汽车发动机快修实例(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：朱俊,肖永清

出版社：科学技术文献出版社

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汽车发动机快修实例试读：

内容简介

本书共分七个部分，其中包括发动机的整机、曲轴连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统等的维修、检测技术及常见故障诊断与排除。

本书在编写过程中，力求基本理论与实践相结合，重点突出，准确、简练，本书文字通俗易懂、图文并茂、实用性强，除了可供汽车驾驶员、修理、维护和检测人员在发动机的检修、维护作业中借鉴以外，也可以作为汽运工程技术人员的工作参考资料。

科学技术文献出版社是国家科学技术部系统惟一一家中央级综合性科技出版机构，我们所有的努力都是为了使您增长知识和才干。

一、发动机整机

1.发动机功率不足行驶无力

当车辆重载情况下，发动机动力明显不足，“没劲”，加大加速踏板，动力不能随之迅速提高。排气感觉沉闷，运行无力，油耗直线上升。停下来轰空加速踏板时，又没有不畅的感觉。（2）故障原因

汽油发动机功率不足的常见原因分析主要有以下方面：一是油路、电路有故障。油路不畅通，进气受阻，造成混合气过稀或过浓是直接影响发动机动力不足的原因；发动机有异响，点火时间过迟或触点间隙过小或过大，活动触点弹簧臂弹力过弱，发动机排气支管垫漏气等；高压分线漏电或脱落、分电器插孔漏电或窜电；分电器凸轮磨损不均或火花塞积炭过多，裂损漏电等。二是汽缸压力不足。缸垫不密封、漏气，缸盖螺栓松动，缸垫烧蚀；气门不密封、漏气，气门座圈烧蚀漏气，气门弹簧过软、工作不良，气门座圈松脱，活塞与汽缸不密封窜气：活塞环咬死或对口，活塞环磨蚀过限或弹力过弱；汽缸磨损，配缸间隙超差等。三是配气相位失常。常见发动机正时齿轮标记位置不对，装配不当。四是少数缸不工作。高压分线损坏漏电或脱落，火花塞工作失效。气门间隙失常等。五是发动机温度过高。水泵、节温器工作不良，皮带打滑，冷却系统水垢过多等。六是汽车底盘有故障。离合器打滑，制动发咬，各部润滑、调整不当，轮胎气压过低。七是汽车严重超载运行。（3）故障诊断与排除

影响汽油发动机运行无力的因素是多方面的，几乎涉及发动机所有机构和底盘的传动和行驶部分，但一般来讲，发动机工作性能变坏要比其他原因的可能性大一些。在车辆正确使用的情况下，诊断顺序应从底盘开始查找，再检查发动机本身。

首先检查离合器是否打滑，制动是否拖滞，轮胎气压是否正常，必要时予以处理。检查冷却水温度是否过高，节温器工作是否失效；检查点火系统工作是否正常，断电器触点间隙是否正常，有无烧蚀或歪斜；再检查点火线圈和电容器是否良好（将分电器中央高压线拨出距缸体6～8mm试火，若火花强，则点火线圈和电容器均好）。再检查火花塞电极间隙是否过大及绝缘部分有无裂损，必要时更换新件；检查化油器节气门开闭是否灵活，开度是否正常，喷油量孔是否堵塞，浮子室油面是否过低；检查空气滤清器、汽油滤清器是否堵塞，必要时予以调整或修复。在上述检修仍不能排除故障时，应拆检汽缸活塞连杆组，检查活塞配缸间隙、活塞环磨蚀情况，以及配气相位是否失常。按技术规范予以装配调整和修复。

发动机油、电路综合故障诊断见表1-1；发动机动力不足故障的综合检查与分析见图1-1。图1-1　发动机动力不足故障的综合检查与分析

2.柴油机“烧机油”

所谓“烧机油”是指润滑系统里的润滑油窜入汽缸里参与了燃烧。柴油机机油窜入汽缸有两个途径：从上往下，即从气门导管与气门之间的间隙流入汽缸中；由下往上，即曲轴箱内的机油被曲轴飞溅向上，经往上运动的活塞从活塞环与缸套、活塞与活塞环之间，窜入汽缸中。机油在汽缸中燃烧呈蓝色烟排出，当燃烧不完全时，机油即随废气排出，产生排气管口滴油等不正常现象。经综合分析，减少或杜绝机油通过上述两个途径进入汽缸中，是排除柴油机“烧机油”故障的关键。（2）故障原因

一是汽缸、活塞、活塞环配合间隙过大。在发动机工作时，汽缸壁、活塞环和活塞之间都充满了机油，当三者配合间隙不正常时，汽缸壁和活塞间的机油就会窜入燃烧室，这是引起窜油的主要原因。发动机工作一定时间后，活塞环径向尺寸减小，弹力减弱，开口间隙变大，密封和刮油作用变差。活塞环与环槽间隙增大，加强了活塞环的泵油作用，活塞上行时机油被刮进燃烧室。窜油后容易产生积炭，加速汽缸磨损，形成恶性循环。二是活塞环卡死。活塞环卡死后烧机油，当活塞环卡死在环槽内时，活塞环失去弹性，密封变差，不但在活塞上行时带入燃烧室内大量机油，而且在活塞做功时大量的高压气体窜入曲轴箱，使曲轴箱内压力增高，飞溅的机油通过曲轴箱通风装置进入进气道，使机油和空气一起进入燃烧室燃烧。当发现曲轴箱通风装置窜气严重，多是活塞环卡死所致，应及时排除。三是发动机维修质量不良。发动机的大修质量对汽缸窜油影响较大，汽缸的圆度、圆柱度误差及表面粗糙度过大，活塞环不按技术要求与活塞选配，装配中活塞偏缸以及汽缸中心线与曲轴旋转中心线垂直度超过规定要求等，都会产生窜油现象。同时，活塞积炭清除不干净，活塞环装反，环口未合理分布及环口间隙太大，都会不同程度地加速汽缸窜油。四是活塞环的质量差。发动机运行不久就产生窜油，汽缸窜油部分是因活塞环质量造成的。目前，市场上出售的活塞环很多有质量问题，如弹力不足以及弹力持久性不好，不能很好地适应汽缸套的变形等，这是车辆行驶一定里程汽缸窜油的主要原因。五是机油选用不当。润滑油膜的厚度、机油黏度过大、过小都会使润滑效能降低，加剧机件磨损。机油过稀时，还易造成汽缸窜油。发动机温度过高导致机油变质或变稀，都会增加机油消耗量。此外，机油加得太多，机油压力过高，曲轴箱通风不良，也会加剧汽缸窜油。（3）故障诊断与排除

柴油机烧少量机油时，动力不会下降，但这是柴油机磨损的初期表现，必须引起足够的重视，并采取相应的措施。否则发展到大量烧机油时再处理，一般只能进行大修，会造成不应有的损失。减少柴油机过量消耗机油的措施如下：一是防止机油沿气门杆间隙窜油。在检修过程中，严格测量控制气门杆直径、导管内径，确保气门杆间隙符合设计要求；为有效地防止气门杆间隙引起的窜油，采取一些辅助措施，在进、排气门导管处加装挡油装置，如用氟橡胶密封圈、密封胶装配，以防过早失效和松动。二是防止机油沿缸套内壁窜油。保证活塞环的质量，特别是环的切向弹力、漏光度、开口间隙，使其符合设计要求。确保缸套装入汽缸空后的圆度和相应要求。严格控制缸套本身的椭圆度；严格控制机体汽缸孔台阶和缸套肩部尺寸；采用选配缸套法来保证同一缸盖下缸肩部高出机体平面不大于0.02mm；注意检查汽缸孔和缸套有无磕碰和控制扭紧缸盖螺栓是否规范，防止缸套产生变形，造成缸套椭圆。三是提高车辆使用水平。科学、合理地使用车辆，对减少发动机汽缸磨损有直接的关系，其中维护滤清器正常工作是降低汽缸磨损的关键。目前，驾驶员缺乏有关车辆的使用知识，认为车辆技术先进，性能良好，不需维护。常见为数不少的车辆行驶几万公里不维护空气滤清器，不换机油滤清器滤芯。据试验，在多尘的道路上行驶，发动机磨损量要增加30%，可见保持空气滤清器清洁的重要性。驾驶员的操作水平对汽缸磨损影响也较大。要尽量减少冷启动次数，避免发动机超负荷工作，坚持预热升温、平稳起步、及时换挡，这些都可降低汽缸的磨损，减少汽缸窜油。四是避免不必要的更换活塞环。在维护时，对于汽缸磨损小、不窜机油的发动机，不应强制更换活塞环和分解活塞组。更换和分解活塞组件会破坏原活塞与汽缸壁相互配合的密封状态，使原来不窜机油的发动机产生窜油，并且新活塞环会增大对汽缸的磨损。五是提高维修质量。发动机活塞偏缸不仅使活塞、活塞环加剧磨损而拉缸，还会引起汽缸窜油，所以，检修时一定要控制活塞的偏缸量。更换活塞环是解决窜油有效而简单的措施，但能否彻底解决问题，取决于汽缸磨损量和活塞是否正常。在汽缸圆度误差较小时，换活塞环效果较好。当汽缸磨损量不大，但与活塞配合间隙达到极限时，应考虑活塞和活塞环同时更换，否则达不到要求的效果。柴油机过量消耗机油是个综合性的问题，影响因素多，不同型号柴油机产生过量消耗机油的原因也不尽相同，所以，在发生过量消耗机油时要具体分析，要对症下药，不能盲目换件，以免造成浪费。

3.发动机振抖

发动机在使用中，容易出现振抖现象，这种振抖的危害性较大，会造成各零部件间连接松动，固定失效；金属材料疲劳程度加剧，磨损速度加快，致使产生早期断裂，破碎等现象，如常见的发动机前后支架断裂，活塞环折断，车身板金件开裂，离合器壳开裂等。还会引起驾驶室方向盘的振抖，导致驾驶疲劳程度加快，危及行车安全，它不仅会使乘员舒适性下降，而且导致相关零部件损坏，车辆使用寿命大大地降低。发动机曲轴、飞轮及离合器转动时剧烈振动，是由于发动机回转体在转动中所产生的各个方向的惯性力不能自相平衡所引起的。

发动机振抖故障一般发生在长期使用或经拆装、维修后的发动机上，其振抖的周期和抖动程度有的随发动机不同转速变化而出现变化；有的则不论怠速、中速、高速均可出现。（2）故障原因

一是发动机调整不当。怠速运转振抖，是个别缸不工作、混合气过浓、点火时间过早或点火顺序错乱及怠速调整不当等；中速运转振抖，多为点火顺序错乱，分电器盖击穿或混合气过浓等；高速运转振抖，一般为分电器触点间隙过大及触点弹簧过软、火花塞间隙过大、点火时间过早、点火线圈及容电器工作不良等使个别缸不工作。二是缓冲件损坏。运转中出现无规律振抖现象，而且随之转速的增高而加重，这多属机器支承螺栓松动，悬置位置不当或零件开裂，发动机悬置缓冲件老化损坏等所致。三是曲轴飞轮组及离合器转动平衡不良。曲轴前端扭振减振器失效，飞轮固定螺栓松脱，曲轴皮带轮连接半圆键磨损，以及起动爪松动，均将破坏曲轴飞轮组的平衡性能，会使发动机运转不均而振抖。四是发动机在运转中，风扇叶片受到很大的离心力，如若风扇变形，叶片断损，旋转时失去平衡，也将导致发动机振抖。五是排气门烧蚀、关闭不严；汽缸垫烧蚀，以及发动机各缸之间的供油量不均匀，都会引起机器振抖现象。六是曲轴主轴承座孔异常磨损后定位失效，轴瓦在座孔中配合间隙过大，轴颈失去支承，当受到活塞杆组的冲击时，曲轴就会产生弹性变形而发生振抖，并伴有连续的冲击声。七是连杆扭弯变形，以及装在发动机上各缸活塞连杆组件彼此重量相差较大（一般超过20g），因此产生的惯性力和离心力差异随之增大，运转中也会导致振抖。（3）故障诊断与排除

维修中注意各配合部件的安装位置及相关标记；尤其曲轴飞轮组装合后、进行动平衡试验合格方能装车。定期检查发动机悬置支架和缓冲垫、曲轴扭振减振器以及风扇叶轮，发现损坏应及时更换新件。正确调整发动机怠速、混合气浓度及点火正时，发现油、电路故障应及时排除。遇到排气门烧蚀、汽缸垫冲毁应及时按技术规范予以修复。车辆维修中，应严格按规范检修曲轴、活塞连杆及其轴瓦的技术状况，不符合要求决不能装车。预防发动机振抖故障，将有利于消除安全隐患，提高车辆的舒适性、可靠性，延长零部件的使用寿命，保证车辆技术完好和安全运行。

4.烧瓦抱轴

汽车发动机在运行中，当润滑条件变差时，会产生烧瓦抱轴故障，严重影响发动机的正常工作，甚至造成重大机损事故，危及运行安全。轴与瓦之间缺少润滑油或润滑油膜破坏，失去液体摩擦条件，使之温度上升，合金熔化烧结，轴与瓦配合副之间产生干摩擦，因摩擦热的高温使轴瓦合金层软化甚至熔解，并黏咬在轴颈上，或轴瓦黏结，致使连杆断裂而捣坏缸体。轴瓦和轴颈装配间隙太小，无足够的润滑油量，也将会因摩擦热致使轴瓦拉毛，甚至烧熔咬死。轴与瓦使用寿命的长短，除了润滑油量不足、油品质量差、油中杂质及某种原因机油压力过低等因素之外，还与其产品质量、使用养护均有关系。（1）故障特征

发动机的轴瓦由于高速运转及承受载荷，使用条件比较恶劣，工作中难免受到损伤，由此而减短了使用寿命。常见轴瓦损伤形式有（如图1-2中所示为轴瓦合金的损坏）：一是轴瓦疲劳损伤。发动机经常超负荷工作，加之机油品质不合要求，润滑不良，从而引起轴瓦摩擦过热，金属材料产生疲劳，致使轴瓦合金表面破碎剥落现象。二是轴瓦机械损伤。轴瓦表面材质较软，若装配轴瓦不净，润滑油道内存有机械杂质，且轴与瓦配合间隙过小，润滑不良，内摩擦产生的热量不易散出，会拉伤轴瓦，形成条状伤痕。三是腐蚀损伤。润滑油质不纯，含有化学杂质（酸性氧化物），腐蚀性氧化，在高温下较严重。四是气蚀现象。轴瓦气蚀现象是由于发动机转速突变，引起润滑油流速改变，机油中产生气泡，气泡破裂时产生的压力连续冲击轴瓦合金表面，导致合金表面出现点蚀现象。图1-2　轴瓦合金损坏（2）故障原因

一是选用材料低劣或装配不当。材质不符合规定，加工制造质量差；装配的表面合金层几何形状有偏差，壁厚不均，各道轴颈直径差过大，光洁度低，瓦背与承孔结合面较差，瓦盖高度不符合要求；轴与瓦配合间隙不当，机油压力过低，润滑油供给不足；装配时不注意清洁，使用不干净油品，灰尘杂质粘附在轴与瓦之间，加剧其摩擦。二是机油质量不佳。未按规定使用机油，或加注低劣油品，含水分、杂质多、黏度大、流动性差，抗氧化、抗腐蚀能力差，热量带走缓慢；使用中容易结胶和积炭，老化变质，高速运转时，黏度大幅度下降，油膜强度低，配合副润滑不良而加剧磨损；机油没定期更换，缺油时未及时添加，由此加剧破坏油膜，引起干摩擦，瞬间冲击载荷下产生侵蚀损伤。三是机油压力不符合要求。油道堵塞，油路不畅通，润滑供油中断，滤网堵塞，机油滤清芯失效，机油泵工作不良，润滑系统供油不足。四是违章操作使用。发动机冷车启动时，机油尚未充分进行润滑，就以很高转速或满负荷运行，致使润滑效果不良；机油温度升高，黏度下降，破坏了摩擦副表面油膜的形成，使之半干摩擦，加剧其磨损；维护不及时，不按时清洗机件，疏通油道，添加或更换机油，导致机油老化或过脏，堵塞油道、加剧磨损。（3）故障诊断与排除

发动机轴瓦如果使用得当，维护合理，不仅减少机械事故，降低消耗，而且延长寿命。但若维修质量不佳，使用不当，很容易出现烧瓦抱轴的早期损坏现象。使用中要注意以下几点：①注意选择合适的润滑机油，尤其进口车使用的润滑油不能以普通国产机油代用。②机油滤清器应定期维护，根据使用条件，一般在二级养护时更换一次滤芯为宜。③装用的机油泵应是经过台架性能试验合格的产品，装机使用的限压阀及安全阀等都应是经过性能试验的合格产品，并且使用合格的润滑油料。④发动机启动前，应认真检查润滑油量，不足时应按标准添加；冷车启动时应先在怠速空负荷下运转3～5min，然后再逐渐过渡到满负荷运转；使用中严禁超负荷长时间运转，避免急加速；运行中如发现机油压力报警灯亮，应查明原因并妥善处理后方可继续运行。⑤更换轴瓦时，重视其轴颈的圆度和圆柱度，若超限应予修磨，以免造成轴颈、轴瓦的接触面积减少，单位面积压力增大；严格控制曲轴轴向间隙和轴承配合间隙，上述部位磨损超限时，应予及时修复。⑥维修时应检查润滑系统各零部件齐全有效；发动机重要零件不能代用（如铁丝不能代替开口销等），避免工作失效松脱引起事故。⑦轴瓦间隙要合适，过小会使机油流动阻力过大，流量小，轴瓦散热困难，可能产生半干摩擦引起烧瓦；过大则油膜建立不起来，机油压力下降，并产生撞击异响。⑧选用新件时，其轴瓦长度检查，过短不能保证可靠贴合良好散热，过长时接口处产生变形，导致“啃轴”现象；使用中应经常检查轴颈与瓦的配合间隙，必要时予以调整修复。⑨发现轴瓦露铜而无疲劳裂纹时，则不属于磨蚀损坏，在无件更换时，如正常润滑可继续使用，但应增加换油次数。

