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一位汽修老前辈的修车心得

2013-12-23庄嘉霜

汽车维修与保养 2013年7期
关键词:碳刷万向节油封

内燃机的构造与发展

内燃机是汽车的“动力心脏”,100多年来它的技术是日新月异的。内燃机的发展又因燃油品质的提高而改进,上个世纪由于汽油是70号(辛烷值),汽油发动机的压缩比为6∶1,如今汽油品质已经提高到97号和98号,汽油发动机压缩比也随之提高为10∶1甚至12∶1,更加注重环保和碳排放。

我曾大修过一辆奥迪轿车,其发动机采用四缸缸内直接喷射技术,变速器为无级变速,机械零件与电控元件都极为精致,通过大修的全过程可以领略到德国汽车技术的精华,但精华过度则奢华,有“哗众取宠”的作秀之嫌。如机油细滤散热装置,其外形体积与解放CA10型相近,又如曲轴箱内的润滑油飞溅加上大小瓦的机油压力循环(压力4kg/m2)已经完全满足润滑需要,再设计一套缸壁的机油压力强制喷射系统就会为发动机上油留下隐患。技术设计要实事求是,否则增加制造成本,提高故障机率,给维修带来无穷的烦恼。

对发动机附件传动链的认识

汽车发动机的总成周边配置很多附件来保证主机的运行,就像航母需要舰群来保障一样。这里将宝马X3发动机与附件传动链(图1)的关系浅析如下。

曲轴皮带盘(外盘直径129mm,四槽;内盘直径145mm,六槽)一带四(即发电机、水泵、制冷泵、转向助力泵),过渡轮与涨紧轮的设置是为解决皮带轮的包角问题,保证有效传动。内盘带动水泵和发电机,外盘带动转向助力泵和制冷泵。

各附件与曲轴皮带盘的传动关系如下:①发电机皮带盘(直径55mm)与内盘(直径145mm)的传动比为2.6∶1;②水泵皮带盘(直径123mm)与内盘(直径145mm)的传动比为1.17∶1;③制冷泵皮带盘(直径111mm)与外盘(直径129mm)的传动比为1.16∶1;转向助力泵皮带轮(直径120mm)与外盘(直径129mm)的传动比为1.07∶1。

各附件部件以上列传动速比可计算出发电机的最高转速,发动机怠速时达到2080r/min,当发动机转速为4000r/min时,发电机转速可高达10400r/min,加上发电机本身的工作温度为103℃,可见发电机轴承和碳刷的工作条件极其苛刻,应该未雨绸缪,制订清洗、保养与润滑方案,防止发电机整体报废。实践证明,发电机轴承与碳刷寿命约在150000~180000km,超过200000km则该部件在运行中有偶发故障(不发电),会有中途抛锚之虑。

防漏有方

内燃机有曲轴和凸轮轴,凡轴必有油封,以保证润滑油不渗不漏。但也有个别车型不设油封,采取离心式逆向扫油方式,如标致的505车型。

近期承修一台标致607的发动机,该车行驶300000km后曲轴后油封大量漏油,此项作业必须抬下发动机,与变速器分开后更换新的油封。此事虽小,却收获颇丰,记录如下:①漏油的原因是曲轴后油封走外圆,无过盈弹性预紧力;②曲轴后油封规格为120.46×98×7(mm),实测承孔孔径为 120.04mm,二者的装配关系为弹性过盈配合,过盈量为0.42mm;③该油封的构造是金属簿板冲压件(骨架)与耐油橡胶硫化压注而成,金属簿板冲压件只允许一次性正确装配完成作业,二次装配势必造成油封本身弹性变形、预紧力不足(无过盈);④在进行曲轴后油封漏油的修理作业时,鉴于累计行驶里程较多,应该连同前曲轴油封一同更换以保证与下次使用里程同步;⑤由于车型特殊,完成以上作业时应安排熟练中工、学徒各一人,配以发动机起吊设备;⑥由于该维修项目作业量大、附件多(涉及冷却、空调、供油、电气等系统),作业工时约在16~20小时(含调试时间),即两天完成,一天则需要加夜班,恐生隐患,欲速则不达。

传动轴异响

汽车在运行中,传动系的各零部件工作时都会有正常的声音令人放心,不正常的声音令人烦心。

一辆沃尔沃XC90四驱越野车,在行驶149000km时,因传动明显异响进厂检查,结果是连接变速器输出轴的万向节已经松旷,更换新配件后异响消除。

拆下传动轴总成(两段),测量全长为2280mm,轴端两头各有六滚珠等速万向节(编号HLJ75),中段有过桥轴承及十字万向节以满足前后驱动桥的动力传动(见图2)。在检修过程中发现前端万向节松旷(径向间隙0.30mm),后端万向节完好(无间隙)。

