浅谈本田K24W5发动机机油消耗异常故障的检修
2018-07-23张飙
张飙
(广汽本田汽车有限公司 510000)
0 前言
本田K24W5地球梦科技发动机采用了本田发动机特有的“智能可变气门正时系统(I-VTEC)”和缸内燃油直喷技术,能够使发动机在不同工况下保持最佳的进排气状态和精准的喷油量控制,从而有效提高发动机功率和燃油经济性,在国内轿车、多用途汽车的发动机结构中具有一定的代表性。因此,分析研究该发动机润滑系统的组成及故障产生原因,对帮助本人及汽车维修技术人员快速、有效排除故障和提高维修水平,具有一定的参考意义。
1 发动机的润滑系统介绍
1.1 发动机润滑系统的组成和作用
发动机润滑系统主要由机油泵、机油滤清器、润滑油道、压力传感器、散热器和限压阀组成,主要功能是不间断地将机油输送到发动机各运动部件的摩擦表面进行润滑、加强密封、降低摩擦力并清除磨屑和冷却。润滑系统回路见图1所示。
图1 发动机润滑系统回路图
1.2 发动机润滑方式介绍
发动机的润滑方式主要有:压力润滑和飞溅润滑。
压力润滑是通过机油泵将机油从油底壳内吸出,经过机油滤清器过滤杂质后输送入主油道,继而输送到零部件摩擦面进行润滑。常用于摩擦面没有外露,载荷和运动速度大的零件或部位,如曲轴主轴承、曲轴瓦、连杆瓦及凸轮轴和摇臂轴上各轴承等。
飞溅润滑是利用运动零件激溅或喷溅起来的机油油滴、油雾来对零部件摩擦面进行润滑。常用于摩擦面外露、载荷轻、运动速度小的零件或部位,如气缸壁、活塞、活塞环、活塞销以及配气机构的摇臂、挺杆等。
所有流经各摩擦面的机油最后通过回油管或受活塞环的油环刮擦回到油底壳内,准备进行下一个润滑循环[1]。
2 发动机润滑油异常消耗的可能性分析
在认识了发动机润滑系统回路的前提下,根据发动机的实际构造分析,可将发动机润滑油异常消耗的可能原因概括为两大方面:发动机漏机油和发动机烧机油。然后采用FTA分析法对发动机润滑油异常消耗的可能原因进行深入分析。具体分析结果见图2。
图2 发动机润滑油异常消耗的可能性(FTA)分析
3 案例分析
3.1 故障描述
我司近日接到特约店的技术支援申请称,一台行驶里程3万余公里的2017款本田多功能车,日前因机油压力报警灯亮,无法行驶,拖车回店检修。当时检查发现发动机缺少机油,但发动机外表并无漏油迹象,于是重新加注了4L 5W30粘度的机油后,机油压力报警灯熄灭,发动机运转正常。后该车使用不足两个月,行驶约2 000 km后,机油压力报警灯再次亮起,检查发现机油液面高度低于油尺下限线。特约店随即对该车发动机进行更换活塞和活塞环,但3 000 km后发生第3次亮机油压力报警灯,再次检查发现机油液面高度低于油尺下限线。由于车辆较新、涉及重要总成故障且已经一次维修失败,客户投诉情绪激烈,有投诉升级趋势。而且特约店担心处理不慎会触及三包风险,因此不敢再随意动手维修,请求生产厂支援。
3.2 确定故障检修方向
为确保检修排查工作全面和准确,按照之前的FTA分析结果,按先外后内、从简单到复杂的思路原则和顺序,逐一对有关零件进行排查。
首先,指导特约店再三认真检查发动机缸盖罩表面、缸体表面、通风盖周边、正时链盖底部、发动机与变速箱结合处等部位的情况,均无油污,排除了发动机外部渗漏机油的可能性;添加机油后试车发现急加速时,排气管有轻微冒蓝烟现象[2]。
然后逐一将各燃烧室的火花塞拆下对比观察,发现第4缸的火花塞电极部位积碳量较其他三个气缸的火花塞积碳量严重,且伴有轻微湿润情况(图3)。由此推断第4缸燃烧室内有机油参与燃烧的可能性较大。
3.3 具体故障部位排查
根据火花塞的情况推断第4缸燃烧室内可能存在烧机油的故障,结合发动机的实际构造分析:发生可能烧机油的部位位于发动机的缸体和缸盖中间位置,所以机油可从缸体下部或缸盖上部进入燃烧室。遂按图2的FTA分析结果继续深入分析,包括检查PCV阀、测量气缸压力值、检查进气门。
检查PCV阀。PCV阀主要作用是将窜入曲轴箱内的可燃混合气体通过PCV阀导入进气歧管内,重新进入燃烧室参与燃烧,延缓机油变质和减少污染。通过该车的火花塞情况分析,若PCV阀故障,将会有大量含有机油蒸汽的气体被导入进气歧管内,并分配到各个燃烧室进行燃烧,不会只是第4缸出现异常。因此可排除PCV阀故障的可能性。
测量气缸压力值。气缸压力是指活塞到达压缩终了上止点时气缸的压缩压力值,它用于评价气缸的密封性。对于因气缸磨损过大、活塞磨损过大或活塞环对口而引起的发动机烧机油,可表现为气缸压力值偏低。
火花塞拆下后,对各缸进行气缸压力测量。测得结果均为1 250 kPa左右,各缸压力相差不足5%,对比同款正常车辆的发动机气缸压力无异,判断发动机密封性能良好,活塞环无发生对口、气缸等部件无异常磨损。因此可排除发动机的机油从缸体下部进入燃烧室的可能性。
检查进气门。从该款发动机的缸盖结构分析,虽有润滑油道在燃烧室的上方经过,若油道因事故碰撞破损或存在加工砂眼,确可使机油漏入燃烧室。但该车没有发生过事故,且是近期才发生烧机油故障,所以从逻辑上可排除此可能性,遂将故障点锁定在气门油封处。
拆下进气歧管和排气歧管,确认每个燃烧室的气门状态。与其他三个气缸对比发现,第4缸的进、排气门积碳均比其他三个气缸积碳多,且有轻微湿润(图4)。
因此,判断该发动机是由于进气门油封故障,机油沿进气门漏入燃烧室,导致机油消耗异常。同时因为机油的化学特性,燃烧后产生大量的积碳,附着在火花塞电极、进气门和排气门附近[3]。
图3 第4缸火花塞(右1)电极积碳严重且轻微湿润
图4 第4缸进、排气门均积碳严重且轻微湿润
4 故障排除方法
该车的发动机烧故障是进气门油封故障所致,未发现用户使用不当因素,属于零件质量问题。按照《家用汽车产品修理、更换、退货责任规定》中的有关条款规定,气门属于缸盖总成中的重要零部件,应对该车作保修更换缸盖总成处理。
更换缸盖总成后,将气门间隙调整至标准范围内试车,发动机运转平顺,急加速时没有冒蓝烟,故障成功排除。直到行驶5000公里后的下一保养周期,测量机油的消耗量不足0.5 L,大大优于国家标准(GB/T19055-2003)的要求。
5 结束语
发动机烧机油故障多见于使用时间较长、行驶里程较多的老旧车型,而且发生原因多是由于气缸、活塞磨损过大所致,仍按照老旧的经验思维去进行车辆检修,会对故障诊断和排除工作造成一定障碍。建议在处理车辆故障时,必须要逻辑合理、思路清晰来进行全面的理论分析,再从外到内、从简单到复杂进行检查,验证理论判断。本文就是按此原则和方法,在最短时间内准确找出车辆故障部位,制定了合理可靠的维修方案。