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一起特殊原因引发的正时皮带断裂故障

2021-03-04 10:11 厦门三江盛达

正时皮带是汽车发动机配气机构的重要部件,用来保证凸轮轴、曲轴相互运动关系。正时皮带是一根由帘线和橡胶构成的齿型传动带。

 

在柴油机共轨系统中,正时皮带由于发生跳齿、断裂等问题使运动部件位置关系改变,发动机运转不良,甚至发生活塞撞击气门,造成发动机主要部件报废。

 

一辆长城皮卡在行驶中突然熄火,接到维修任务后,笔者马上来到现场。车辆型号为 CC1031 9S53,四驱型,发动机排量 2.5L。

 

检查发动机外观无油水泄漏,蓄电池电压正常,初步检查传感器连线、插头、高压泵电磁阀和喷油器插头正常。打开点火开关,有起动机弹出齿轮的声音,无法正常旋转,无法起动。检查起动电路无故障。挂上空挡,用手动盘车,曲轴转动卡滞。拖至车间,用举升机架起四轮,空挡位置转动传动轴,转动正常,认为故障在发动机内部。拆开正时皮带盖检查,发现除正时皮带断裂以外,各齿轮和过渡轮和张紧轮无损坏。

 

拆下气缸盖,发现气缸活塞顶部开裂,部分气门杆弯曲。至此基本可以断定故障原因为正时皮带断裂,造成发动机无法继续运转和起动,同时活塞顶到气门。

 

笔者认为维修前应该寻找到正时皮带断裂的原因,才能避免此类故障的重复发生。正时皮带传递曲轴的动力,从而带动高压油泵和凸轮轴旋转。正时皮带断裂的原因一般有:

 

1)超过使用年限和里程,正时皮带老化;

2)质量不合格的皮带;

3)皮带轮和皮带之间有异物,造成皮带受力超过极限强度;

4)凸轮轴、高压泵或过渡轮轴承烧死造成皮带超过负荷;

5)配气系统有卡滞,使皮带超过负荷;

6)装配力矩错误。

笔者通过查寻维修记录和对驾驶员进行询问,了解到这辆车是与同期同型号另外 9辆车同时更换的同批次正时皮带,为原厂件。截止目前,单辆运行 0.5 万 km 以上,运行正常,同批次正时皮带质量属于合格 范 围 。不 存 在 正 时 皮 带 超 过 使用 年 限 和 正 时 皮 带 老 化 的 问 题 。

 

进一步拆解和检查,未发现带其他异 物 ,不 存 在 异 物 进 入 齿 轮 表 面 ,造 成 受 力 增 大致 使 皮 带 断 裂 的 情况。检查曲轴、凸轮轴、高压泵、张紧轮和过渡轮,检查轴承和接触面正常,未发现轴承烧死和表面不平整的问题。进一步拆卸,检查配气系统,挺杆、推杆和气门摇臂正常,除遭到活塞撞击而损坏的气门,配气系统其他部件正常。通过询问、调查装配人员,了解到是由经验丰富的维修工安装的皮带,失误几率很小。

 

寻找正时皮带断裂原因一时陷入困境。于是重新检查正时皮带的断口。断口呈现撕裂状态,部分齿脱开,帘线脱出散开。再看皮带背面,型号正确,里程不超过 1 万 km。经查证皮带为原厂正品。笔者认为正时皮带是受到附加外力,超过自身极限强度而断裂。这个附加外力是什么呢?

SAMSUNG皮带 时规带

第二天,笔者再次检查发动机拆检部分,偶然发现正时齿轮箱底部有一些防冻液。防冻液是从过渡轮固定螺纹孔中流出,量很少。通过仔细检查正时齿轮箱内壁,发现周边有许多防冻液飞溅、干涸的痕迹。正时齿轮箱为铝合金材料,用密封垫与缸体结合,缸体上的水道同时被密封垫密封。再次拆检正时齿轮箱,发现正时齿轮箱与缸体水道口处的密封垫破损,防冻液就是从这里漏进正时齿轮箱里的。防冻液随着过渡轮的旋转飞溅到正时皮带的内侧,也就是带齿与齿轮结合处。皮带转动速度至少在 900r/min以上,正常行驶转速在 2 200r/min以上。在这种高速下,防冻液来不及被完全挤出齿轮表面,形成具有一定厚度的水膜,造成皮带过载。这种情况时间久了,正时皮带因为疲劳断裂。

 

 

更换了正时齿轮箱与缸体之间的密封垫,排除了漏水现象,正时皮带未再次发生断裂故障。

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