5.滑动轴承的早期损坏

当柴油机的曲轴开始转动时，曲轴轴颈与轴瓦之间，建立起一层很薄的“楔形油膜”，它使得曲轴轴颈与轴瓦不直接接触，此时，轴承处于液体摩擦状态，这也是主轴承和连杆轴承最安全可靠的工况。反之，如果曲轴轴颈与轴瓦之间未被压力油膜完全隔开，即形成半液体摩擦，甚至出现边界摩擦时，由于轴瓦与轴颈之间的相对滑动速度达12.67m/s，此时轴承界面产生很大的摩擦力和摩擦热量，而且机油随温度升高后，不断氧化变质，而形成有机酸，对轴瓦表面产生腐蚀作用，这种工况维持时间太长，就会造成碾瓦烧轴。其次，由于柴油机主轴承承受着从活塞连杆和曲轴传来的全部燃气压力和惯性力，主轴承负荷十分严重，平均负荷达11.5MPa。此外，由于工况时常变化，因而常常发生短暂半液体摩擦，由此可见，柴油机滑动轴承的工作状况十分恶劣。（1）故障特征

轴承在正常使用过程中，由于逐渐磨损直到最后失去工作能力、结束其使用寿命，这种自然损伤是难以避免的。但如果因发动机装配调整不当、润滑油品质不好或使用条件恶劣等因素，致使轴承过早地磨损或出现各种损伤，则是人为造成的早期损坏。早期损坏不仅大大地降低轴承的使用寿命，同时也会影响发动机的正常工作。根据长期对柴油机维修的经验发现，滑动轴承早期损坏的常见形式有机械损伤、轴承穴蚀、疲劳点蚀、腐蚀等。一是机械损伤。滑动轴承机械损伤是指轴瓦的合金表面出现不同程度的沟痕，严重时在接触表面发生金属剥离以及出现大面积的杂乱划伤；一般情况下，接触面损伤与烧蚀现象同时存在。二是轴承穴蚀。滑动轴承在汽缸压力（冲击载荷）的反复作用下，表面层发生塑性变形和冷作硬化，局部丧失变形能力，逐步形成裂纹并不断扩展，然后随着磨屑的脱落，在受载表面层形成空穴。一般轴瓦发生穴蚀时，是先出现凹坑，然后这种凹坑逐步扩大并引起合金层界面的开裂，裂纹沿着界面的平行方向扩展，直到剥落为止。穴蚀一般发生在轴承的高载区，如曲轴主轴承的下轴瓦上。三是疲劳点蚀。轴承疲劳点蚀是指，由于发动机超负荷工作，使得轴承工作过热及轴承间隙过大，造成轴承中部疲劳损伤、疲劳点蚀或者疲劳脱落。四是轴承合金腐蚀。轴承合金腐蚀一般是因为润滑油不纯，润滑油中所含的化学杂质（酸性氧化物等）使轴承合金氧化而生成酸性物质，引起轴承合金部分脱落，形成无规则的微小裂孔或小凹坑。五是轴承走外圆。轴承走外圆就是轴承在座孔内有相对转动。轴承走外圆后，不仅影响轴承的散热，容易使轴承内表面合金烧蚀，而且还会使轴承背面损伤，严重时烧毁轴承。（2）故障原因

柴油机曲轴与轴瓦之间采用的是滑动摩擦，由摩擦学及润滑学的理论分析可知，造成曲轴轴瓦磨损烧蚀的根本问题是轴瓦的润滑问题。曲轴轴颈和轴瓦间的润滑条件一旦被破坏，就会出现轴颈与轴瓦直接接触一半干摩擦和干摩擦，使轴瓦表面擦伤而造成防护层脱落、表面高温而使减磨合金层损坏和熔化，导致轴瓦烧蚀。柴油机曲轴轴瓦的磨损烧蚀不但与润滑油品质有关，还和其他很多因素有关。常见柴油机轴瓦损坏的原因分析如下：

一是润滑油品牌号不对或质量不合格。不同型号的柴油机需加不同的机油，同种机型在不同季节也应采用不同牌号的机油。如果用错或牌号不对，柴油机运转时会因油压过低或泄漏量大，从而使油压降低，引起曲轴轴颈与轴瓦间润滑油不足而导致烧瓦。选用的机油质量和黏度等级较低，或不同牌号的机油混用，润滑油不清洁，油中有杂质、润滑油变质等，从而使机油的性能达不到要求；机油在使用过程中混入了大量的灰尘，或柴油机工作温度过高使机油氧化变质，有一部分柴油机的喷油泵采用压力润滑方式润滑，此种柴油机一旦喷油泵与润滑油道密封失效，柴油即进入润滑油腔，使润滑油稀释变质，或水套有裂纹、砂眼、气孔，机油因冷却水渗入而变稀。已氧化变质的机油其外观呈黑色、无光泽，用手指捻机油时可感觉到油内含有粉尘和杂质，也会造成轴瓦烧蚀。

二是机油容量不足、润滑系统油压低，使曲轴轴颈与轴瓦之间不能形成良好的润滑油膜。柴油机润滑系统多采用强制式压力润滑系统，系统中的油压对润滑效果起着至关重要的作用。如果油压过低，就会使曲轴轴颈的摩擦表面润滑油供给量不足，油膜不易形成或形成不充分，从而导致曲轴轴颈与轴瓦问润滑条件急剧下降，造成严重磨损，引起润滑系统油压过低的因素有多种，具体原因可能是：机油泵供油量不足或严重磨损，机油滤清器或油路堵塞、压力表失灵，曲轴与轴颈间隙过大等。机油滤清系统故障，引起滤清失效。机油中的杂质和异物，以及各部件正常磨耗产生的金属磨粒，直接进入机体主油道，这些杂质进入轴瓦和轴颈之间，破坏轴承间的油膜建立，引起轴瓦的机械拉伤，发生轴瓦烧损事故。

三是轴瓦压紧余量。为使轴瓦在工作中有良好的导热性和承载力，保证轴瓦内孔呈正圆形，要求瓦背与座孔表面良好贴合。在安装轴瓦前，每块瓦必须留有一定的压紧余量，柴油机的主轴瓦紧余量一般为0.08～0.12mm；连杆瓦紧余量为0.20～0.24mm，旧瓦紧余量允许较下限减少0.04mm。如紧余量太小，将使轴瓦与轴承座孔的接触面积减小，贴紧程度不足，造成导热不良及承载能力降低，从而使轴瓦温度上升，而使油膜厚度下降，轴瓦过热，易引起烧损、松动，以至在座孔内发生转动，而切断定位销，造成碾瓦；如果紧余量过大，易使座孔变形，瓦口产生严重的内缩变形，出现较大的椭圆度和锥度，引起碾瓦。

四是机体变形，曲轴或缸体的尺寸精度、形位公差达不到要求。由于柴油机机体、主轴承孔同轴度超差，则会导致曲轴主轴颈与轴瓦之间的间隙在整个宽度不均匀，有的地方较大，较大的地方泄油量大，影响油膜的正常建立；有的地方较小，当小于最小油膜厚度时，油膜被破坏，发生干摩擦，造成碾瓦。如曲轴的径向跳动超过规定值、曲拐布置不均、缸体各主轴承孔的同轴度超过规定值，以及汽缸孔与主轴承孔的垂直度超过规定值等，均可造成曲轴烧蚀。上述问题一般出现在新机或大修后使用时间不长（汽车行驶5000km之内）的情况下。判断曲轴或缸体的尺寸或形位公差是否超过规定值，可采用逐缸判断法。

五是曲轴主轴颈、连杆轴颈形状公差超过规定值。柴油机连杆的平行度、扭曲度超限，引起连杆轴承受力局部偏大，产生局部冲击，破坏压力油膜的建立，也会造成轴承间隙超限。曲轴主轴颈、连杆轴颈或缸体主轴承孔、连杆大头孔的圆柱度或锥度的公差较大，使轴颈与轴瓦之间的间隙大小不一，不能形成较好的润滑油膜，引起碾瓦。若被测轴颈已烧蚀，则测量相邻的相应轴颈（因各轴颈的加工工艺相同）即可。

六是曲轴主轴颈、连杆轴颈的表面粗糙度不符合要求。由于粗糙度超差，超过规定值，破坏了轴颈与轴瓦之间润滑油膜的完整和连续性，造成曲轴烧蚀。若欲测的轴颈烧蚀，则测量相邻的相应轴颈即可。曲轴、飞轮、离合器的动平衡达不到要求。若动平衡达不到要求，会使曲轴轴颈与轴瓦的配合间隙受到破坏，严重时可使轴颈与轴瓦之间出现直接摩擦，从而造成曲轴烧蚀。

七是柴油机维护不当，组装清洁度差。柴油机各部件清洁度和柴油机机体主机油道的清洁度及柴油机曲轴油道的清洁度直接影响着油路的畅通。这些部位所带来的杂质，在机油的作用下，被冲到轴瓦和轴颈之间，引起轴瓦的机械拉伤，破坏轴颈与轴承间的油膜的承载能力，引起烧轴烧瓦。若不能及时对柴油机进行正确维护，将造成机油泵限压阀、机油泵等磨损、变形，或机油滤清器滤芯被油污堵塞，导致机油压力降低，造成曲轴烧蚀。

八是柴油机冷却系统冷却强度不足造成轴瓦烧蚀。柴油机的冷却系统主要由水泵、散热器、风扇和节温器等部件组成。柴油机工作时，汽缸内燃气的温度很高，与燃气接触的柴油机零部件将吸收大量的热量而使温度升高。由于高温会使润滑油的黏度降低，使柴油机曲轴轴颈与轴瓦之间不能保持正常的油膜。另外由于高温，零件的热膨胀过大而破坏其正常间隙，如果此时冷却系统冷却强度不足极易引起轴瓦的磨损烧蚀。

九是低温起机，柴油机启动时，机油和冷却水的温度不得低于规定的允许启机温度，启动后油水温度低于允许加负载温度时，禁止动车。由于柴油机轴承正常工作状态，是建立“楔形油膜”以达到完全的液体摩擦，而楔形油膜的建立需要一定的油压、油温、油量、轴承间隙和相对速度。由于刚启动时，柴油机转速较低，轴与轴承间处于半干摩擦状态。尤其冬季寒冷，机油温度过低时，直接启机就会造成轴颈与轴瓦干摩擦，易发生碾瓦故障。

十是柴油机长期大负荷造成轴瓦烧蚀。柴油机在正常运行时，其工作温度是正常的。在这个温度下，既保证了润滑油的流动性，又保证了其黏度，使润滑油膜极易在摩擦副表面形成。如果柴油机经常处于大负荷或超负荷下运转，会使柴油机的工作温度迅速上升，并使润滑油温度随之上升而黏度下降。时间过长，轴颈与轴瓦之间形成干摩擦，极易发生烧瓦故障。（3）故障诊断与排除

一是严格柴油机机体主轴承孔同轴度及圆度的测量。对于机体主轴承孔同轴度的测量，必须测出来的柴油机机体的同轴度尺寸较精确，同时测量曲轴的跳动量，以此选配轴瓦的厚度，使油润间隙在各轴位达到一致。凡柴油机发生过碾瓦、飞车等情况者，组装前必须对机体主轴承孔同轴度进行检测，球铁曲轴全长不大于0.14mm，钢曲轴全长不大于0.12mm，同时对机体承孔的圆度，圆柱度也有要求。如超出限度则禁用，若在限度之内，则采用研磨法（即在轴瓦上涂以适量红丹粉，装入曲轴后进行转动，然后拆下轴承盖对轴瓦进行检查，对有硬点凸出部位进行刮削处理之后，测量尺寸的变化量，进而确保使用的可靠性。

二是提高轴承的修装质量，严格控制连杆上车合格率。提高轴承的铰配质量，保证轴承背面光滑无斑点，定位凸点完整无损；自身的弹开量为0.5～1.5mm，这可保证装配后轴瓦借助自身弹力与轴承座孔贴合紧密；对新、旧连杆一律要求测量其平行度及扭曲度，对不合格的连杆禁止上车；装在轴承座内的上下两片轴瓦的每端均应高出轴承座平面30～50mm，高出量可保证按规定扭矩拧紧轴承盖螺栓后轴承与轴承座紧密配合，产生足够的摩擦自锁力，轴承不致松动，散热效果好，防止轴承烧蚀和磨损；轴承的工作面不能用刮配法达到75%～85%接触印痕作衡量标准，应在不刮削时就使轴承和轴颈的配合间隙达到要求。装配时要注意检查曲轴轴颈和轴承的加工质量，严格执行修理工艺规范，防止因装入方法不当而造成安装不正以及轴承螺栓的扭矩不均或不符合规定，从而产生弯曲变形和应力集中，导致轴承早期损坏。

三是对购置的新轴瓦进行抽检。着重对轴瓦厚度差及自由开口尺寸进行测量，外观检测其表面质量。对状态好的旧轴瓦进行清洗检测后，实行原机体、原曲轴、原轴瓦、原位装配使用。确保柴油机组装及机油的清洁度。提高清洗设备的性能，严把清洗质量关，提高柴油机各部件清洁度。同时，净化组装现场环境，制作缸套防尘盖，使柴油机组装清洁度有明显提高。

四是合理地选用和加注润滑油。使用规定牌号的润滑油，根据柴油机的强化系数来确定润滑油的质量等级。再根据气温情况确定润滑油黏度等级。定期更换润滑油和滤清器，可用仪器对润滑油进行质量分析，以判断是否需要更换。油品更换时要遵循换油“五定”和“三过滤”原则，以免混入其他油品或水分等杂质，保证油品的数量和质量。在使用过程中要选用油膜表面张力小的润滑油，使形成的气泡溃灭时油流的冲击作用相应减小，可有效地预防轴承穴蚀；润滑油的黏度等级不可随意增加，以免增加轴承的焦化倾向；发动机的润滑油油面必须在标准范围内，润滑油和加油用工具必须清洁，防止任何污物和水的进入，同时保证发动机各部的密封效果。注意定期检查和更换润滑油，加注润滑油的场所应无污染、无风沙，防止一切污染物的侵入。不同品质、不同黏度等级以及不同使用类型的润滑油禁止混用，润滑油加注前的沉淀时间一般不应小于48h。

五是经常检查有关部位润滑油渗漏。在设备启动前和停机5min后，全面检查一次机油量。注意机油压力表读数是否正常；注意柴油机有无机油滴漏现象；定期更换机油粗滤芯和清洁机油精滤芯，保持机油散热器清洁；及时更换已磨损和损坏的零件；大修时使用质量可靠并符合规格的轴瓦，安装轴瓦时紧固螺栓达到规定的扭矩，曲轴装配按设计要求进行装配，绝不能只靠经验。另外应注意清洗曲轴油道。

六是冷却系统管路长期工作会结垢，影响冷却水的循环，所以应定期清除冷却系统管路中的水垢；检查水箱中冷却液量。如果冷却液不足，会造成润滑油变稀或变质，所以应保持足量的冷却液；查看水泵皮带是否张力不足、水泵轴承及叶轮是否损坏等，如有损坏，应及时更换，检查节温器是否失效。节温器失效会造成柴油机小循环，冷却液温度过高而烧瓦。对散热器和风扇进行检查。查看散热器是否漏水及风扇皮带是否打滑、叶片是否变形等。

七是正确使用和维护发动机。安装轴承时，应在轴和轴承的运动表面涂以规定牌号的清洁机油。发动机轴承装复后，初次启动前应先关闭燃油开关，用启动机带动发动机空转几次，当发动机油压表有显示后再接通、打开燃油开关，并将油门置于中低速位，启动发动机进行运转观察。怠速运转时间不能超过5min。做好新机及大修后发动机磨合期的磨合运转，在磨合期禁止长时间在负荷猛增猛减以及高速状态下工作；发动机结束长时间全负荷工作后，不能马上停机，必须让发动机以空载中低速运转15min后才能停机，否则内部的热量就散不出去。

加强机油滤清器、曲轴箱通风装置的清洁和维护，按说明书要求及时更换滤芯。保证发动机冷却系统正常工作，控制好发动机的正常温度，防止散热器“开锅”，严禁不加冷却水就行车。正确选用燃油，准确调整配气相位和点火正时等，防止发动机不正常燃烧。及时做好曲轴和轴承技术状况的检查和调整工作，防患于未然，避免发生碾瓦烧轴事故。

6.滤清器堵塞引起的烧瓦抱轴

一台车用康明斯NT855-C280型柴油机启动运转不到15min就突然熄火了，此时计时器显示的柴油机累计工作时间为1480h。初步分析认为，可能是蓄电池放电过多，电量不足而不能使启动机带动柴油机运转。于是，换了一台蓄电池而其结果现象依旧。又认为，可能是启动机有故障而不能带动柴油机运转，但启动机的空载试验结果正常，说明启动机无故障。在用撬棍（从启动机安装孔处插入）上下撬动柴油机飞轮齿圈时，发现齿圈不转，说明是柴油机或柴油机之后的机械部分产生的阻力大于启动机的启动力，致使柴油机不运转。（2）故障原因

据此认为，可能发生故障的部位有柴油机、动力传动箱和液力变矩器3处。柴油机的故障可能有：汽缸中进入了硬物，使活塞不能运行；烧瓦抱轴；正时齿轮卡死等。动力传动箱的故障可能有：齿轮卡死，液压泵损坏而阻碍了驱动齿轮转动。变矩器的故障可能是零件损坏。排查时决定先拆下变矩器。拆下变矩器后用手转动变矩器动力输入驱动齿轮，变矩器运转平稳、无卡阻，可初步判定故障不在变矩器。拆下动力传动箱中与飞轮齿圈相啮合的中间齿轮，用手能轻松地转动驱动液压泵的各个齿轮，说明故障不是出自动力传动箱。此时，仍撬不动柴油机飞轮，因此，可判断故障部位在柴油机上。（3）故障诊断与排除

放出柴油机的机油并过滤，发现油中有较多的磨屑，但不能确定磨屑的出处。将柴油机吊下，拆检柴油机时发现：油底壳内有两片半圆环（此环共4片，用于调整曲轴的轴向间隙），另外两片也已磨损、烧蚀并黏结于曲轴上；第七道主轴承严重烧蚀、抱轴，使曲轴不能转动；各道轴承都有不同程度的损伤；将活塞连杆组向缸盖方向推，都能推动，说明活塞上部无硬物，因此没有拆卸汽缸盖作检查；正时齿轮室内各齿轮无卡死现象。因第七道主轴颈表面有较大损伤，经测量其他主轴颈和各道连杆轴颈后决定磨削整根曲轴，使其尺寸减小0.25mm。精磨后将各道主轴承装复，依次逐渐加力紧固（每加力一次，转动一次曲轴），当加力到标准扭矩时，却不能转动曲轴，经拆检发现，第七道主轴承被刮伤，同时第七道主轴颈上有两条白色的线纹，磁力探伤检验证明那是两条裂纹。分析认为，裂纹是在轴承烧损、抱轴时因过热而产生的；由于轴承座紧固螺栓拧到标准扭矩时，轴颈发生变形，裂纹增大，在转动曲轴时刮伤新轴承。经换新轴承、新曲轴（均为标准型）并按要求装配后试机，运转正常，表明故障已被排除。

