柴油機側翻后氣缸損傷的原因

www.diaoyou.cc 來源：互聯網作者：wl04qc1b 類別：汽車構造維修時間：2006-12-16

    柴油機汽車行駛中若發生側翻事故，除了造成比較直觀的外部損傷外，有時施救后，啟動發動機時，氣缸內出現了惡性的敲擊聲，并伴有機油從排氣管中大量排出的現象。解體發動機檢查，發現各氣缸燃燒室中有不同程度進入機油的現象，其中發生敲擊聲氣缸的連桿出現了嚴重的彎扭變形，導致活塞發生偏缸等嚴重故障。
    1.“油墊”的形成過程
    汽車在行駛中一旦發生側翻，整個過程時間很短，駕駛員往往來不及使發動機熄火。由于柴油機高壓油泵內始終是充滿燃油的，只要柱塞處在工作狀態，發動機就可繼續工作。當汽車發生側翻時，油底殼內的機油很快涌流到氣缸壁的表面。根據四沖程發動機的工作原理得知，如某缸是吸氣行程，活塞從上止點向下止點運動，活塞環雖然有向下刮油的功能，但整個吸氣行程氣缸內壓力低于大氣壓力，而曲軸箱內的壓力又略高于大氣壓力，兩者形成壓力差，部分機油隨著活塞的下移，很快被吸入氣缸內。曲軸繼續旋轉，活塞由下止點向上運動，吸入氣缸內的機油隨著活塞的上移被逐漸擠入到燃燒室內。雖然排氣行程開始，進入燃燒室的機油被上移的活塞所排出，但仍有一部分殘留在燃燒室內，液體受本身慣性的影響，其流動速度落后于氣體流速，當曲軸繼續旋轉，下一循環機油重復進入缸內。當吸氣行程進入燃燒室的機油容量大于燃燒室容積時，壓縮行程就會發生活塞上行未達到上止點就與機油產生擠壓現象。由于液體體積具有不可壓縮性這一特點，形成了一個使活塞無法克服的“油墊”層。
    2. “油墊”對發動機的損傷
    當柴油機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。
    現代汽車柴油機的轉速很高，活塞的平均線速度達6.5-12m/s。一旦形成“油墊”后，活塞、曲柄連桿機構會在瞬間產生強烈的沖擊載荷。當沖擊載荷小于或大于連桿材料的強度極限與屈服極限時，前者使發動機自行熄火，而后者會使連桿產生彎扭變形。隨著連桿的變形，“油墊”產生的阻力也隨即消失。但由于沖擊載荷使曲軸的轉速急劇下降，加上其它各缸也有機油進入氣缸，影響了作功，發動機自動熄火。
    另外，當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.側翻后減少“油墊”形成的討論
    汽車在行駛中發生側翻事故，引起發動機氣缸出現“油墊”現象，造成連桿損壞，一般只能在一個氣缸發生，不會多缸同時出現連桿彎扭變形。它取決于側翻時發動機各缸的氣密性及油底殼機油的涌流方向。
    汽車在行駛中，一旦發生側翻，駕駛員要盡量鎮定，首先使發動機熄火。且不可在慌亂中手足失措，甚至錯將油門加大，要盡量縮短側翻后發動機的運轉時間。對施救后的汽車各部，特別是發動機，要進行認真檢查，方法是：使發動機處于減壓狀態，用手搖把搖轉發動機的曲軸，如能正常搖轉且無異常聲響，在向油底殼補足機油后，可啟動發動機后作進一步聽診檢查。如不能搖轉曲軸或搖轉中有碰撞聲響或其他異常情況，則應進行分解檢查，找出原因，予以修理，切不可貿然啟動，以免出現更大的損壞。
    現代柴油機的轉速范圍大多在400-2800r/min，活塞每分鐘大約完成200-1400個吸氣行程。可見，一旦發生側翻事故，“油墊”現象會在極短的時間內形成，甚至無法避免。因此，建議廠家能設計出一種氣缸限壓或發動機嚴重傾斜時自動熄火裝置，以防止汽車側翻后缸內形成“油墊”，給發動機造成損壞。