为什么同一轴上的两个零件松旷程度不同呢?这是值得分析的:①汽车万向节等同于轴承,其材质及工艺设计都十分讲究,按用途可分径向负荷、推力负荷和万向负荷等;②两个万向节同轴不同果的原因是前端处于高温区,油质干固,后端处于常温区,散热好、油质好;③前端万向节传动时角偏差极小,始终保持定点压荷,结果凹陷0.15mm以上,而后端万向节传动时由于后驱动桥与车身跳动量较大,故滚珠沿轨道不停滑动,不是点磨损。

又见异响

从事汽车修理工作的人,注定要与各种各样的异响打交道。

一辆日产天籁V6轿车,累计行驶约110000km,发动机运转正常,只是在怠速状态下将各窗关闭后能听到低分贝、有节奏的“砰砰”声,类似人在睡眠发出的打鼾声,噪声虽小,但很烦人。

我们几乎查遍发动机支架各胶垫、排气部件与车身有关的各连接点,均正常,但噪声依旧。困惑中,两位维修技师由点到面循声查找,在油箱上盖的进出口接头处手感有节奏振感,再向前、向上查找声源,终于找到发动机二排供油管的两个压力阀中前方的一个振动明显,导致该阀到油箱的输油管全长都有振频传给车身,使用听诊器能清楚听到有节奏的噪声。更换新件(零件号为KY09AN024000)后故障排除。

为求异响的原因,我们解剖阀体,见到如小鸡蛋大小的压力阀,分上、下盖二件铆合,先铆膜片,后铆上盖,腔内有膜片(双层)及压力弹簧(直径14mm,线径1.7mm,自由长度18.6mm),底座内腔有中心主轴,规格为11×16(mm)。由于燃油系统之供油压力要求为恒定的3.5kg/m2,但电动泵供油的脉动与电喷嘴瞬间喷油(泄压),这就形成该阀内腔油压脉动,必然会使膜片芯块与立柱发生间隙磕碰,产生噪音。该故障只能换件,不能修复,解剖是为了学习,知其所以然。

电动机虽小,学问很大

上世纪,前苏联卡车玛斯、斯大林80拖拉机都采用大马力柴油机,启动时用单缸摩托副机带动主机。当今技术逐渐进步,汽车有电动机,省力又安全。

近期大修一台宝来1.6的发动机,累计行驶190000km,按维修范围规定应同时检查发电机和电动机。虽然是主机附件,但附件也是关键,附件不好就会影响主机。在维修过程中发现两个重要的现象:一是润滑油完全干固,二是碳刷磨损至极限。

该电动机为12V直流、四碳刷结构,有行星减速机构(电枢转子主动齿数14齿,内齿环齿数40齿,速比为2.85∶1),终端主动齿轮10齿,飞轮齿圈126齿,速比为12.6∶1,在启动工作时还具备啮合与退出功能(电磁拨叉和输出轴螺旋花键),见图3。

通过此次维修,我认识到电动机虽小,学问很大。电动机碳刷与发电机碳刷同名不同质,电动机碳刷含铜量(紫铜)较高,发电机碳刷含碳量较多,二者表面颜色各有不同,不能混用。当前市场碳刷良莠不等,日本富永电碳产品为优良品,杂牌碳刷断不可用。更换碳刷导线只能铜焊(氩弧焊),不可锡焊。

宝来1.6的电动机碳刷原规格为4.5×12×12(mm),行驶190000km后碳刷的磨耗量为7mm,符合一般规律。这能启示我们宝来电动机的维护里程应在120000~150000km之前。

一个螺栓致“全线崩溃”

一辆宝马745轿车,在行驶中发动机突然出现异响,故障灯点亮,温度上去了但发电机不发电,转向很重,经过抢修才得以进厂。检查发现风扇皮带脱出,皮带涨紧器掉在护板上,原因是一个小小的M10×1.5螺栓断了,幸好有护板,零件没有丢失。

该螺栓是优质钢材并经过热处理的标准紧固件,具有自锁功能(安全防松),那么螺栓为什么会断呢?本人分析是在某次更换风扇皮带时,不专业的操作者没有正确使用世达T60星状套筒进行装配,而是误对涨紧器的中心螺栓(M10×1.5)施力过度,使螺栓的螺纹处内伤(实际断面仅7mm),在行驶中脱落。断丝修复需要有钳工基础,工艺要正确,否则欲速不达。

先拆去水箱总成创造维修空间,让小手电钻方便进入,对断在铝正时盖内的断丝残头端面冲打中心孔,用Ф3.5mm钻头(短的)钻孔,孔深5~6mm,切勿钻偏,用断丝取出器的#1锥(反螺纹)反向取出断丝残头,用M10×1.5丝锥修整铝盖内孔螺纹。

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