分析认为，该机之所以发生烧瓦抱轴的严重事故，根本原因是没有按要求及时更换机油和机油滤清器。事后了解到，该机只在新机磨合后更换了机油和机油滤清器，而在以后近1000h的作业中再没有更换过机油和机油滤清器，特别是在进入冬季后，没有进行过应有的维护，而使用手册中则要求每250h或每半年应更换一次机油和机油滤清器，必要时还可适当缩短更换周期。造成此次事故的另一原因是操作不当。该机启动后，虽然进行了5min的怠速运转，但该机在严寒条件下工作，环境温度低，柴油机预热不够，在摩擦表面还未形成良好油膜的情况下就倒车、加载工作，致使柴油机烧瓦抱轴。因此，该机操作中在启动柴油机并怠速运转5min后，应加大油门，使柴油机空载中速运转，以提高柴油机温度、增加机油泵供油量（齿轮式油泵泵油量与转速成正比），使各部分充分润滑：当水温达到50℃后，反复多次操作工作装置，待水温达到70℃后再投入作业，以减少机件的磨损。

7.柴油机的捣缸和断轴

所谓捣缸和断轴就是柴油机发生机械事故时，缸体、曲轴被连杆、活塞、平衡块等机件捣毁，出现破损、破洞、断裂的现象。柴油机的捣缸和断轴事故：一是因气门头折断掉入缸内，打坏活塞导致捣缸；二是连杆螺栓折断而引起捣缸；三是连杆断裂引起捣缸和断轴，从而造成严重的经济损失。

通常情况下，柴油机发生故障捣缸和断轴前，其转速、声音、排气、水温、机油压力等方面会表现出某种异常迹象，即故障预兆特征。所以操作人员应根据预兆的特征迅速做出正确判断，果断采取措施，避免事故发生。

捣缸属破坏性较大的机械故障，故障预兆处理：除气门脱落缸内引起捣缸外，大多是由于连杆螺栓松退引起的，连杆螺栓松退或拉伸后，连杆轴承配合间隙增大。这时在曲轴箱部位可听到“嗒嗒”的敲击声，像小锤子轻敲硬地板的声音，即俗称的“敲缸声”，机油压力下降，急加速时更明显，敲击声由小变大，最后连杆螺栓完全脱落或折断，连杆及轴承盖甩出，打破机体及有关零件。处理措施：听到“嗒嗒”的响声时立即停机检修，更换新件。

断轴故障预兆特征：曲轴箱内发生沉闷的敲击声，轰动油门则敲击声变大，怠速运行时机件抖动严重，排气冒黑烟。断轴是曲轴颈轴肩处机械疲劳引起，都有一个从裂到断的渐变过程。出现隐性裂变时，预兆特征不明显，随着裂纹扩大，预兆特征越来越明显，最后导致断轴熄火。若出现油门等抖动或敲击频率相吻合时停机，可能正处于断轴的临界点。此时拆盖检查，用手推动飞轮，如轴向间隙较大，且推动不费力，表明曲轴已折断。断轴故障处理措施：发现预兆立即停机，拆盖检查连杆轴瓦，查明原因，发现裂纹应及时更换曲轴。（2）故障原因

一是连杆螺栓扭矩不规范，扭矩过大时螺栓拉伸变形，因强度降低而折断；扭矩过小时，轴瓦安装不到位，连杆螺栓产生很大的附加应力，并受冲击载荷而折断，由此连杆大端与曲轴轴颈的连接脱开，活塞连杆组失去控制，在离心力的作用下，甩在机体上，将机体捣烂。二是连杆材质不良，制造质量低劣；连杆杆身油道加工偏斜，使油道在连杆小端孔处形成台阶，造成应力集中而使连杆折断；异物进入汽缸内引起连杆变形，使缸套失去正常的导向作用，引起连杆折断。三是活塞销制造质量差、有微裂纹，引起应力集中；或者是活塞销与铜套间隙过大，导致活塞销窜出，使活塞连杆组运动失去控制；发动机工作时活塞销承受较大的交变冲击载荷而引起疲劳折断；活塞销孔中心线同活塞纵向轴线的垂直度不符合标准，工作时活塞销因承受一个弯曲力矩而过早折断，活塞销折断后，连杆小头将缸套或机件捣穿。四是气门杆折断，气门弹簧折断，气门锁片磨损后脱落，致使气门掉入汽缸中引起捣缸。五是装配不当，漏装零部件，如修后装配时漏装了活塞销孔卡环，工作中活塞销就会窜出，将活塞或连杆拉断而引起捣缸；在拧紧连杆螺栓后忘掉用铁丝或开口销将其锁住，致使工作中连杆螺栓松脱。六是发动机出现飞车事故，导致曲轴、连杆折断，活塞、缸套断裂后而捣缸和断轴。七是未进行定期检查维护，或更换曲轴后平衡块紧固螺栓未扭紧；工作时螺栓松动而折断，使平衡块飞出造成捣缸和断轴。（3）故障诊断与排除

发动机捣缸和断轴的预防措施有以下几点：一是连杆螺栓的拧紧力矩一定要按汽车使用说明书规定的力矩值分2～3次均匀拧紧，最后一次拧到规定值，螺纹损坏的螺栓绝对不能使用。二是使用合格的活塞、活塞销等配件，发现机件有磨损或缺陷不允许使用，须及时换新。三是安装连杆轴承时，要认真检查连杆瓦与连杆轴颈的配合间隙，使之符合要求。四是安装气门时，要检查气门弹簧的弹力，弹力不符合要求的要更换，气门锁片要装牢。五是要定期维护和检查，发现隐患及时排除。

柴油机尤其严格防止超载、超速或低油压下工作，避免其负荷增大、零件的润滑条件差而产生捣缸和断轴事故。总之，只要遵守机务规章和技术规范，正确使用，合理维修，科学管理，是完全可以杜绝发动机捣缸和断轴事故的。

8.活塞烧熔和开裂

活塞烧熔和开裂是柴油发动机使用中较常见的现象，烧熔多发生在活塞顶部和第一、第二活塞环槽处，一般以顶面熔洞、穿孔和头部圆周处键槽状缺口为主要形式。活塞烧熔和开裂将导致柴油机工作不正常，并使大量高温燃气冲入曲轴箱，降低柴油发动机的动力性和经济性，还会加速曲轴箱中润滑油的变质，有时还会因活塞开裂破碎而造成缸套、连杆、曲轴及机体等零部件的损坏。（1）故障原因

一是设计上存在的问题。许多中小型柴油发动机由于汽缸直径较小，要完成活塞复杂的内、外部结构布置存在较多困难，故大部分活塞都不设加强筋，都从增加活塞顶的厚度来满足强度要求，但过厚的活塞顶结构，一方面增加了活塞顶的热容量，另一方面散热速度较慢，这两方面都会增加活塞顶的温度，使活塞顶有较高的热应力，容易导致活塞顶的热疲劳损坏。二是活塞材质性能欠佳。硅铝合金在450℃左右机械性能急剧下降，材质变化发生热疲劳损坏。很多情况都会导致活塞顶部温度超过450℃，从而使活塞容易熔化而损坏。三是活塞存在铸造缺陷。柴油发动机的活塞易在铸造时产生气孔、疏松、微裂纹、夹渣等缺陷，这些内部缺陷在柴油发动机工作时的高温、高压的作用下，会成为疲劳源而导致疲劳损坏。活塞材料中的杂质会在高温、高压的作用下而熔化，导致活塞的烧熔和开裂。四是喷油嘴工作不良。喷油嘴在工作中会出现滴油、二次喷射、燃油雾化不良等情况，这些情况的出现，都会使燃油滴到活塞顶上，形成活塞顶的局部高温区，使活塞顶的局部温度升高，热应力增大，导致活塞顶部烧损。五是供油量、供油角度不均。供油量和供油角度严重不均时，将使部分汽缸燃烧恶化，形成积炭或严重后燃，柴油燃烧热量不能用来作功，使部分汽缸活塞温度过高，材料变质烧熔。六是存在局部过热区域点。柴油发动机在工作中往往会在活塞顶、活塞环槽处形成积炭，这些积炭都会成为活塞顶的局部过热区域点，使活塞顶产生局部高温而烧熔。七是活塞环咬死、断裂。柴油发动机活塞环在工作中经常发生咬死、断裂，大大减少了活塞顶部热量向外传递，使活塞顶部温度升高而导致烧熔。另外，因活塞环咬死和断裂而失去密封作用（尤其是第一道环），导致高温燃气大量下泄，活塞环槽部位的温度升得很高，使形状复杂、强度较低的活塞环槽部位烧熔。八是活塞环高度太高。目前，国产柴油发动机气环的高度都为4.5mm，油环5mm以上，活塞环高度大，增加了活塞环的质量。对高速柴油机而言，换向速度很大，故对环槽的冲击很大，极易使其磨损，导致高温燃气大量下泄，使活塞顶部因高温而烧熔和开裂。九是长期超速、超负荷运行。有些柴油发动机使用者不按操作规程使用，长期超速、超负荷运行，活塞在高温下长期工作，在过高热应力和机械应力作用下，材料易发生热疲劳和机械疲劳，活塞顶容易烧熔和开裂。（2）故障诊断与排除

一是选用优质材料，提高制造质量。在铸造活塞的材料中加入耐热成分可提高活塞的热强度。严格遵守制造工艺规程，防止铸造缺陷，减少活塞内部杂质，确保活塞机械加工的形状和尺寸，对提高活塞的机械强度，防止机械疲劳损伤是极为有利的。二是采用薄型活塞环，减少活塞环的上、下间隙。通过减少活塞环的质量，降低环对环槽的冲击，延缓活塞环槽的磨损速度和防止环的折断。减小活塞环的上下间隙能防止活塞环在环槽中的高频振动，可起到上述同样的作用。这些对防止高温燃气的下泄，确保活塞有较好的传热途径，降低活塞顶的温度是十分有利的，能有效地防止活塞的烧熔和开裂。三是加强活塞顶的冷却效果。对于汽缸直径较大的柴油发动机要尽量采用油冷活塞结构，或采用喷油冷却活塞顶部。采用油冷活塞结构能提高活塞顶的冷却效果，有效地降低活塞顶的循环温度和瞬时温度，确保活塞顶的温度在允许的工作温度范围内，可有效地防止活塞顶的烧熔和开裂。四是防止活塞环咬死和折断。防止活塞环咬死和折断可减少高温燃气的下泄，能防止活塞环槽部分薄弱区的烧熔。五是加强柴油发动机的维护。及时清除活塞顶的积炭，调整柴油发动机的各种工作参数，确保各缸供油量、供油角度的一致性，防止喷油嘴滴油、二次喷射，可消除活塞顶的局部过热点或过热区，防止由过高的热应力所造成的材料热疲劳损坏。六是严格遵守柴油发动机的操作规程。严禁柴油发动机长期超速、超负荷运行，防止活塞有过高的热负荷和机械负荷，可较好地预防活塞的损坏。

9.柴油机的排气烟色异常

目前柴油机特别是直喷式柴油机因其燃油经济性好，CO排放量2低而得到汽车行业的广泛应用：与同类汽油机相比，车用柴油机排出的CO和碳氢化合物含量较低，黑烟是柴油机汽车三种不正常排气烟2色中危害最大，对大气污染最严重的一种，通常发现排出黑烟就意味3着排气中至少有0.15g/m的碳烟被直接排放于大气中，是排放碳烟超标的主要表现。黑烟中的碳粒往往黏附有CO及致癌物，并带有异味，2给人造成直接的厌恶感，对人和生物都有一定危害。一般说来少量的碳烟吸入气管后可排出体外，对身体影响不大，但碳烟吸入肺部后会沉积起来，除了致癌作用外，这种碳烟吸入肺部，会导致慢性病。为了保护环境，世界各国关于汽车排放的法规也日趋严格，因此对柴油汽车排放黑烟加以关注势在必行。（1）故障特征

技术状况良好，排放合格的柴油汽车，在常用工况下，排气管排出的废气是无色透明的气体。只有柴油机在短时问内超负荷运转或启动时，废气才呈现出灰色或深灰色，当发生不正常燃烧时，会形成排气冒烟。如果在常用工况下，废气具有特种颜色，这就是排放超标的反映：不正常的排气烟色一般分为三种，即黑烟、蓝烟和白烟。不同的烟色形成的原因各不相同。目前对黑烟的形成，一般认为，起决定作用的是温度，在250℃以下形成的烟色通常为白色，从250℃到着火温度易形成蓝烟。而黑烟只有在达到着火点后才出现——黑烟通常在柴油机大负荷时发生。当柴油机高负荷运转时，喷入燃烧室的燃料增多，由于柴油机混合气形成不均匀，即使平均过量空气系数大于1，仍不可避免地产生局部区域空气不足，此时，由于燃烧室温度较高，燃料在高温缺氧情况下不完全燃烧，主要由多孔性碳粒构成。柴油机的白烟和蓝烟，包含未燃烃（含燃油和润滑油）、水蒸气以及不完全燃烧中间产物（如含氧碳氢），除水蒸气外，都属于微粒范畴，在排气过程中，它们大部分吸附在固态的碳基颗粒上，相互凝结形成大的絮团，在光的折射下，便排气冒白烟或蓝烟。（2）故障原因

黑烟也称碳烟，它主要是柴油机在高压燃烧条件下。局部高温、缺氧、裂解并脱氢而形成以碳为主要成分的固体微小颗粒，在排气过程中，形成更大的碳烟粒子或絮团，使排气冒黑烟。柴油机排气微粒中碳烟所占的比例与柴油机的运行状态有关，一般柴油机高负荷运转时，微粒以碳烟为主，小负荷或怠速时以碳氢化合物为主。

柴油机在有负荷的情况下，运转不均匀，排气管排出黑烟或白烟。

排黑烟一般是喷油量过大，喷油泵供油量过多或各缸供油不均匀度太大，喷油量不均；喷油时间过早；空气滤清器堵塞，造成进气量不足；喷油器喷雾质量不佳或喷油器滴油；供油时间过早；活塞环磨损过度或各开口间隙对口；调速器失常；最大油量限止螺钉调整不当等。

柴油机排气黑烟多，大多是由各汽缸供油量不均匀或过多、吸入空气量不足、雾化不良、喷射时间过早等原因引起的不完全燃烧造成的。首先拆下空气滤清器，观察排气烟色。若稍会儿排烟情况好转，故障系空气滤清器脏污严重造成的；再检查供油时间是否过早，若过早应调整；在发动机运转时，可逐缸断油试验。当某缸断油时，发动机转速降低，黑烟明显减少，敲击声变弱或消失，说明该缸供油量过多。若发动机转速变化小而黑烟消失，说明该缸喷油器喷雾质量差。找出有故障的汽缸后，拆检喷油器。必要时，可换装新喷油器进行对比，若用新喷油器时故障消失，说明原喷油器有故障。用上述方法仍不能排除故障时，对于喷油泵柱塞挺杆具有调整螺钉的，应检查各缸喷油是否一致，必要时进行调整。检查喷油泵供油量过大和供油不均匀度是否符合标准时，应在试验台上进行。（3）故障诊断与排除

诊断与排除时，用单缸断油法检查各缸喷油量。若检查缸不再冒黑烟且柴油机运转变化很小，为此缸喷油量过大，应检修该缸喷油嘴或喷油泵。若各缸喷油量都大，应检查调速器调节齿杆的刻线位置是否正确，飞重块是否卡滞。当上述检查无异常发现时，应检查喷油时间是否失准，必要时按规范给予调校。

排白烟多是由于喷雾不良，使燃油得不到燃烧而呈白烟排出。仍可用逐缸断油法来检查，找出有故障的喷油器，调整其喷油压力。排气冒白烟而且发动机无力，容易过热，则说明喷油过迟，应调校喷油准时。检查低温启动预热装置是否完好，如果完好仍不能启动，应检查和调整喷油正时，供油是否过多或过少。再检查喷油雾化情况，喷油器针阀有无滞住，汽缸压力是否过低。

10.柴油机排气管冒白烟

排气管冒白烟表示柴油蒸气在燃烧室内未能着火燃烧或柴油中含水，白烟是柴油蒸气，颜色很淡的是水蒸气。柴油机排白烟可分为灰白烟和水汽白烟两种。一般情况发动机在冷车排白烟，特别是冬季初始启动时发动机冒白烟，随着机器温度的升高，白烟消失是正常现象，但若随着机器温度的升高，白烟并不消失就是不正常的运行状态了。（2）故障原因

排气管冒白烟是未燃油雾或油中有水变成蒸气所致。其影响因素多为：冷却保温系统有故障，水温升不起来，造成汽缸温度过低；喷油器雾化不良；喷油正时过迟；柴油中有水或汽缸垫烧穿、缸套缸盖破裂漏水等原因造成汽缸进水；柴油品质差（特别是结蜡造成喷油器雾化不好）。

