柴油机发生侧翻后气缸损伤的原因

2018-10-09 16:27

1、油垫的形成的过程

汽车在行驶中一旦发生的侧翻,整个过程时间的很短,驾驶员往往来不及的使发动机熄火。因为柴油机高压油泵内始终是充满的燃油的,只要柱塞处在工作状态,发动机就可继续的工作。当汽车发生侧翻的时候,油底壳内的机油很快涌流到气缸壁的表面。根据四冲程发动机的工作原理的得知,如某缸是吸气行程,活塞从上止点向下止点运动,活塞环虽然有向下刮油的功能,但是整个吸气行程气缸内压力低于大气的压力,而曲轴箱内的压力又略高于大气的压力,两者形成压力差,部分机油随着活塞的下移,很快被吸入气缸内。曲轴继续旋转,活塞由下止点向上的运动,吸入气缸内的机油随着活塞的上移被逐渐挤入到燃烧的室内。

虽然排气行程的开始,进入燃烧室的机油被上移的活塞的所排出,但仍有一部分残留在燃烧室内,液体受本身惯性的影响,其流动速度落后于气体的流速,当曲轴继续的旋转,下一循环机油重复进入的缸内。当吸气行程进入燃烧室的机油容量大于燃烧室容积的时候,压缩行程就会发生活塞上行未达到上止点就和机油产生挤压的现象。因为液体体积具有不可压缩性这一特点,形成了一个使得活塞无法克服的油垫的层。

2、油垫对发动机的损伤

当柴油机某一气缸形成如上述的油垫后,活塞上行突然受阻,对曲轴造成一个无法克服的阻力矩。

现代汽车柴油机的转速很高,活塞的平均线速度达6.5-12m/s。一旦形成油垫后,活塞、曲柄连杆机构会在瞬间产生强烈的冲击载荷。当冲击载荷小于或大于连杆材料的强度极限与屈服极限时,前者使发动机自行熄火,而后者会使连杆产生弯扭变形。随着连杆的变形,油垫产生的阻力也随即消失。但由于冲击载荷使曲轴的转速急剧下降,加上其它各缸也有机油进入气缸,影响了作功,发动机自动熄火。

另外,当连杆弯扭变形到一定程度后会与气缸套下边缘相撞,造成气缸套下边缘破碎。

3、侧翻后减少油垫形成的讨论

行驶中发生侧翻的事故,引起发动机气缸出现油垫的现象,造成连杆的损坏,一般只能在一个气缸的发生,不会多缸同时的出现连杆弯扭的变形。它取决于侧翻的时候发动机各缸的气密性及油底壳机油的涌流的方向。

行驶中,一旦是发生侧翻和驾驶员要尽量镇定,首先是使得发动机的熄火。且不可在慌乱中手足失措,甚至错将油门的加大,要尽量缩短侧翻后发动机的运转时间。对施救后的汽车各部,特别是发动机,要进行认真的检查,方法是:使发动机处于减压的状态,用手摇把摇转发动机的曲轴,如能正常摇转且无异常声响,在向油底壳补足的机油后,可启动发动机后作进一步听诊的检查。如不能摇转曲轴或是摇转中有碰撞声响或其他异常的情况,那么就应该进行分解检查,找出原因和予以修理,切不可贸然的启动,以免出现更大的损坏。

现代柴油机的转速范围大多在400-2800r/min,活塞每分钟大约完成200-1400个吸气的行程。可见,一旦是发生了侧翻事故,油垫现象会在极短的时间内形成,甚至无法避免。因此,建议厂家能设计出一种气缸限压或发动机严重倾斜的时候自动熄火装置,以防止汽车侧翻后缸内形成的油垫,给发动机造成损坏。

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