过大，将会出现敲缸、漏气、机油上窜燃烧室等现象；间隙过小，活塞受热膨胀后会出现拉缸、卡死等故障。一般情况下，如果因为活塞与汽缸间隙过小而导致发动机运转后的拉缸，缸套拉痕一般对应在与活塞销垂直的裙部位置（长轴位置），且在上下止点间的相对应位置上，而活塞裙部也会有相应的严重拉痕。由于活塞销方向是活塞断面的短轴方向，一般较少出现拉花，或拉痕深度较长轴方向浅。检查已拉花的缸套与活塞的情况，发现活塞裙部并没有明显拉痕，而汽缸被拉花的痕迹是沿圆周均布，且位置在活塞裙部运动区域之上，也排除了活塞间隙原因所导致的拉缸。

5.活塞偏缸

所谓偏缸，是指活塞在汽缸中，沿活塞顶圆周方向与汽缸的间隙大小不等的现象。如果活塞出现偏缸，将会在运动过程中偏向曲轴轴向的前或后方向，使活塞和汽缸的前或后方向出现拉痕。但由于实际故障现象是拉痕呈圆周均布，所以也排除了由此原因引起的拉缸。

6.活塞环开口间隙过小

开口间隙是指活塞环装入汽缸后，在开口处呈现的间隙。开口间隙的大小，对发动机工作也会有很大影响。间隙过大则漏气严重，使发动机功率减小；间隙过小则活塞环受热膨胀后可能导致卡死或折断。由于活塞环与缸壁是圆周接触，所以通常由活塞环开口间隙过小导致的拉缸，其现象一般是汽缸的拉花痕迹沿圆周均布，且沿轴向大概在活塞环运动的区域内，活塞环表面的拉痕也沿圆周方向均布。由于第一道环温度和压力最高，所以拉花最严重，其拉痕与汽缸拉痕应吻合。从拆检的情况来分析，实际的拉花现象完全符合上述规律，所以可以确定应为活塞环开口间隙过小，受热膨胀后拉死缸壁所致。再回想起当时大修时，大家受 “标准件”思想影响，以致没有对活塞环的开口间隙、侧隙、背隙等作检查，导致恶果产生。

四、排除故障

查出引起故障的原因后，我们再次更换了整套缸套、活塞、活塞环、活塞销等机件。为防止重蹈覆辙，全组人对新更换件进行了全面、必要的检查，特别对活塞与汽缸套的配合间隙、活塞的偏缸情况、活塞的开口间隙、侧隙、背隙等作了详细的检查。

1.活塞与汽缸间隙的检查

用千分尺在与活塞销轴线垂直的方向上，距离活塞顶23.5mm处(5S-FE发动机标准)测量活塞直径,然后再用量缸表测汽缸的直径(使用中的汽缸应测量活塞在下止点时油环以下的位置,即磨损最少的位置),将汽缸直径减去活塞直径,即为活塞间隙。经测量计算，得出间隙均在0.140～0.160mm的正常范围内。

2.检查活塞是否有偏缸情况

在不装活塞环的前提下，将全部活塞连杆组装好，并按规定扭矩上紧连杆螺栓螺母。转动曲轴，分别用厚薄规测量各缸活塞在上止点、下止点和上下止点中间位置的三个圆周位置，在曲轴轴向前后方向与汽缸的间隙。经测量，各缸间隙均匀，没有偏缸的现象。

3.活塞环开口间隙检查

先把活塞环放入汽缸孔中，用活塞头部将环推平（使用中的缸套应用活塞推活塞环到正常行程的极限位置，其距离按此车标准为115mm处）,之后用厚薄规测量开口间隙。经测量后发现，除了有两道气环开口间隙过小外，其余均在正常范围。之后将开口间隙过小的活塞环用锉刀在开口的一端锉去少许。锉修时经常检查,防止开口过大,并使开口平整,将环口合拢时,不能有偏斜现象。最后用细砂纸将毛刺磨掉,以防止端口锋利又造成拉缸。

4.检查活塞环的侧隙和背隙

侧隙是指活塞环在环槽内的上下间隙。把活塞环放在各自环槽内，用厚薄规测量活塞环与环槽壁之间的间隙。经测量，侧隙全部符合标准。而背隙是指活塞环装入汽缸后，活塞环背面与活塞环槽底之间的间隙，通常用槽深和环宽之差来表示。经检查，背隙也符合规定。经过测量、检查确认正常后，重新装复，试机后再没有出现任何故障，一切恢复正常。

五、结束语

在平时的维修过程中，我们通常会带着一种先入为主的心态，以为新更换件一定就是标准的，绝对符合使用要求，忽视对机件进行必要的检查，导致了不良后果出现，造成严重的经济损失。因此，在做任何事情之前都必须做足安全检查工作,决不能疏忽大意,细节往往决定成败。

（作者单位：广东省肇庆汽车技工学校）