环境温度低时，在发动机启动以后，常常立即排出白烟，这是由于在这样情况下喷射的燃油是在较低的温度下燃烧的。因此，未燃烧的燃油（即碳氢化合物）以蒸气的形式排出，导致白色或蓝色废气。这种现象可能是下列原因之一产生的。一是喷油正时过分延迟（具有副燃烧室的发动机）。如果喷油正时延迟了，燃油在活塞通过上止点以后才喷射。结果，副燃烧室内的压力下降，部分燃油未被燃烧即排出，造成排白烟，这个故障伴有发动机功率输出不足的现象。二是喷油正时过分提前（具有直接喷射式燃烧室的发动机）。如果喷油太早，燃油喷射时，燃烧室内的压力和温度还未高得足以使燃油完全燃烧。因此，燃烧室壁会被燃油冷却（称为激冷），燃烧温度也将相应下降。结果，部分喷出燃油未被燃烧即排出，造成排白烟。三是预热及余辉故障（具有副燃烧室的发动机）。如果预热系统发生故障，副燃烧室里的温度不能升高至足以燃烧燃油。因此，部分喷油未完全燃烧即排出，造成排白烟。很自然，这个故障总是伴有发动机很难启动的现象。如果余辉系统在发动机启动以后发生故障，就会排出白烟，直至发动机完全燃烧。四是发动机机油过度燃烧。如果大量发动机机油由于某种故障而进入发动机汽缸，就有额外的机油未燃烧即排出，造成排白烟。这个故障也伴有机油消耗过量的现象。由于机油在蒸发时使燃烧室冷却，部分燃油也尚未燃烧即排出。五是压缩压力过低。如果燃烧室内的压缩压力过低，使燃油到达点火温度的时间要长得多。结果，部分燃油尚未燃烧即排出，造成排白烟。六是燃油中混有水。混于燃油中的水会降低燃烧室的温度。因此部分燃油尚未燃烧即排出。

柴油机工作时，排气管断断续续冒淡白色烟，往往还伴有不规则的爆裂声，且油门越大，声响越明显，致使柴油机无法带负荷正常运转。

其故障原因如下：一是某缸供油时间过迟。以4125型柴油机为例，低、中速运转正常，高速时排气管除了出现“砰、砰”的响声外，还间断冒白烟。拧松第四缸高压油管螺母，切断供油后，异常响声及白烟消失，其原因就在于第四缸供油时间过迟。第四缸的喷油泵分泵靠近凸轮轴后轴承，当凸轮轴后端因轴承滚道剥落而下降后，必使其径向间隙增大，故导致第四缸供油时间过迟。二是喷油嘴针阀与针阀体之间密封不严。在柴油机工作中，从喷油泵泵出的高压柴油，往往会携带一些机械杂质进入喷油嘴，并黏附在针阀体的密封锥面上，使其密封不严。三是出油阀偶件磨损。如果出油阀的圆柱形减压环带与阀座配合部位严重磨损，且减压环带和阀座上端磨成锥形，使配合间隙增大，出油阀的密封性能被破坏，则会造成高压油管漏油，使高压油管停止供油时的油压降低，在第二次喷油时，为了使油管内的油压达到喷油器喷射压力，则要求有较多的时间，这样喷油时间就滞后了，同时由于漏油，供油量也会减少。四是燃油系统中窜入空气。以485型柴油机为例，若喷油嘴针阀在升起位置卡死，则可能使汽缸中的气流窜入高压油管。在这种情况下，由于汽缸中气体温度很高。所以用手触摸各缸喷油器和高压油管时，会觉得某一缸要比其他各缸更烫手。五是汽缸盖有裂纹。若汽缸盖的裂纹与冷却水道相通，则水滴有可能进入汽缸。当汽缸套出现裂纹或砂眼时，也有可能导致此故障。

柴油机使用中，排气管先冒白烟后冒黑烟的两种原因：一是喷油嘴喷孔偏磨或喷孔阻塞，使柴油不能良好地喷入燃烧室，燃烧不完全而冒黑烟。但这种情况在冷车时冒白烟，在热车时才变为黑烟。二是供油时间过迟。这时，柴油机在启动后或无负荷运转时，排气管会出现冒白烟的现象。当加上负荷运转后，由于未能燃烧的燃油雾滴得不到足够的氧化，在高温下会分裂成黑色的固体碳粒，随废气排出，冒黑白烟即转为黑烟。当重新校正柴油机供油时间后，冒烟故障即可消失。冷车启动后，冒白烟的现象也可随之消失。（3）故障诊断与排除

常见排白烟故障的排除方法如下：首先检查发动机温度，特别是严寒时节，若发动机温度持续过低，升不起来，则故障通常是由冷却保温系统不良造成的；若发动机温度正常，排气管排水汽雾烟时，用手靠近排气管口处，当白烟掠过，手面留有水珠，则故障多是由柴油中有水或因汽缸垫烧穿，缸套缸盖破裂小量渗水入汽缸内造成的；检查喷油正时是否过迟，若过迟，应予以调整；采取逐缸断油试验，若断油至某缸时，排白烟明显地减少或消失，而当恢复供油时，排白烟又明显增加，则故障通常是由喷油器雾化不好造成的。拆下此缸喷油器检查，必要时，可换装新喷油器进行对比。采取逐缸断油试验，若断油试验各缸，排气烟色均无明显变化，则故障通常是由柴油品质差或不符合使用规格造成的。

11.柴油机排气管冒蓝烟

冒蓝烟（俗称烧机油），柴油机在使用中排蓝烟，是机油进入燃烧室受热蒸发而燃烧的结果。（2）故障原因

常见故障的影响因素如下：机油消耗过多，超过正常值；冷车时排气带油滴，热车时排气冒蓝烟，有时带机油滴。寒冷季节负荷较轻时，顺排气管口向外淌机油；燃烧室积炭严重，夜间运行时因积炭脱落排气带火星；燃烧室积炭过热，影响进气、混合和燃烧，工作粗暴，功率降低。油底壳油面过高；曲轴箱通风装置不良；活塞环磨损严重、折断和装反；活塞与缸套配合间隙过大；气门油封损坏；气门杆与气门导管的配合间隙过大；增压器排油严重。

常见柴油机油底壳或油浴式空气滤清器油面过高，润滑油窜入汽缸内燃烧随废气一起排出而形成蓝烟，待油面降低后蓝烟即可消失。由于汽缸间隙过大，活塞环磨损过甚、咬死、折断、对口、装反或失去弹性等，造成汽缸内进机油严重，是排蓝烟的主要原因，此法可用来评价汽缸活塞副的密封性。进气门及其导管松旷，或其密封圈损坏，造成气门室内的机油流入汽缸，此种原因排蓝烟较轻微。油底壳机油超过最高刻度，或机油过稀、机油温度过高等，使机油窜入燃烧室。空气滤清器的油盘中机油过多，被吸入汽缸内燃烧；缸套与活塞配合间隙过大，使机油串入燃烧室；活塞环开口间隙或边间隙过大，活塞环弹力减弱或安装不正确等，使机油窜入燃烧室；更换活塞环或新车没能充分磨合便投入负荷运行，汽缸壁拉伤而窜油；气门杆与导管间隙过大，进气门的机油会直接吸入燃烧室，排气门导管端的机油将被排气流带入排气管排出。曲轴箱通风口堵塞，曲轴箱内气体压力升高，使机油油雾窜入燃烧室，造成烧机油。（3）故障诊断与排除

首先检查发动机润滑油量，若油面过高应放掉部分润滑油。在发动机运转时，打开机油加注口，若发动机排蓝烟明显地逐渐减少且慢慢消失，而当恢复盖上机油加注口一段时间后，发动机加速运转，排蓝烟又逐渐明显增加，则故障通常是由曲轴箱通风装置不良造成的。拆下增压器（或中冷器）到进气道间软管，观察排气烟色，若排蓝烟明显减少且逐渐消失，则故障通常是由增压器排油严重造成的。当踩下加速踏板发动机高速运转时，排气管排出大量浓蓝烟，从加机油口处能听出曲轴箱发出一种“嘣、嘣”的窜气响声，并且从加机油口处窜出较大的蓝烟或脉动油烟，说明活塞环磨损严重，折断、装反或汽缸与活塞配合间隙过大，应拆下活塞连杆组进行检查分析，对症检修。若发动机大负荷运转时，排气管排出浓蓝烟，但从加机油口处未听到明显的窜气声，并且加机油口处无明显冒烟现象，通气较平稳，则故障为气门油封损坏或气门杆与气门导管的配合间隙过大，应更换气门油封、气门或气门导管。（4）故障特征

排气管冒黑烟。

12.柴油机排气管冒黑烟

一是进排气系统不畅。空气滤清器堵塞，造成进气量不足；增压器和中冷器脏污；排气制动蝶阀损坏；消声器严重堵塞。二是喷油泵工作不良。喷油泵供油量过多或各缸供油不均匀度过大；喷油器雾化不好或滴油；喷油正时过早；柴油品质差；冒烟限制器失效；汽缸压缩压力不足，燃烧不充分。三是汽缸工作不良。气门间隙太小；气门密封差；汽缸垫损坏；活塞环损坏或黏着；活塞与缸套磨耗。（2）故障诊断与排除

1）拆下中冷器与进气道间的软管，观察排气烟色，若黑烟明显地减少且逐渐消失，则故障是空气滤清器堵塞或增压器和中冷器脏污造成的。若发动机动力明显不足，加速时，排烟呈赤黑色，量少，总排气量小，发动机有抖振现象，则故障通常是排气不畅造成的（包括排气制动蝶阀损坏和消声器严重堵塞），应检修。检查喷油正时是否过早，若过早应予以调整。采取逐缸断油试验，若断油至某缸时，排黑烟明显减少或消失，而当恢复供油时，排黑烟又明显地增大，则故障通常是该缸供油过多（高压油泵问题）或喷油器雾化不良或滴油造成的。拆检喷油器，可换装新喷油器进行对比，若用新喷油器时故障消失，则故障是喷油器雾化不良或滴油造成的，若用新喷油器，排黑烟并不改善，则故障是喷油泵各缸供油不均匀度过大造成的。若发动机中低速运转时，排黑烟不明显（很少甚至正常）但当踏下加速踏板发动机高速持续稳定运转时，排黑烟大量且很浓，则故障通常是喷油泵供油过多或冒烟限制器失效所致。检查喷油泵供油量是否过大和供油不均匀，是否符合标准（应在试验台上进行），若供油量或供油不均匀度过大，则应调整校试好。

2）若以上各项均无问题，则应检查柴油质量是否有问题，必要时，可用合乎规格的新柴油进行试车对比，若另接吸油管到新柴油中，排空油泵中原柴油，试车时故障消失，则说明原柴油质量不好。若用上述方法仍不能排除故障，则应对各缸进行压缩压力测试，以判断是否有气门密封不好，汽缸垫损坏，拉缸或缸套、活塞、活塞环等磨损现象。

3）如果发动机在正常运行中，突然猛踏油门加油或短时间内接近全负荷运转时，出现排黑烟现象，这些都是正常现象，但如果发动机在中高速持续稳定运行，也排大量黑烟，就是不正常的了。当柴油机循环供油量偏大，汽缸密封性偏低时，或长期使用质量低劣的柴油时，导致雾化性能差，着火性能差，燃烧不完全，这都将加剧黑烟的形成。在进行故障诊断时，通常按照从简单到复杂，从外到内进行。一般流程为：先检查发动机温度是否太低，如果是温度太低应仔细观察百叶窗是否失调、其他保温措施是否生效或节温器损坏，并针对不同问题进行调修。如发现黑烟中夹带蓝烟，应检查机油池内机油和油浴式空气滤清器内机油是否太多，如果太多则调整到合适位置。如果没问题则应检查空滤器是否严重堵塞，要及时更换滤芯，对于油浴式空滤器，则应清洗金属网滤芯并更换新机油。经过上述检修排黑烟情况仍无好转，则应考虑是否由供油正时太晚造成，否则应用单缸断油法检查排烟情况是否好转，如果好转则说明故障系统供油不均匀度太大、喷油器喷雾质量差或滴油、汽缸密封性差所致，如果仍无好转则表明循环供油量太多或所加柴油质量欠佳，或牌号不对，并应尽快更换。

4）排气管连续冒黑烟排查时，首先应观察排气管排出黑烟时是否伴随有排油、排火的现象。如有此现象，则是喷油器喷射质量不良，应逐个拆下喷油器并在试验台上进行喷油检查。如果排气管排出的黑烟中伴有蓝烟，且机油指示灯发亮、曲轴箱通风装置管严重冒烟，以及机油消耗量增加，则是活塞环与汽缸壁严重磨损，应用汽缸压力表检查汽缸的密封性。汽缸的压缩力应不低于正常压力的80%，否则应更换活塞环或镗磨汽缸、更换缸套。如果上述检查结果良好，则应拆下空气滤清器盖，取出滤芯，启动发动机，观察排气管是否仍继续排黑烟。如果不排黑烟，表明空气滤清器严重脏污，应清洗滤清器或更换滤芯，否则，应检查供油开始时间是否过迟。如果供油开始时间正常，则表明此故障是由气门开启的高度降低所造成。此外，喷油泵调试不当，使供油量过多、燃烧不完全，或冷却系统工作不良、温度过高，也都会造成柴油机冒黑烟。

5）断续冒黑烟是由于个别汽缸燃烧不完全所致。具体原因是，个别汽缸的喷油器喷射质量不良、活塞环与汽缸壁磨损严重或气门漏气，造成该缸进气量减少，个别汽缸供油时间过晚。此时，可采用断油法，逐缸切断喷油泵至喷油器的高压油路，逐个停止各缸的工作，并观察尾气的变化情况，找出排黑烟的汽缸。然后，将该缸换一个标准喷油器，观察是否还排黑烟。如排黑烟现象消失，则表明故障是由该缸喷油器喷射质量不良引起，否则便是该缸密封性不良或供油时间过迟引起。（3）预防措施

为了防止柴油机冒黑烟，在维护时应严格做到以下几点：一是空气滤清器要清洁干净。空气滤清器严重脏污，会增加发动机的进气阻力，使进气量减少、混合气变浓、柴油不能完全燃烧，造成排气管冒黑烟。二是供油系统应能保证供给充足干净和有足够压力的燃油。应定期清洗油箱，清除油箱内的机械杂质、水分和胶状物。进行维护时，要将柴油滤清器清洗干净，视情更换滤芯；检查供油时间是否正确，视情校验喷油器或更换喷油器偶件，以保证喷油质量；视情调试喷油泵，保证喷油泵能定时、定量地供给喷油器有足够压力的柴油，而且供油开始至结束应迅速，以免喷油器产生滴漏现象。三是检查汽缸密封性，保证汽缸有足够的压缩力。如果活塞环与汽缸壁严重磨损，将会造成汽缸向曲轴箱窜气，使汽缸压缩力降低，将影响混合气压缩燃烧的效果，燃油不能充分燃烧，且曲轴箱内的机油也会窜入燃烧室燃烧，造成排气管冒黑烟或蓝烟，柴油机功率下降。另外，气门间隙应调整适当，因气门间隙太大会造成汽缸进气不足和排气不净，使柴油不能完全燃烧；气门间隙太小会造成气门关闭不严，汽缸漏气，汽缸压缩力降低，影响混合气的压缩燃烧，也会造成排气管冒黑烟。四是保持发动机工作温度正常。若冷却不良或散热不及时，将造成发动机过热，使发动机产生早燃现象，且发动机充气系数降低，汽缸进气量减少，混合气不能正常燃烧，造成排气管冒黑烟。对于水冷柴油机，冷却水要加足，定期清洗散热器和发动机水套，将水垢清除干净：对于风冷柴油机，导风罩和汽缸体上的散热肋片要清洗干净，风扇胶带的松紧度要调整适当。总之，要保证发动机有良好的散热性。

13.发动机异响

发动机工作时，在温度和油电路工作正常、各部件调整配合适当，以及润滑良好的情况下，一般是不会产生异响的，但随着汽车行驶里程的增加，发动机各机件原来的配合间隙会因磨损而逐渐松旷，当间隙松旷到一定的程度后，相对运动的机件常会发生相互撞击，产生不正常的声响，即为发动机异响。

发动机异响，是汽车发动机出现故障的重要表现，也是判断其故障的重要依据，掌握和利用发动机异响规律，是判断其故障行之有效的办法。发动机出现异响故障后，若不能及时正确判断和排除，将会加剧机件的磨损，甚至发生事故性的损坏。因此必须对其故障及时进行检修，并采取必要措施，使保证良好的技术状态，延长其使用寿命。（2）故障原因

发动机异响较复杂，有各种各样的表现，如连接螺栓松动会引起零件相互撞击的声音；也有摩擦副之间配合间隙过大，润滑不良烧蚀损坏引起的异响。同一个发响部件在不同位置上查听时，由于声波传播途径的不同，会感到有细微差别。有时附件上产生的异响传到发动机上，使人听起来好像是发动机自身发出来的。常见发动机的异响如下几种：

1）在车辆的使用中，常见发动机的金属敲击异响故障较多，其中活塞敲击异响也较复杂。活塞在缸内左右摆动，活塞上行是沿着汽缸左壁，而活塞头部偏汽缸右壁；活塞下行是沿着汽缸右壁，其头部偏在汽缸左壁。在汽缸燃烧室点火爆发产生冲击压力的一瞬间，活塞头部从右壁向左壁过渡，活塞突然碰在汽缸最上部产生金属的敲击声，这就是所谓的敲缸。活塞敲缸是一种清脆有节奏而且连续不断的金属碰击声，一般随温度的变化而变化，或怠速运转时响声清晰，冷态时明显，机温升高后逐渐减弱或消失，发动机无负荷运转高速时声响大，中速不易听出，汽缸断火或注入少量机油后，响声也会减轻或消失。该故障多为配缸间隙过大，活塞偏缸等引起的。按技术规范拆检并调整配缸间隙，消除活塞偏缸后异响即可消失。

2）活塞销响是较尖脆的金属敲击声。怠速时响声缓慢，突加油门响声随之加大而快；温度升高响声更明显。其主要原因是活塞销与连杆衬套或与活塞座孔配合间隙松旷所致。在加机油口处察听时，若响声不明显，可提早点火时刻使响声明显；用起子逐缸断火，若响声消失或减弱，而当起子突然离开火花塞时又立即有敲击声，即可断定该缸活塞销响。

3）连杆瓦响为较沉重短促清脆的金属敲击声，温度升高不变，且“上起子”。其主要原因是润滑不良或间隙过大，或合金烧蚀脱落等。在中速运转时用起子逐缸断火，可检查出响声部位。若两个汽缸发响，用起子将其中一个汽缸断火，声音减弱，则说明此汽缸异响，也可拆下油底壳查看轴瓦有无松旷。

4）曲轴瓦响可从加机油口处听到一种沉闷的金属敲击声；当发动机转速或负荷突然变化时响声明显；当突然开大节气门时，声音更为突出；突然降速时就会出现沉重的“当、当”声，发动机伴有振抖现象，这多为油道堵塞、轴与瓦间润滑不良、轴瓦合金烧蚀或脱落、轴颈磨损等，引起径向间隙过大所至。应按技术规范检修调整，才能彻底排除故障。

5）气门异响这是一种连续而有节奏的“达达”金属敲击声，不受断火和温度的影响，任何转速均可听见，但在怠速和中速较为明显清淅。其原因多为气门杆与导管配合间隙过大；气门间隙过大，调整不当或凸轮轴凸轮磨损超限及导管卡滞引起。应按规范调整气门间隙，必要时对磨损严重的零件予以换修。

6）汽油发动机在加大油门运转时，从加机油口处听到曲轴箱内发出连续的漏气响声，同时加机油口中脉动地往外冒烟。关小油门，响声即减弱或消失。其原因是汽缸壁与活塞环间隙过大，密封不严，部分高压气体窜入曲轴箱而发出冲击声。（3）故障诊断与排除

判断发动机异响是一个比较复杂的系统工程，因发动机工作状态千变万化，故障原因错综复杂，现象也多种多样。由此不同质的故障，其反应出来的异响有些往往也会相似，而同一故障在不同的车辆上反应却不一定完全相同。有时正常的响声和特殊的异响混杂在一起，一时难以分辨。同一车型，同一部位所发生的异响不可能完全相同，而且一般难于用音调、文字、口语表达和进行确切地描述，因而不能生搬硬套，只能作为诊断时参考。发动机异响，在一定条件下有它的规律性。只有掌握了这些特点和规律，此类故障也是不难排除的。响声是现象，故障是本质，察听响声分析判断和查明原因，消除异响也就排除了故障。

查听和排除发动机异响是件很不容易的事，往往是边查听边摸索，这需要长期积累经验，没有丰富的实践经验是不容易做到的。为了能找出异响故障所在，首先必须对所检查部位的构造原理熟悉，并且清楚其正常的声响该是什么情况，如果发声部位是旋转件，要注意声响与部件转速高低是否有关？会不会是从其他部位传过来的声响？是松动还是裂纹？是缺油还是变形？在诊断时应进行综合考虑。常见发动机异响故障诊断方法有：一是断火法。用起子搭火花塞，让高压电流短路，使某气缸不工作，若杂音消失或变轻，证明杂音来自该缸。二是变速法。让发动机不在同转速下运转，忽快忽慢地变速，使之发出不同的响声，以推断杂音来自何处。三是听诊法。从不同部位用金属棒或听诊器诊断响声。一般车辆发生敲缸和销子响时，发动机的中、上部声响较大；轴瓦响在中、下部；正时齿轮响在前端；气门脚及导管响在上部。

汽油发动机不正常声响故障的诊断与排除见表1-2。

14.柴油机的活塞敲缸

柴油机正常状态下工作时，声音柔和稳定，由于某种原因燃烧室内会发生异常的噪声，即发生敲缸，敲缸的实质是活塞侧面敲击汽缸壁。活塞敲缸是柴油机的恶性故障，多发生在柴油机严重磨损或大修后不久。常见的敲缸有以下几种类型：冷启动后活塞敲缸异响严重，发出清脆而有节奏的“达、达、达”金属敲击声，响声随温度变化而不同，热车后减轻或消失；冷车时基本正常，热车加速时发出较重敲缸声，排气管冒黑烟，并时有放炮声或向外喷火，发动机机体过热；无论冷车热车总有敲缸异响，冷车时异响较轻，热车时异响较重；某一汽缸敲缸异响，将该缸“断油”后，响声减弱或消失；多个汽缸发响，响声杂乱，加大油门便发生急骤噪杂声。（2）故障原因

一是活塞与汽缸配合间隙过大。由于修配不当，或磨损严重造成配合间隙过大，活塞在汽缸内摆动，其头部和裙部与汽缸相碰撞产生金属敲击声。凉车时活塞间隙较大，撞击的程度严重，当柴油机温度升高后，活塞膨胀，弥合部分过大的间隙，敲缸异响声随之减轻或消失。二是活塞方向装反或活塞变形，破坏了活塞与汽缸配合的正常间隙或活塞与进排气门相撞。三是机油压力低，汽缸壁的飞溅润滑不良，活塞与汽缸直接相碰。四是连杆弯曲或扭曲变形，使活塞在汽缸中歪斜量超过许可范围，不但使密封性变坏，润滑条件恶化，而且造成汽缸不正常磨损。连杆轴瓦或活塞销配合过紧。五是燃烧室内积炭严重，造成柴油机压缩比增大，气体压力和温度过高，在燃烧室内离着火中心较远处的可燃混合气自行点燃，即爆燃。爆燃时火焰以极高的速率向外传播，甚至在气体来不及膨胀的情况下，温度和压力急剧升高形成压力波，以声速向前推进。当这种压力波撞击汽缸壁时就发出尖锐的敲缸声。六是柴油机在着火滞后期喷入汽缸的柴油过多，使燃烧时燃气压力上升过于剧烈而产生冲击，迫使活塞与汽缸壁相碰。七是供油时间过早（喷油提前角过大），活塞向上运动还没达到规定的喷油位置喷油器就开始喷油，使燃油燃烧提前，汽缸内的高压燃气冲击活塞，发出有节奏的“达、达”的清脆敲缸声，减小油门，敲缸声清晰明显。这种情况在每一个工作循环中反复持续出现，形成连续敲缸声。八是柴油燃烧不良。喷油压力过低、喷油器滴油、喷油雾化不良等都会造成燃油燃烧不良，使部分燃油不能燃烧而暂时积存在活塞顶上，随后该部分燃油集中爆燃而出现敲缸，这常常是间断性的。这类故障的敲缸声低沉、沙哑并伴有发动机过热或排气管冒黑烟、放炮、喷火等现象。九是出油阀偶件磨损，既使减压环带与阀座内孔配合间隙变大，密封性和减压效果变差；又使高压油管内剩余压力过高，供油增加，引起燃油爆燃而敲缸，油门减小时敲缸声尤为明显。十是汽缸垫过薄或缸体顶面磨削过多，造成柴油机压缩比增大，引起爆燃，出现敲缸声。（3）故障诊断与排除

把柴油机转速固定在敲击最响的位置上，采用逐缸“断油”试验。如果试到某汽缸时声响显著减弱或消失，复油时缸内发出明显的“当”一声，则证明是该缸活塞敲击汽缸壁；用听诊棒触听缸体中部，可明显察觉到敲击声，且响声区域清晰，并略有振动感；柴油机怠速运转时，活塞敲缸声明显而清晰，随着柴油机水温升高或转速处于中速以上，响声减弱或消失；卸下喷油器，从喷油器孔往汽缸内加注少量机油，用启动机带动柴油机曲轴旋转几圈，使活塞与缸壁间充满润滑油膜，而后启动柴油机。若在启动后的瞬间响声明显减弱或消失，但随着油膜的流失或烧蚀，响声会很快出现，即可证明是该缸敲缸；若因汽缸磨损、活塞裙部同汽缸壁间隙过大而引起的敲缸，常伴有下窜气现象，排气管有蓝烟冒出；温度过低时不响，温度升高后敲缸，高温时声音加重，当单缸“断火”时响声加大、“断油”到某缸时响声也加大，该缸即为故障缸。

检查柴油机温度，如果温度过高，查找造成柴油机温度过高的原因并排除；检查机油的压力，如果机油压力过低，查找造成机油压力低的原因并排除；检查供油时间，检查喷油定时装置是否安装正确，按使用说明书要求检查调整；检查喷油器，调整供油提前角，拆卸喷油器，在车上进行喷油试验，检查喷油器的喷油质量。如喷油器滴漏，应对喷油器针阀、阀体仔细清洗或研磨修整，若喷油器磨损严重或烧蚀，则应更换新件。检查喷油泵出油阀，如喷油器良好，检查喷油泵出油阀是否严重磨损，必要时更换出油阀及阀座；拆下汽缸盖，检查柴油机燃烧室的积炭情况，如积炭太多，应用机械或化学方法清除；拆下汽缸盖后，检查汽缸垫的厚度，如果汽缸垫过薄或缸体上顶面磨削过多，应选用加厚的汽缸垫，防止燃烧室过度减小；拆下汽缸盖后，检查、测量汽缸的磨损程度，如磨损过大或损坏，应进行镗削或更换汽缸套；抽出活塞连杆组，用外径千分尺和量缸表测量活塞同汽缸的配合间隙，检查活塞的磨损情况和活塞销同销孔的配合间隙。如活塞磨损过大或损坏，应更换；如活塞同汽缸的配合间隙过大，应重新选配活塞与汽缸；如活塞销同销孔的配合间隙不合适，应重新选配活塞销；检查连杆的弯曲、扭曲变形情况。如果变形超限，应冷压校正或更换；连杆小头铜套若磨损超限应更换；连杆大头若磨损严重，应更换连杆；连杆及连杆螺栓应进行磁力探伤，连杆出现任何形式的裂纹都必须更换；在装配时应检查活塞安装方向，特别是顶上挖有凹坑的活塞，一旦方向装反，将必然导致敲缸异响故障的发生。

15.柴油发动机异响噪音

柴油发动机如果某一部位出了故障，或机件松旷，配合间隙失调，燃烧不正常等，它在工作中最初的表现是异响噪音，大体上来源于三个方面：燃烧噪音，供油系噪音和发动机机械噪音，每一种噪音中都可能包含异响。由于其故障因机型及其他因素的差异，异响噪音往往难以用语言文字和音调来准确描述，只能在对其正常运转响声熟悉的基础上，判断各种异响噪音。（2）故障原因

柴油机常见异响噪音规律：一是燃烧粗暴。燃料品质不良，十六烷值太低；喷油雾化情况恶化，较多燃料在开始发火的瞬间投入燃烧，使汽缸内压力过快；喷油阀针卡死在常开位置上，使之喷油过早、雾化过差，由此易造成强烈的燃烧噪音异响。二是着火敲击声。多属喷油提前角不对、提前器失灵，供油量过大。发动机启动运转过程中，伴随着排气管的大量排烟而产生敲击异响。油门加的越急，响声越大；转速升高后、响声减弱，迅速收回油门使发动机作短时间惯性运转异响消失，但降至怠速时异响又恢复。三是供油系统故障引起的异响。喷油提前角过小，出油阀弹簧断损，喷油器针阀不密封等，均会引起排气管“放炮”；缺缸、柴油中含水或有空气，发动机工作声音不连续。喷油器针阀卡死在关闭位置时，喷油泵顶油响；柱塞卡死在上端位置时，齿条咬合噪音；飞车时，喷油泵调速杆失调，致使柴油机失控吼叫。四是机件异响。发动机在运转中，响声逐渐产生且越来越大，或者在运转中突然产生异响，这种响声，一般是随转速的升高而增大，即使在加速后猛收油门，发动机靠惯性运转时，响声仍然存在。其原因有：活塞配缸间隙过大引起的敲缸；正时齿轮磨损超限后引起的撞击声；轴瓦烧蚀、轴颈磨损配合松旷后的轴瓦响；还有机油泵齿轮磨损后的传动齿轮噪音，以及活塞销配合松旷异响等。

柴油机振动异响主要是由于本身的支承不牢所致；发动机每一个工作循环出现一次异响，多属与凸轮轴相关联的零部件有关（如气门、正时齿轮等）；发动机每转一圈异响出现一次与曲轴连杆机构的机件有关；如果有规律的连续发生异响，多出现在旋转部件上（如飞轮、正时齿轮等）；间歇而无规律的异响，大都来自发动机附件故障。（3）故障诊断与排除

柴油机异响的诊断与排除见表1-3。

二、曲柄连杆机构

1.汽缸体和汽缸盖的裂损和变形

汽缸体和汽缸盖在工作过程中有时会产生裂纹，导致发动机漏水、漏气、漏油，影响发动机的正常工作。汽缸体、汽缸盖发生裂纹的部位，不同的机型并不一致，但大多发生在水套壁厚较薄处，或工作过程中应力（尤其是热应力）比较集中部位，如汽缸盖两气门座之间、汽缸体两缸孔之间等。（2）故障原因

裂损产生的原因，大多是由于使用维护不当所致，如发动机长时间在高负荷高温下工作，或在高温下骤加冷水，从而产生过大的热应力；冬季使用时未加防冻液，夜间停车又未放水而造成冻裂等。发动机汽缸体和汽缸盖接触平面会由于缸盖螺栓扭力不均匀，或在高温下拆卸等原因，可能会产生平面翘曲、拱曲现象。由于汽缸垫不平而漏气、漏水，使缸盖下平面和缸体的上平面形成腐蚀斑点，螺孔周围出现凸起等不正常情况。发动机大修时，应对缸盖与缸体的结合面进行检修。外部的裂损严重，一般容易发现，但细小的裂纹，尤其出现在缸体内部的，则难以观察出来。缸体破裂漏水的一般检查方法，除外部渗漏部位凭肉眼观察之外，内漏常采用水压试验进行诊断。（3）故障诊断与排除

1）汽缸体和汽缸盖裂损变形的检修方法。一是结合面平面度检查。用标准直尺和厚薄规位置进行测量，其平面度应在0.05mm以内，超过时可加热后在压床上矫正。二是局部凹陷检查。用千分表测量结合面的局部凹陷，在100mm长度内不大于0.04mm，若超出应修理或更换。当结合面螺孔附近有凸起时，可用油石推磨修平，结合面不平或有腐蚀斑点时，可用铣、磨方法修复，应保证缸盖高度为A=（111.2±0.08）mm，允许加工余量为0.2mm。三是汽缸盖局部裂损。用肉眼检查汽缸盖的裂纹和损坏。小心地清除汽缸盖下面的积炭和缸垫碎片，清除时要注意不要刮坏气门座的密封表面。用压力测试或磁力探伤器检查汽缸盖上的任何细微的用肉眼观察不出来的裂痕和损伤（用压力测试器测试的方法与汽缸体的检查方法相同）。用平面度测试器检查汽缸盖下表面的变形情况。用染色渗透法检查燃烧室、进排气口和缸盖表面等处是否有裂纹。检查时应把缸盖上的积炭清除干净，用压缩空气吹干净后在检查处喷上渗透剂，几秒钟后即可观察是否有裂纹。若靠近进排气门、水道、润滑油道处有裂纹，应更换缸盖，其它地方出现裂纹可焊补修复。

2）汽缸体和汽缸盖的压力试验。

汽缸盖的压力试验步骤：将压力试验表与气源连接，用减压阀开关将压力调到100kPa，关掉截止开关，2min内读出压力表，期间不应有降压现象。拧下减压阀开关。接好设备，取下汽缸盖并放入70℃左右的水中，给压力试验表接通空气并打开截止开关，拉出减压阀开关锁环，拧入开关直至压力达到50kPa。加大压力至150kPa，推入开关锁环锁住开关，然后关掉开关。1～2min后检查压力是否降低，或水中是否有气泡产生。若汽缸盖有漏气或损伤，应更换。

采用水压试验时（见图2-1）：将缸盖和衬垫装在汽缸体上，用一盖板装在缸体前壁，并用水管与水压机联通，其它水道口一律封闭，然后将水压入汽缸体和汽缸盖内。水压340～440kPa，保持5min以上时间，无任何渗漏现象为良好，若有水珠出现，即为该处裂损，应予修复。就车试压法同样能诊断出缸体裂损渗漏，其方法是拆去水箱上下水管和油底壳，将高压空气管插入进水管后，上下水管密封。打入440kPa高压空气作试验，即可查出渗漏部位。表2-1　水压试验1.气缸体　2.气缸盖　3.管子　4.水压表　5.手把　6.水压机　7.贮水槽

3）用渗透法检测汽缸体、汽缸盖的裂纹。汽缸体、汽缸盖的裂纹也可用渗透法进行检查，其原理是在被检查的零件表面涂上渗透液，使之渗透进零件表面的裂纹中去，然后将表面多余的渗透液除去，再在零件表面涂上一层显示剂，将裂纹中残存的渗透液吸出，从而显示出裂纹的部位。渗透法通常有着色法和荧光法，着色法是在渗透液中加入显示性明显的红色染料，在白色的显示剂衬托下能明显将裂纹显示出来；荧光法是在渗透液中加入荧光物质，在喷涂显示剂后，若零件表面有裂纹，在紫外线照射时，裂纹中残存的荧光物质能发出明亮的荧光，从而查出裂纹的所在部位和形状。用渗透法检查零件表面裂纹时，应先将零件表面清洗干净，清除表面的油污、锈蚀；然后将渗透液喷涂（或刷涂）到被检查零件表面，较小的零件可浸入渗透液中约20min，使渗透液渗入到零件的裂纹中，再用清洗溶液将零件表面多余的渗透液除去，并用温水冲洗干净，便可往零件表面喷涂显示剂，在显示剂挥发干燥后，若有裂纹，用着色法检查时，便可在自然光线下观察出红色显色痕迹。用荧光法检查时，用水银灯照射，便可观察出黄绿色荧光显示痕迹，从而查出裂纹的部位和形状。

4）缸体裂纹的修补。应根据裂损部位、裂损程度及修理条件来确定其修理方法。

一是补板法。当缸体外部平面部位产生裂纹时，可采用此法。方法是：先将裂纹部位刨去约3mm，再将玻璃纤维布和钢板（与刨削部位尺寸相同）表面涂环氧树脂胶粘剂，依次粘贴在裂纹刨削部位，并攻丝，用M6螺钉固定。

二是焊补法。当缸体受力较大，温度较高部位裂损时，可采用此法。焊前注意在裂纹两端钻止裂孔、开V形槽，焊前和焊后都要用氧—乙炔焰在裂纹两端加热减应，以免收缩变形。

三是堵漏法。当缸体其它部位有裂纹、砂眼、疏松等缺陷时，可用缸体堵漏剂堵补。将100g堵漏剂倒入缸盖出水口中，装好节温器，加足清水，并将0.3MPa的高压空气导入冷却系统以增大水压，使堵漏剂充满水套各缝隙，以利粘接胶合。3～5天后，可放出堵漏剂溶液，注入清水。裂纹修补后应进行水压试验。将缸套、缸盖装好后放到水压试验台上，在水压为0.3～0.4MPa时，保持5分钟以上无任何渗漏，即为良好。无条件时，可采用就车试压法：拆去水箱上、下水管及油底壳，将高压空气管插入进水管中，将上、下水管密封。泵入0.4MPa的高压空气试验，5分钟后应无任何渗漏现象。

5）用环氧树脂胶黏结汽缸体裂纹。在修理条件不允许的情况下，汽缸体出现裂纹，可暂时用环氧树脂胶黏结。其方法是选用直径为3～4mm的钻头，用手电钻在裂纹两端钻孔，然后沿裂纹长度凿成V型坡口；刮除坡口附近表面的氧化层和铁锈，进行腐蚀清理。可用1份重铬酸钾、5份浓硫酸，34份蒸馏水配制的混合液，清洗表面；再用丙酮或乙醚等溶剂洗涤，然后将缸体加温到50～60℃，准备黏结；将环氧树脂634号100g、吡啶15g、铁粉50g，按此比例配制黏结剂。配制时先将环氧树脂加热至85～90℃，去掉环氧树脂中的水份，待降温至80℃时，加入烘热的铁粉，用玻璃搅拌，使其混合均匀；再降温到60℃，加入催化剂吡啶后，即可使用；将配制好的黏结剂平整地涂于裂纹表面，放在常温下进行固化。待固化后，再放入烘干箱中，硬化3h左右；裂纹黏结硬化后，将裂纹两端流出的多余填补剂清除掉，以保持填补表面的齐整。

6）发动机主轴承座孔的修理。根据技术要求，主轴承座孔的圆度、圆柱度允差为0.01mm；同轴度误差为0.02mm，允许值为0.05mm，极限值为0.10mm；内孔表面粗糙度Ra为0.8μm。当检查发现主轴承座孔磨损过甚或同轴度允差超限时，可用喷涂法修复。先将主轴承座孔直径搪大2mm，用镍丝拉毛，并用石棉塞堵住润滑油孔，再用中碳钢丝进行喷涂，直至喷涂后的主轴承座孔内径比标准尺寸小2mm左右为止，然后将主轴承座孔搪削至标准尺寸。搪孔时应注意搪杆对中，不得改变主轴承座孔中心线到缸体上平面的距离，以免改变压缩比。

2.柴油机汽缸盖裂纹

在柴油机的运行过程中，由于部分汽缸盖使用年限长，体腔内的铸造缺陷会渐渐暴露出来，延伸到表面后形成裂纹造成漏水、窜油和窜气。尤其汽缸盖窜气会引起费油功率降低。汽缸盖窜气表现在，一是气门窜气。由于稳压箱排污不彻底，进入燃烧室的空气不够清洁或燃油在燃烧室内燃烧不完全形成的碳化颗粒，在气门与气门座口密封环带处形成严重拉伤，使气门在关闭状态下密封不严，高温高压的燃气由此窜出；气门与气门座口在研磨时不符合要求，达不到密封效果也会造成窜气；气门密封面硬度低、硬化层脱落。二是汽缸盖安装密封面窜气。组装汽缸盖时，密封调整垫表面不清洁、有颗粒状异物或垫片表面镀层脱落都会在密封面出现局部间隙，造成汽缸盖窜气。三是喷油器安装孔窜气。（2）故障原因

车用柴油发动机汽缸盖上装有进、排气门，喷油嘴以及副室发动机的燃烧室等各种零部件，构造复杂，直接接受高温燃烧气体的压力作用，产生高机械应力及热应力，特别是正对燃烧室的缸盖中心部位，热负荷非常大。由于在中心部位布置冷却水套的困难性，往往使水道狭窄、水流不畅。如设计不妥或铸件质量不好，在此鼻梁三角带有飞边、黏砂等的堵塞，致使此处冷却条件很差。因此，使燃烧产生的高热不能很快散出，造成局部温度急剧上升，超过材料所允许的耐热范围而产生热疲劳裂纹。大部分缸盖裂纹都产生在鼻梁部位，即进、排气门之间，或喷油嘴座孔和进、排气门座孔之间。如135柴油机是W型直喷式燃烧室，两气门和喷油嘴的布置要尽量靠近汽缸中心，使喷油嘴孔与进、排气门座孔之间位置狭小，在喷油嘴底孔与排气门座孔之间产生裂纹。预燃室式发动机缸盖，裂纹经常发生在预热室座孔至缸筒之间。当然，也会因设计不当等原因在其他部位产生裂纹。如135柴油机缸盖，就曾在水套一侧进、排气道根部产生裂纹。（1）车用柴油发动机汽缸盖发生裂纹的原因，大多由于缸盖处于不正常的高温下工作产生热应力所致。灰铸铁缸盖的允许温度一般为：普通为350℃以下，低合金为375℃以上。当温度超过铸件的临界温度时，材料的抗蠕变强度下降，产生塑性变形，这是产生残余拉伸应力的主要原因，而残余拉伸应力的存在，是缸盖产生热疲劳裂纹的症结所在。当发动机以全负荷工作时，对准燃烧室的缸盖鼻梁部位温度很高，使金属膨胀，但是受周围紧固螺钉等的限制，因而产生压缩压力。特别是当此时缸盖底板热面温度高达375℃以上时（对于低合金铸铁而言），超过了铸件的抗蠕变强度，使铸件的抗蠕变性能急速下降。这样，在高温下持续一段时间，铸件就会因蠕变而产生塑性变形。而当发动机怠速或停转时，汽缸盖冷却收缩，而使这部分金属材料产生拉伸应力。因此，发动机在使用过程中，缸盖鼻梁部位的金属不断地拉缩，最终造成疲劳损坏，即热疲劳，缸盖裂纹属于低周疲劳损坏。（2）车用柴油发动机汽缸盖常见影响裂纹的因素有：一是分隔式燃烧室。如涡流室、预燃室等，部分燃烧室布置在汽缸盖内，增加了缸盖的热负荷。而且使缸盖结构复杂，水套布置困难、水道狭窄冷却条件差，缸盖产生裂纹几率较大。二是半分开式燃烧室。其燃烧室为球形。由于燃烧过程需要强烈的涡流，空气和燃烧产物的旋流，使热量集中在中央，又加上收口的燃烧室将大量的高温燃烧气体喷在缸盖中央鼻梁部位，使鼻梁部位的热负荷特别高。如果水套布置不当，或铸造质量较差，就极易产生裂纹。三是直接喷射式燃烧室。如W燃烧室、浅盆形燃烧室等。这种燃烧室一般空气涡流要求不高，并且是敞口燃烧室，这样燃气不会集中喷刷在缸盖中央，使鼻梁部位得到缓解。而且这种燃烧室喷油嘴布置在正中间，利于4个气门布置。使中间高温区可以布置宽敞的水道，获得良好的冷却条件，此种发动机缸盖产生裂纹几率很小，强化潜力相对较大。（3）故障诊断与排除

防止汽缸盖的裂纹产生，在使用方面的预防措施有：汽缸盖在检修过程中须做水压试验，如果水压设备不良、各密封堵密封不住会造成腔内水压达不到试验要求，轻微裂漏不易被发现，且观察角度不良还会存在漏检。修理作业中严格执行工艺要求，如缸盖螺栓未能按规定的顺序和扭矩紧固，紧固力不均匀等，都会导致汽缸盖变形或螺栓孔附近产生裂纹。使用中，应采用有防垢添加剂的冷却水，防止水垢的产生。在冷却水中无防冻剂的情况下，冬天要排空冷却水。并在启动前一定要加水，若启动后加冷却水或发动机处于高温状态下突然加注冷水，会造成局部热应力过大，使缸盖产生裂纹。切忌发动机在使用运转过程中断水或开锅现象的产生，否则会使温度急剧上升，如这时加入冷水，会使缸盖产生裂纹。禁止发动机长时间在超负荷条件下工作，否则缸盖内应力过大，产生变形或裂纹。不要在冷车启动后突然加载，使温度急剧上升。否则，经这样数次的“冷—热”循环就会使缸盖产生裂纹。

3.汽缸盖焊后开裂

某东风1090汽车汽缸盖裂损，但焊后使用不久便出现开裂现象。（2）故障原因

据分析：汽缸盖多用铸铁制成，铸铁的特点是强度较低，塑性差，膨胀系数大，对加热和冷却有较高的敏感性。因此在焊后冷却过程中，由于焊区的应力不断增加，当焊接应力超过铸铁的强度极限时，就会出现突然断裂或焊缝与母材剥离的的裂纹。裂纹一般多出现在焊缝附近，强度薄弱或应力集中的尖角处，裂纹方向是顺着焊缝或主应力垂直。除了热应力裂纹外，在焊补缸盖时还会产生龟裂。它与热应力裂纹不同的地方是，热裂纹存在于焊道上，一般都垂直于鱼鳞波纹，有不明显的锯齿形，断口有发蓝或发黑的氧化颜色，是熔池金属在高温凝固时沿晶界产生的组织裂纹，主要受化学成分、熔池形状、焊补工艺与焊接材料的影响。焊件刚性大，焊后不易变形，焊缝内应力就大。零件的边角部位的刚性部分比较小，有胀缩的余地，所以焊后应力小，不易产生裂纹。若是同一缸盖中央部位损坏，因刚性大，焊缝的胀缩受到周围基体金属的约束，焊接应力无处排除，就容易产生裂纹；焊接应力的大小与焊接温度和焊件整体温差有关，温差越小则焊接应力越小。反之，则应力越大。铸铁的适宜焊接温度为600～700℃，所以铸铁缸盖进行热焊时对此冷焊的效果好，不易产生裂纹。（3）故障诊断与排除

焊补时，一次施焊面积过大，以致焊缝两侧受热区域过大，则内应力就大。因受热区域大，膨胀就大，冷却时收缩量大，焊接应力也就大，故此时极易出现裂纹。为避免上述情况的出现，故在实际操作中多采用分段焊接法。

4.柴油机汽缸套的拉伤

汽缸套的内壁可以看到或摸到轴向的丝缕状磨痕，局部可能变成灰色，缸套拉伤将导致汽缸压力下降，曲轴箱窜气量增加，有时伴有异常响声，断续有排黑烟的征兆。（2）故障原因

汽缸套拉伤的常见成因有：使用方面，发动机磨合期内操作不当使润滑不良造成拉伤；因维修不清洁或空气及燃油不洁净而有杂质混入汽缸造成拉伤；经常低温启动使润滑不良造成拉伤；发动机长时间在过热状态运转造成拉伤；缸套方面，缸套失圆使密封性变差，活塞与缸套油膜被破坏而拉伤；缸套在装配过程中变形引起拉伤。活塞组方面，配缸间隙过小，活塞膨胀后拉伤缸壁；活塞环端口过小，活塞环折断造成拉伤；活塞销卡环脱出拉伤；连杆弯曲或扭曲变形，引起活塞偏缸而拉伤；活塞环严重积炭，造成活塞环黏结或咬死在环槽内而拉伤。（3）故障诊断与排除

汽缸套拉伤的预防措施有：对新机和大修后的发动机，一定要先经过磨合，即在保持良好润滑的条件下，按照转速由低到高，负荷从小到大的原则，按磨合规程操作，走合期后全面检查、维护；经常清洁、更换空气滤清器、柴油滤清器及机油滤清器；在维护修理发动机的过程中，注意清洁工作，做到机净、人净、工具净、机件净、环境净，以免杂质带进发动机内；合理操作使用发动机，不超负荷作业，不乱轰油门，不缺水启动和低温启动；使用符合规定的机油，并定期更换；加强对冷却系统的维护与检查，加注清洁的软水，保持节温阀的良好工作性能，定期清洗冷却系统水垢，以免发动机出现高温现象；按照使用说明书的规定，正确选配活塞裙部与缸套之间的间隙、活塞环的开口间隙和边间隙。另外，在修理上还要把住活塞偏缸这一关，同时要保证缸套的尺寸精度；严格执行修理工艺规程，保证修理与装配质量，特别是活塞环与活塞销的装配，以免埋下活塞环折断与活塞销窜出的隐患。

5.柴油机缸套的异常磨损

可分为黏着磨损、磨料磨损和腐蚀磨损。熔着磨损是缸套与活塞滑动表面缺乏充足的润滑油膜而熔融黏着、脱落形成的磨损。这种磨损在一般情况下，以活塞在上止点第1道活塞环附近最严重；磨料磨损是硬质颗粒进入缸套的摩擦面和活塞的摩擦面之间形成磨料，磨料与两摩擦面产生挤压、滚撞，使金属脱落造成的磨损；腐蚀磨损是在柴油机工作中，因燃烧中硫所产生的酸性燃烧产物的凝结，使缸套严重腐蚀而造成的磨损。（2）故障原因

常见汽缸套异常磨损的成因有：在使用方面，发动机经常在低温状态下运转；发动机润滑油的质量差；空气、燃油或润滑油的杂质含量超标；在结构方面，缸套上部邻近燃烧室，温度很高，润滑条件很差，汽缸上都处于干摩擦或半干摩擦状态，这是造成汽缸上部磨损严重的原因；汽缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物，它们溶于水中生成矿物酸，加上燃烧中生成的有机酸，对缸套表面产生腐蚀磨损；维修方面，汽缸套安装位置不当造成缸套磨损；连杆铜套孔偏斜造成缸套磨损；连杆弯曲变形造成缸套的磨损。发动机因烧瓦等原因使曲轴连杆轴颈和主轴颈不平行，若不及时校正同样会加速缸套磨损。（3）故障诊断与排除

常见汽缸套异常磨损的预防措施有：正确启动和起步，初次启动时，应先使发动机空转几圈，待摩擦表面得到润滑后再启动。启动后应怠速运转升温，待机油温度达到40℃时再起步；正确选用润滑油，要严格按季节和发动机性能要求选用最佳黏度值的润滑油，并经常检查和保持润滑油的数量与质量；加强滤清器的维护，使空气滤清器、机油滤清器和燃油滤清器保持良好的工作状态，对减轻缸套的磨损至关重要。加强对“三滤”的维护，是防止机械杂质进入汽缸、减轻汽缸磨损，延长发动机使用寿命的一项重要措施。保持发动机正常工作温度，发动机的正常工作温度应处在80～90℃。温度过低和过高都会加剧对缸套的磨损。提高检修质量，安装缸套时要严格按技术要求检验和装配。在维护换环作业中，要选用弹力适当的活塞环，弹力过小，使燃气窜入曲轴箱吹落汽缸壁上的机油，增大汽缸壁磨损；弹力过大，直接加剧汽缸壁的磨损，或因汽缸壁上的油膜遭到破坏而加剧其磨损。

6.汽缸套台断裂和单侧磨损

某车用柴油机刚换了汽缸套，在大修竣工后运行不久的使用中发现，汽缸套台肩处整齐地断裂和缸套单侧磨损。常见上述现象开始是水温上升，排水管中有气体冲出，若发现或停车不及时，往往在几分钟内，因断裂后的汽缸套下沉，汽缸套上下两节错位，失去定位，致使汽缸套、汽缸体被活塞撞碎，连杆被顶弯，甚至折断曲轴，造成恶性事故。（2）故障原因

对于没有汽缸垫而仅用铜垫圈来调整柴油机压缩比的存气间隙的机器（例如无锡3110型或4110型），大多采用了小口径的汽缸调整铜垫圈；汽缸套台肩平面与汽缸体承压面与汽缸中心线不垂直，汽缸套下到汽缸体里以后，台阶下平面一边靠上缸体承压面，另一边悬空，此时缸盖一拧紧就常会引起压断事故的发生；缸套台肩上平面高出缸体上平面太大（一般应在0.05～0.20mm），在拧紧缸盖时，也容易将缸套台阶剪掉一圈。（3）故障诊断与排除

针对这种情况，在装配缸套时，应先不装防水橡皮圈，将缸套擦干净后放入缸体内认真测量各缸套高出缸体平面的尺寸，如不合适，可将各缸套换位调整找平。换位后如还过低，可找一个旧缸垫拆开，将铜皮剪成垫圈，垫在缸套台肩下部，使其垫高。如过高，可对缸体台肩平面进行铣削，增加台肩深度；缸套台肩切槽应为圆角，制作时如果没有圆角，就引起应力集中，也容易使缸套从台肩处断裂。

缸套单侧磨损。缸套单侧磨损必将引起活塞偏缸，造成此情况往往是由于机器大修时质量不佳所致。此时常会发现活塞在汽缸内位置侧偏一边（将活塞摇到上止点及下止点位置），侧偏部位均在活塞销两端的方向。这种偏缸的检查方法，可以先将没有安装活塞环的活塞连杆组件装入缸套内，按规定扭力拧紧连杆轴承螺母。然后转动曲轴，在上、下止点及汽缸中部检查活塞头部前后两方向与汽缸壁的间隙。如果无偏缸的现象，上述三个部位活塞头部前后的间隙应该相等。否则即有偏缸的可能。

造成单侧磨损的原因多是：主轴瓦左右两边刮削不均匀，曲轴安装在轴承座孔后出现不同心，造成曲轴中心线与缸套中心线不垂直，迫使活塞压向缸套的某一边，而形成缸套偏磨；铰削连杆小头铜套时，铰刀倾斜而入（或用刮刀刮削时不均匀），造成连杆铜套孔斜，活塞销中心线与连杆小头中心线不平行，而迫使活塞压向缸套的某一边；此外，由于飞车事故或其他原因也会造成连杆受撞击后弯曲变形而又没有及时校正。

7.发动机捣缸

所谓捣缸就是发动机发生机械事故时，缸体被连杆、活塞、平衡块等机件捣毁，出现破损、破洞的现象。汽车发动机的捣缸事故：一是因气门头折断掉入缸内，打坏活塞导致捣缸；二是连杆螺栓折断而引起捣缸，会造成严重的经济损失。

驾修人员应该在发动机捣缸中吸取以下教训：汽车驾驶员在行驶中既要注意提高驾驶技术与处理故障的能力；更要注意观察汽车运行中的异常变化，不能听到异响还盲目带病运行，以致捣缸酿成大祸；发动机在发生捣缸前必有征兆，是从量变到质变的过程，驾驶员稍有警惕就会察觉；违章驾驶、超速超载是捣缸事故的隐患，必然会引起汽车的早期损坏；维修养护不及时，修理质量低劣（如连杆螺栓的扭紧力矩未达标准），是捣缸事故的病根之一；还有配件材质不良，均会导致上述故障。

发动机捣缸是重大的机械事故，轻则使活塞、连杆、缸套损坏，重则将损坏缸体、曲轴等零件，使整台发动机报废。发生捣缸前，发动机一般工作不正常，运转无力，冒黑烟，并有严重的敲缸声，发生此症状应立即停车熄火检查，从而杜绝重大机损事故。（2）故障原因

一是连杆螺栓扭矩不规范，扭矩过大时螺栓拉伸变形，因强度降低而折断；扭矩过小时，轴瓦安装不到位，连杆螺栓产生很大的附加应力，并受冲击载荷而折断，由此连杆大端与曲轴轴颈的连接脱开，活塞连杆组失去控制，在离心力的作用下，甩在机体上，将机体捣烂。二是连杆材质不良，制造质量低劣；连杆杆身油道加工偏斜，使油道在连杆小端孔处形成台阶，造成应力集中而使连杆折断；异物进入汽缸内引起连杆变形，使缸套失去正常的导向作用，引起连杆折断。三是活塞销制造质量差、有微裂纹，引起应力集中；或者是活塞销与铜套间隙过大，导致活塞销窜出，使活塞连杆组运动失去控制；发动机工作时活塞销承受较大的交变冲击载荷而引起疲劳折断；活塞销孔中心线同活塞纵向轴线的垂直度不符合标准，工作时活塞销因承受一个弯曲力矩而过早折断，活塞销折断后，连杆小头将缸套或机件捣穿。四是气门杆折断，气门弹簧折断，气门锁片磨损后脱落，致使气门掉入汽缸中引起捣缸。五是装配不当，漏装零部件，如修后装配时漏装了活塞销孔卡环，工作中活塞销就会窜出，将活塞或连杆拉断而引起捣缸；在拧紧连杆螺栓后忘掉用铁丝或开口销将其锁住，致使工作中连杆螺栓松脱。六是发动机出现飞车事故，导致曲轴、连杆折断，活塞、缸套断裂后而捣缸。七是未进行定期检查养护，或更换曲轴后平衡块紧固螺栓未扭紧；工作时螺栓松动而折断，使平衡块飞出造成捣缸。（3）故障诊断与排除

发动机捣缸的预防措施有以下几点：连杆螺栓的拧紧力矩一定要按汽车使用说明书规定的力矩值分2～3次均匀拧紧，最后一次拧到规定值；螺纹损坏的螺栓绝对不能使用。使用合格的活塞、活塞销等配件，发现机件有磨损或缺陷不允许使用，须及时换新。安装连杆轴承时，要认真检查连杆瓦与连杆轴颈的配合间隙，使之符合要求。安装气门时，要检查气门弹簧的弹力，弹力不符合要求的要更换；气门锁片要装牢。要定期维护和检查，发现隐患及时排除。尤其柴油机严格防止超载、超速或低油压下工作，避免其负荷增大、零件的润滑条件差而产生捣缸事故。总之，只要遵守机务规章和技术规范，正确使用，合理维修、科学管理，是完全可以杜绝发动机捣缸事故的。

8.汽缸的磨损

汽缸表面在发动机工作过程中，经常处在高温、高压、润滑不良及腐蚀物质的作用下，是最易产生磨损的部位。当汽缸磨损到一定程度，将使发动机动力下降，燃油和润滑油消耗增加，发动机工作可靠性恶化。汽缸的磨损程度常常作为发动机是否需要大修的重要依据。在正常情况下，汽缸表面的磨损主要是在活塞环运动的区间产生不均匀的磨损，一般沿高度方向磨损成上大下小的锥形，而磨损最大部位是活塞位于上止点时第一道环相对应的部位，活塞环没有运动到的上口，因为没有磨损而形成明显的台阶。汽缸表面沿圆周方向的磨损也是不均匀的，常形成不规则的椭圆形，其最大磨损的部位往往随车型结构及使用条件不同而异：一般左右侧面磨损较大，当活塞有偏缸情况时，则会使汽缸前后侧面产生较大磨损。对侧置式气门机构的汽缸，其最大磨损的部位往往靠近进气门的对面。汽缸表面磨损成锥形的原因主要是发动机工作时，汽缸上部压力大、温度高，润滑油膜易破坏，摩擦磨损大，另外汽缸表面上部受腐蚀物的作用，腐蚀磨损及磨料磨损也较重，所以常形成上大下小的锥形；汽缸表面在圆周方向磨成椭圆形往往是不规则的，它与发动机的结构、工作条件、修理装配质量等因素有关。汽缸的磨损分布曲线见图2-2。（2）故障诊断与排除

首先用观察的方法，检查汽缸表面有无明显的刮伤和裂纹；然后用量缸表测量，以确定其圆度、圆柱度误差，再对照技术标准确定其是否需要修理及修理尺寸的级别。一般缸孔测量方法为两点圆孔测量法，即按缸孔全高（活塞行程段）分上、中、下三个部位测量其孔径（见图2-3）。但在实际操作中，常见以活塞环上止点位置推力方位的测量数据，作为镗修依据。由于活塞环对缸壁压力的不均匀性，以及可能存在偏缸等诸多因素的影响，缸壁的最大磨损部位可能偏离推力方位。因此，在测量磨损量时，除按纵、横向测量外，还应沿第1气环圆周作检测，找出最大磨损处，以此数据作为镗磨缸级别尺寸的依据。根据汽缸的直径选用长度合适的接杆装在量缸表下端。测量汽缸的圆柱度时，先将汽缸体放在台架上放平，从第一缸开始，在活塞行程的上、中、下三个位置各测量一点，并记录测量尺寸，然后用同法对其他各缸进行检测。测量汽缸的圆度时，在上述测量的基础上，把量缸表转动90°，再在各缸的活塞行程的上中下三点量出横向的汽缸尺寸。根据上述检测结果，制定维修方案，如汽缸磨损在极限范围内可进行磨缸。以恢复汽缸的正确形状和表面光洁度，使发动机工作时能保持足够的压力，若是超差或有明显沟槽和损坏则应更换新缸套。图2-2　气缸的磨损分布曲线（a）异常磨损气缸的磨损曲线　（b）正常磨损气缸的磨损曲线图2-3　缸体孔径的测量（a）气缸轴向、径向磨损的测量部位　（b）量缸表的正确使用（3）预防措施

一是重视节温器作用，使用中保持发动机正常水温，不允许随意拆除节温器，减缓汽缸腐蚀磨损。二是改善润滑条件，定期检查润滑油质、油量；发现机油老化变质、应更换；机油短缺应及时补加，减轻汽缸磨损。三是定期维护空气滤清器、机油滤清器和燃油滤清器，发现滤芯破损失效，应及时更换新件，减少磨料磨损。四是维修中严格按照技术规范进行检修和装配，尤其重视活塞配缸间隙、活塞开口间隙等技术标准，确保装配质量。五是使用中，不允许超载、超速，大负荷长时间运转，以免发动机过热，润滑性能变坏，加剧汽缸磨损。

9.汽缸垫烧蚀

某车发动机连续发生烧汽缸垫故障，而且每次都是在第2、3缸之间烧损。修理工检查后发现，第3缸的汽缸套台肩不仅没有凸出的汽缸体上平面，反而还下凹0.05～0.09mm。为此，用汽缸垫铜片做成圆垫，垫在汽缸套台肩下平面处，这样情况虽然有所好转，但仍有气泡从汽缸盖与汽缸体接缝处冒出，几分钟后又烧损汽缸垫。经再次检查，发现汽缸台肩上平面凸出汽缸体的高度不一致，最后分别选用所需厚度的铜皮，做成不同厚度的铜垫，垫在各汽缸套台肩下的平面处，使各汽缸套台肩上平面凸出汽缸体的高度一致，并且都在标准值范围内。从此再未出现烧损汽缸垫的故障。另一台车用柴油机使用中缸垫被频频烧坏，同时油底壳的润滑油消耗过多，据分析，对可能导致烧缸垫的原因都采取了措施，如换上新缸盖、磨平机体上平面等，但故障仍未消除，后来检查历次换下来的缸垫，发现4个缸的缸垫沿燃烧室周边的铜皮都被烧坏，第三缸的特别严重，同时又被冲坏一个15mm宽的口子，排出的机油并不含水，于是断定是柴油进入了油底壳，进而再检查高压油泵的供油提前角，发现供油提前角过大。调整了高压油泵的供油提前角，装复后启动容易，运转平稳，故障消失。

出现冲蚀缸垫故障时，发动机动力性下降，汽缸压力不足；严重时化油器回火，排气管放炮，应立即更换缸垫。

缸垫烧蚀故障有以下现象：缸垫的两缸缸沿之间烧损，发动机动力不足，车辆行驶无力、加速性差，取下空滤器，发动机怠速时，进气管口可听见“啪啪”声；缸垫烧损部位与水套孔相通。水箱出现冒气泡、开锅、排气冒白烟现象；缸垫烧损部位与油道相通。部分机油会窜入缸内烧蚀掉，出现排气冒蓝烟现象。缸垫烧损部位与外部大气环境相通。发动机动力性差，经济性恶化，并且从垫的破损处发出激烈的“噼噼”声。（2）故障原因

缸垫烧蚀常见有以下原因：发动机长时间大负荷下工作，经常产生爆震燃烧，使缸内局部高温高压而烧蚀缸垫；紧定缸盖螺栓时，没有按规定要求进行操作，扭力不均致使缸垫没有平整地贴在缸体与缸盖的接合面上导致窜气；点火提前角或喷油提前角过大，使之循环最高压力、最高温度过高；缸垫质量较差、厚薄不均；包口内存有气囊，石棉铺设不均或包边不紧；缸盖翘曲变形，缸体平面不平度超差，个别缸盖螺栓松动，导致密封不严；驾驶操作方法不当，习惯猛加油门和急加速、高速运行，过大的压力加剧缸垫冲蚀。

使用中除了通过检测汽缸压力判断缸垫是否烧蚀外，还可取下水箱盖，启动发动机中速运转，观察水箱内有无气泡冒出。若发现水箱加水口不断有气泡冒出，为缸垫烧蚀。或其水面波动随发动机转速提高而加剧，同时有水喷出，则为汽缸垫水道周围部分冲毁。这时可逐缸断火查出不工作的汽缸；启动发动机，观察是否有水或水蒸气从火花塞孔喷出，即可确定缸垫是否烧损。发动机工作时，用手沿缸垫四周移动，若感觉到有气体冲手为烧蚀。当缸垫损坏严重时，在缸盖与缸体接合处有气泡冒出为缸垫密封失效。使用中当发现水箱中水位下降较快，拔出机油尺检查发现机油中有水（机油颜色发黄甚至发白），为缸垫漏水；另外水箱中冷却水温度上升太快，经常开锅，加水口翻水花，而进水管无凹瘪现象，冷却水无明显消耗，为缸垫漏气，遇上述现象应予更换新缸垫。（3）故障诊断与排除

拆卸缸盖螺栓更换缸垫，必须在发动机完全冷却之后进行，以免缸盖挠曲变形；检查缸垫表面有无凹陷、凸起、破损等，质量是否可靠；检查缸盖和缸体平面度是否符合要求，然后将缸垫、缸盖和缸体清洗干净，用高压空气吹干，以免脏物未净影响密封；选用的缸垫必须是符合要求（规格型号）、质量可靠的原厂配件，安装注意其上下朝向标记，以防装反、避免人为故障；按技术规范拧紧缸盖螺栓，由中间向两头对称扩展交叉进行，分2～4次拧至规定的扭力；再在热车状态下紧固一次更为可靠；缸盖螺栓锈蚀拆不下来，千万不要用铁器硬撬，以免损坏缸盖，可往缸盖螺孔中注煤油浸泡片刻，即可顺利拆下；缸盖保管不妥、拆装不慎、缸垫破损变形，安装时清洗不净将导致工作不良，密封不严而造成人为故障，必须引起重视。

10.活塞偏缸

柴油机在维修时，活塞连杆组安装在汽缸中，常发生活塞在汽缸内向一侧偏斜。即活塞在汽缸内上下运动时，正常情况下由于活塞与连杆两中心线形成夹角，使活塞靠汽缸壁的左右侧面，并沿着汽缸的两侧作平行于汽缸中心线的直线运动（即居中位置上下运动）。但是当活塞连杆组中有关机件的形位公差不符合技术要求时，将导致活塞在汽缸中运动时，不是靠向汽缸左右侧，而是靠向汽缸的前后侧，这种现象称之为活塞偏缸，也称靠缸。活塞偏缸是柴油机的常见故障之一，它会导致汽缸壁磨损加剧，汽缸密封不严，功率下降，油耗增加；活塞、活塞环及汽缸的早期磨损，影响其使用寿命，严重时还会发生拉缸事故，使之发动机无法正常运转。活塞在汽缸中的偏斜特征见表2-1。（2）故障原因

搪缸定位不准，致使汽缸中心线与曲轴主轴颈中心线不垂直度误差超限；连杆弯曲造成的大、小头承孔中心线不平行度；连杆轴颈与主轴颈两中心线的不平行度超限；缸体或缸套变形，使汽缸中心线对曲轴主轴承中心线的垂直度误差超限；曲轴产生弯、扭变形，未按技术规范进行检修，使连杆轴颈中心线与主轴颈中心线不在同一平面内；连杆铜套加工不符合技术要求，偏斜未进行校正；活塞销孔铰削不正；活塞销中心线与活塞中心线不垂直等。（3）故障诊断与排除

检测时先将未装活塞环的活塞连杆组按各缸记号装入汽缸，并按规定力矩拧紧各道连杆轴瓦盖螺栓，然后转动曲轴，观察活塞在汽缸上止点、中间及下止点三个部位偏缸状态，分别检查活塞头部前后两个方向与汽缸壁间隙，若间隙相同，表明不偏缸，否则分以下几种情况：各缸活塞在上中下三个部位都同一方向偏靠，这是由于各缸中心线与曲轴中心线不垂直所引起，很可能是由于缸套变形所致；个别活塞在整个行程中始终偏靠一边，多属连杆弯曲，致使连杆大头孔中心线平行度偏差过大或由于活塞销孔偏斜，活塞中心线与活塞销中心线垂直度偏差过大而引起；活塞在上、下止点偏缸严重，且方向相反，这是因曲轴连杆轴颈中心线与主轴颈中心线平行度偏差过大造成的；活塞在中部某一部位偏缸（上、下止点不偏缸），多为连杆扭曲、引起连杆大头孔中心不在同一平面内而导致偏缸。当确定活塞偏缸时，首先应分解后，将连杆放在检验器上检验，然后放在校正器上校正，或夹在虎钳上进行校正，校验合格后装车，再进行发动机冷磨热试后检测，直至偏缸消除为止。（4）故障预防

发动机的维护修理中，应严格按照技术规范检查和校正连杆的弯扭变形，符合标准才能装车。严格遵守操作规程，不得违章操作。按照维修工艺装车，并随时检查装配质量，发现问题及时处理；必要时返修，不得马虎从事，确保修理质量。连杆与活塞销、活塞按规定的工艺组装后，除应再测活塞裙部的椭圆外，还应在连杆检验器上检查活塞裙部与连杆大端的垂直度，使之符合标准规范，必要时修复后组装。活塞连杆机构是发动机的心脏，装配技术的好坏直接关系着发动机的工作和使用寿命。因此发现此类故障，应予及时查找原因，予以排除，以消除不安全的隐患。

11.活塞环的磨损、断裂和咬死环槽

在汽车的使用中，常见活塞环的磨损、断裂和咬住现象而影响正常使用。（2）故障原因

汽缸套磨损以后，汽缸内径就不等。在这种情况下，活塞环除了随活塞作往复运动外，它自身在环槽中还发生一张一合的运动，从而使环槽的上下平面运动也随之加剧。环槽的磨损一般从矩形磨耗成梯形，这是由于活塞环在槽内沿径向移动的磨损、活塞上下换向时，活塞环的冲撞作用以及腐蚀等原因造成的。实践证明，活塞上的头二道环槽磨损程度比其它环槽要快得多，在正常情况下，环槽高度每工作1000h以后增加0.01mm。

活塞环装配在汽缸套内的开口间隙过小。因间隙太小，环在使用中受热膨胀后即将开口间隙顶死，此时往往会引起环在开口部位的折断；活塞环槽端面间隙过大，导致活塞环安装后在槽内颤振。既不利于气密，又有可能由于振动而使活塞环断裂；活塞上的环槽积炭严重，当活塞环安装于槽内后，因环槽同积炭的影响而造成的环槽不平直，必使活塞环在工作中由于受到交变的弯曲作用而断裂；活塞上的环槽磨蚀过多，呈喇叭形，导致活塞环在使用中因受扭转和弯曲作用而断裂；缸壁顶部碳灰结成一圈突缘，或缸壁上部由于磨损而形成台阶时，没有及时加以清除，以致当活塞运行到上止点位置时，第一环常与此台阶接触受到冲击而引起断裂；还有缸套表面不圆滑或有波浪形。活塞环的尺寸式样不合规格也会引起断裂。

常见活塞环咬死环槽的原因是：机油太脏，油质低劣或规格不符合使用要求；供油（或点火）时间过迟，导致燃烧不完全，环槽内积多了炭灰而黏牢，咬住活塞环；维修时活塞环槽上的碳灰没有及时清除，又重新安装活塞环继续使用；活塞和缸套的位置偏斜不直，或缸套磨损过度；活塞环的弹力不足；活塞与缸套的配合间隙过大，燃烧气体在环和缸壁之间有泄漏现象，也是促使活塞环黏牢咬死环槽的常见原因。（3）故障诊断与排除

活塞环的弹力是影响排气管喷机油的重要因素，检查活塞环弹力的强弱可用弹簧试验器检查，也可用对比法进行。此时可将旧活塞环和活塞环直立在一起，用手从上面加压力。如果旧环口相遇，而新环口还有相当的间隙，就表示活塞环弹力差。活塞环与缸套的接触密封情况的检查：将活塞环平放在缸套内，在活塞环下边放一灯泡，上面放一遮光板，即可观察活塞环在缸套内的漏光密封程度。一般要求是在用厚薄规测量活塞环漏光缝隙时，不得超过0.03mm。活塞环在工作中由于振动而产生转动，这是正常现象，刚装新汽缸套的发动机，在安活塞连杆组件时只要活塞环按规定角度叉开，就不会产生各道活塞环开口转动到重叠在一起的情况。当缸套由于活塞偏磨或磨损过大而产生椭圆和锥度时，就有可能使活塞环的各开口转到同一方向，直至椭圆处为止。因为此时由于缸套椭圆，活塞环开口外伸被阻止不转，造成各道环口逐渐重叠，燃气下漏，机油上窜而排出。除了上述原因外，当连杆扭曲变形、活塞与缸套装配间隙过大及活塞环的开口间隙过大时，也可能造成漏气，使活塞环产生位移而形成对口。EQ6100-1型发动机更换活塞环时机：在发动机的两次大修之间，车辆约行驶8万km左右，即相当于汽缸锥体磨损约0.15mm左右，或活塞环的端隙超过2mm；发动机动力性能显著下降，燃油和润滑油耗量急剧增加，火花塞容易积炭；活塞环折断。选配活塞环时，应选用与活塞同一级别的活塞环。

安装活塞环时，应将镀铬环装在第一道环槽内；气环的内切槽均应朝上，不得装错。三个气环的开口应在圆周上以120°错开。油环是双刮片组合环，应先装衬环，后装刮片，然后将两刮片开口互错180°。

12.活塞及活塞环漏气

活塞与缸壁间隙的配合直接关系到发动机维修质量和使用寿命。发动机维修检查时，把活塞倒置在缸孔中，用适当厚度、长度的厚薄规同时插入汽缸，受到侧压力最大的一面缸壁与活塞之间和活塞推力面成一线，用弹簧秤按规定的拉力，以将厚薄规轻轻地拉出为适宜，或者先用外径千分尺测活塞裙部直径，再用汽缸内径表测量汽缸直径，汽缸内径减去活塞裙部外径，即为配合间隙。活塞环漏气敲击声的特性见表2-2。（2）故障诊断与排除

将活塞环平放入缸内，用旧活塞将环推平（小修换环时，应将其推至最下一道环运动到最低点的位置），用厚薄规测量其开口间隙。若开口间隙过小，可用细锉在开口一端锉去少许。锉修时要经常检查，防止开口过大，并应使开口平整，将环口合拢检测时，不能有偏斜现象；经锉过的端头应去掉毛刺。检查侧隙，将活塞环放在环槽内转动，在不发卡的情况下，用厚薄规测量其间隙。间隙过小，将活塞环放在铺有砂布的平板或涂有气门砂玻璃板上磨薄。检查背隙将活塞环放入环槽内，环低于槽岸，否则应把环槽车深到适当部位。

13.曲轴的异常磨损

曲轴在发动机工作中，受到往复运动的活塞连杆推动，将活塞往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴不仅要把活塞工作时产生的动力传递到外部，还直接或间接地驱动其它各附件，在工作行程以外，依靠飞轮的惯性力又经过曲轴及活塞连杆机构完成进、压排气行程。曲轴能否正常使用，取决于良好的润滑条件、轴瓦间隙、运转中轴和轴瓦的同轴度及正确的维修。曲轴是发动机的重要部件，加之精密、价格较高，一旦发生断裂，后果不堪设想，因此应找出曲轴发生损伤的原因，并采取措施加以预防。（2）故障原因

一是曲轴轴颈磨损，曲轴在长期运转中，会产生主轴颈和连杆轴颈尺寸的减小，以及因磨损不均匀产生圆度（椭圆）、圆柱度（锥度），由于连杆弯曲，缸套偏斜等，使作用在连杆轴颈的力分布不均而出现椭圆；由于油道中杂质在轴颈上偏积而磨成锥形。因工作中气体压力，活塞连杆运动惯性力及连杆大头离心力所形成的合力作用在连杆轴颈内侧，致使连杆轴颈偏磨。二是裂纹，本身刚度和强度不足，断面形状急剧变化导致严重的应力集中；修磨时轴颈到曲臂过渡圆角太小；长期在最大功率、最大扭矩下运转，加速曲轴疲劳，圆角处及轴颈油孔处产生裂纹；局部干摩擦、过热造成退火金相组织变化，局部收缩，产生很大拉应力而裂损；长期在临界转速下工作及爆震的情况下，周期性交变载荷运转导致裂损。三是弯曲、扭曲变形：汽车重载时起步离合器放松过猛，曲轴受到过大的冲击载荷；长期超负荷下运转，发动机连续出现爆振；主轴颈或主轴承座孔不同轴；发动机因缺机油或轴瓦间隙过小而烧瓦抱轴；曲轴飞轮组的平衡性能差等。四是烧伤、划伤：润滑油短缺或选用不当，黏度太小，建立不起正常油膜，曲轴出现干摩擦；轴与瓦配合间隙小，出现偏磨、破坏油膜；轴与座孔不同轴，而一侧接触出现干摩擦烧伤。曲轴轴颈表面产生划痕主要原因是配合间隙中含有磨粒等杂质引起的。（3）故障诊断与排除

曲轴的弯曲度较小时，可直接通过磨削方法来消除；若其弯曲度较大，一般超过0.3毫米时，应先校直而后再磨削。校正的方法有两种：即冷压校直和表面敲击法校直。曲轴的磨损修复（指锥形和失圆），根据其磨损程度可采用直接修磨或采用电振动堆焊、金属丝喷涂，镀铁以及采用刷涂等工艺后，再进行修磨。曲轴的磨削，一般曲轴轴颈修复是采用修理尺寸法，即按每次0.25mm尺寸级磨削轴颈，然后选用相应缩小内孔尺寸的瓦片即可。（4）预防措施

检修发动机时，必须仔细检查曲轴应力集中部位有无裂纹，有条件可用仪器作磁力探伤检查，发现损伤应及时修复。光磨曲轴时应保持轴颈与曲柄连接处的过渡圆角，切不可磨成尖角，否则会产生较大的应力集中，致使曲轴断损。注意曲轴、飞轮和离合器的平衡，离合器总成固装在飞轮上时，其固定螺栓处应配置垫片，不应有抖振，避免使曲轴工作条件恶化。定期检查轴瓦及飞轮等件固定螺栓的预紧力。在安装曲轴拧紧主轴瓦螺母时，要按规定的扭力、次序分多次上紧。维护中发现轴与瓦磨损，配合间隙超限，应及时更换相应尺寸的轴瓦；安装主轴承盖时，要按原配对记号和方向安装。使用中，发动机不可长时间超负荷运行，起步不可过猛；不可用大油门猛然结合离合器的方法克服重载或超越障碍，避免曲轴产生过大的冲击载荷。经常检查油底壳机油油面高度，不足时及时添加；定期更换机油并清洗油道，以保证发动机润滑良好，防止发生烧瓦抱轴事故。

曲轴缺陷及其消除方法见表2-3。

14.曲轴轴向窜动

曲轴轴向间隙也称曲轴的端隙，它是为了适应发动机工作中机件热膨胀时的需要而定的，其间隙过小，会增加转动阻力，机件热胀而容易卡滞；间隙大，曲轴工作时前后窜动量大，加速曲轴与轴承、活塞与汽缸等机件带来不正常的磨损；止推垫圈逐渐磨薄，由此引起轴向位移。曲轴装配后，应对曲轴轴向间隙进行检查。曲轴轴向间隙过大，在汽车上下坡道或使用离合器时，曲轴易前后窜动，导致发动机产生不正常的响声和振动，引起连杆迫使活塞前后压紧缸壁，破坏了活塞连杆组的正确装配位置，极易造成发动机拉缸，甚至运动干涉。此外，曲轴前后窜动还会改变发动机配气正时等；曲轴轴向间隙过小，会增加曲轴转动时的阻力，加大发动机功率消耗，甚至在曲轴受热膨胀后有可能卡死，导致发动机无法正常运转。由此可见，曲轴必须设有轴向定位装置，以保证适当的轴向间隙。（2）故障原因

驾驶员踩离合器时，曲轴承受轴向力，迫使曲轴前移。由于轴向定位块同曲轴端面接触面狭窄，又是靠甩油或浸在机油里润滑，润滑油无压力，所以靠向曲轴前端的定位块同曲轴一端面直接接触，在相对运动时，磨损将加快。由于摩擦生热，特别在高速踩离合器时，磨损和摩擦生热更大，这不仅增加了机油温度，也可能使定位块上轻合金烧蚀；曲轴定位的端面同曲轴主轴颈垂直度差，粗糙度较高，使相对运动接触面小，单位面积负荷大，磨损及摩擦产生的热量更大；定位块轻合金质量不好或轻合金同钢背结合不牢，或定位块上无油槽，或装配时，将定位块方向装反。这一切都会加速磨损，轴向间隙增加更大。（3）故障诊断与排除

曲轴轴向定位装置可设在曲轴前端、中部或后端。同一台发动机，轴向定位装置只能设置在一处。检查曲轴轴向间隙有下列情况：如果发动机解体检查，可用撬杠拨动曲轴作轴向移动，再用厚薄规或百分表测量曲轴的轴向间隙；如果就车检查，先将小油底壳拆下，把百分表固定在飞轮壳上，撬动飞轮即可测量曲轴轴向间隙。检查测量后，若曲轴轴向间隙超过极限值时，如东风EQ1090型汽车发动机轴向间隙超0.35mm时，说明止推轴承止推片表面的减磨合金磨损到了极限。曲轴轴向间隙的调整，是靠改变止推垫片厚度来达到要求的。止推垫片一面有减磨合金，如果安装方向反了，会造成严重损伤，使曲轴轴向间隙剧烈增加。

车辆维修中都要检测和调整曲轴轴向间隙，检测曲轴轴向间隙时，可在曲轴前端面处安装一千分表，然后使曲轴后移至极限位置，将千分表调整至零；再将曲轴前移至极限位置，此时读出千分表上的读数，即为曲轴轴向间隙。另一种检测方法是：首先将一字形螺丝起子插进主轴承盖和曲轴的一曲柄臂间（不得松开主轴承盖），将曲轴撬动后移至极限位置，然后用厚薄规测量第三道主轴承止推面与曲轴端面间的间隙。此时插入厚薄规的厚度，即为曲轴的轴向间隙。曲轴轴向间隙规定值为：新件标准值为0.05～0.18mm，使用限度为0.37mm。曲轴装配后，应对曲轴轴向间隙进行检查。间隙过大，曲轴工作时前后窜动量大，加速曲轴与轴承、活塞与汽缸的磨损。间隙过小，会增加转动阻力。曲轴轴向间隙的大小，通过更换式修刮止推基圆来进行调整。曲轴轴向间隙的大小，通过更换式修刮止推基圆来进行调整。

15.曲轴的折断

曲轴的折断常由最小裂纹处开始，产生裂纹断裂部位大部分是出现在头缸或末缸连杆轴颈圆角处与曲柄臂联结部分。在运转过程中，裂纹逐渐扩大，到达一定程度时突然折断。在折断面上观察时常会发现褐色部分，这显然是旧裂纹，光泽发亮组织才是发展到后来突然折断的痕迹。实践证明，轴颈表层纵向裂纹经磨削后如果可以消除，还可继续使用。而横向裂纹在使用中由于受到较强的应力作用，裂纹将会逐渐扩大，当发现这种裂纹时应及时更换曲轴。（2）故障原因

引起曲轴折断的原因一般有以下方面：主轴承中心线的不同心，使曲轴受交变应力而早期疲劳，导致曲轴发生折断事故。造成主轴承不同心的原因除了因自然时效机件本身变形所引起的以外，往往还由于在维修装配或刮瓦时，主轴承座孔的不同心所造成；机油油路不通，轴与轴瓦之间处于干摩擦；大修磨曲轴时，砂轮圆角修整不当，由于没有正确的圆角半径，则易使曲轴圆角处产生较大的应力集中，导致曲轴折断；一般曲轴轴颈是经过表面淬硬的，若装用有严重裂纹的曲轴，或主轴承的合金组织因发热烧瓦而溶铸在曲轴颈上，时间长久后则曲轴颈易引起裂缝的产生，为避免这种情况的发生，应保证良好的润滑；曲轴轴心线偏移，使飞轮偏摆，在惯性力的作用下也易使曲轴产生疲劳折断；曲轴换装了不符合要求的平衡铁，破坏了原来的平衡，易使曲轴承受很大的冲击力，时间过久也会导致曲轴发生折断事故；飞轮连接螺栓松动，运转时曲轴发生抖动，失去平稳，长时间后，曲轴极易由轴尾端折断；长期处于各缸供油量（或点火）不均的情况下运转，因而各缸爆发力的大小也不一致，从而使曲轴各轴颈受力不均，当曲轴遭到振动撞击之后，也可能引起断轴的故障；主轴瓦或连杆轴瓦的装配间隙过大或合金脱落，引起冲击载荷加大，当曲轴转动之后，产生摔动现象，或机器经常发生飞车现象，造成受力过度，时间长久也能导致曲轴折断；曲轴轴颈磨损严重时，连杆轴颈或主轴颈的两端易形成尖角，产生很大的应力集中，这样就容易在尖角处产生裂纹，在工作中裂纹逐渐增大而导致曲轴折断；曲轴和飞轮锥孔没有很好地装牢固，若两者之间的贴合不是面接触，而是形成线接触，则当内燃机工作时，飞轮就会松动，造成曲轴和飞轮之间的冲击。此时，由于飞轮键受到两个方向的冲击，必将易使曲轴键槽两侧面很快出现裂纹，如继续使用，裂纹逐渐扩大，必导致曲轴断裂。曲轴断裂只能更换新件。（3）故障诊断与排除

为了防止曲轴折断，在维修时可以采取以下措施：首先，在修理曲轴以前，要认真检查曲轴是否有裂纹，特别注意圆角过渡部位，如有裂纹轴应予报废。光磨轴颈时，应使轴颈与曲柄臂保持一定的圆角半径，切不可任意缩小圆角半径尺寸，应注意圆角部位的表面光洁度，否则将造成应力集中，而使曲轴断裂；轴颈尺寸磨损超限时，要尽量选用对轴颈疲劳强度影响较小的方法予以恢复，如采用喷镀法对轴颈疲劳强度降低则较少，而采用堆焊法恢复时，则疲劳强度降低幅度较大。各道轴颈与轴承的配合间隙和端隙要按标准，间隙过大，易因冲击而损坏曲轴，间隙过小则可能因抱轴而折断曲轴。在装配方面，点火时间要校得准确，不能过早或过迟，注意曲轴、飞轮和离合器的平衡。

16.柴油机曲轴修复后易断损

多拐曲轴的修复是整个柴油机修复质量的关键，如不能修复到曲轴的设计形位公差，将给整机的动力性、经济性和使用寿命带来巨大的隐患，轻则使发动机的振动、噪声、排放超标、整机动力性能不足，经济指标下降，严重时造成柴油机报废。（1）故障特征

常见修复的柴油机多拐曲轴当中，发生曲轴断裂的现象时有发生，一般发生在第二、三次大修后。通过断裂曲轴的检测和上次修复后柴油机工作时出现的现象对比分析发现如下规律：曲轴表面磨削质量不高，存在有垂直于轴线的波浪纹，尤其存在于圆角附近，这与加工人员的操作技术和机床的精度状况有关，加工后又没有在圆角附近修整；曲轴圆角半径不够大，且粗糙度超限。砂轮圆角没有按照曲轴的设计圆角半径修整。一般主轴径圆角半径应不小于5～6.5mm，拐径圆角半径应不小于4～5mm，圆角过小不能完全消除尖角应力集中，圆角过大影响连杆与曲轴拐径。曲轴与机体的轴向游隙，也增加缸套与活塞环和轴与机体之间的摩擦，甚至造成装配困难；曲轴磨削后，产生各拐回转半径不符合原设计要求，使各缸冲程改变，压缩比不同，造成发动机运转不稳，增加振动。同时，由于回转半径不等，也破坏了曲轴原有的平衡，是增加振动的又一个因素。在车辆受突变负荷的作用下，就造成了曲轴易断的又一个主要原因。

曲轴磨削后，各缸压缩比不一样，会有以下现象：冷启动时，有个别缸着火不及时、冒白烟，待整机水温上来后又有燃烧不完全冒黑烟的现象发生，有些缸有早燃、敲缸的现象存在。开始以为可能各缸喷油器状况不一样或配气不好，但在这些因素排除后仍然没有解决问题，重新检测各活塞连杆组的累积误差，也没有发现问题。通过实测各缸活塞到上止点后、活塞顶面距机体顶面的距离发现各缸情况相差很大，严重时最大尺寸与最小尺寸相差0.45mm左右。（2）故障原因

造成此压缩余隙相差甚远的原因，是由于曲轴磨削后各曲拐回转半径发生了改变。这是磨削曲轴拐径时各拐径之间采用不同心磨削法造成的结果。仅就拐径磨损规律来说，磨损量较大的部位总是出现在靠近主轴径方向。如果采用不同心法，将会使曲轴回转半径增加。因各拐径磨损量不一样，回转半径的增量也不一样，各缸工作不均匀，影响柴油机寿命。若某一拐径磨损特别严重，回转半径增加过大还可能产生活塞顶部撞气门的情况出现，从而引发严重事故（因为通常活塞到上止点时，其顶面与气门头部间隙仅为1mm左右）。（3）故障诊断与排除

不同心磨削法一般在曲轴第一级磨削时对发动机影响不很明显，但在第二、三级磨削时，由于磨削量和回转半径进一步加大，压缩比的进一步增加，对柴油机稳定性和曲轴的寿命影响就越来越严重。所以曲轴磨削必须采用同心法，使主轴径和连杆轴径在磨削后，保持原有的回转中心和回转半径，也应检查曲轴是否扭曲，使原来处于同一平面内的轴线仍处于同一平面内。同心法磨削是以曲轴动力输出端接盘外缘与另一端安装齿轮的轴径外圆为定位基准，先将曲轴装于磨床的顶针上，检查定位基准外圆的摆差（根据不同曲轴确定，一般小于5%）。如果超限应修正顶针孔，保证轴径原中心线的相对位置不变。在此情况下对连杆轴径磨削时进行如下调整步骤：根据原曲轴回转半径值在磨床上将曲轴推偏，使连杆轴径中心与磨床头中心重合，确保磨削后，回转半径不变。曲轴扭曲产生的误差，用中心高度规检查同一轴心线连杆轴径的高度，偏差不能超出设计值（根据具体机型一般在0.2mm之内），保证曲轴不因扭曲而使个别连杆轴颈磨削量过大。再次检验回转半径，用中心高度规检查主轴径最高位置和最底位置时的高度差（H-h），则调整原曲轴的回转半径r=（H-h）/2，并对照设计回转半径值，其偏差应小于0.1mm，若超差应调整曲轴高度，保证连杆轴径中心线与机床中心线重合，使各缸回转半径一样，这样其偏差都会在设计偏差范围内。在调整之前应检查机床的精度，以确保磨削质量。

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