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    一起特殊原因引發的正時皮帶斷裂故障

    2021-08-14

    杜蔚然

    正時皮帶是汽車發動機配氣機構的重要部件,用來保證凸輪軸、曲軸相互運動關系。正時皮帶是一根由簾線和橡膠構成的齒型傳動帶。

    在柴油機共軌系統中,正時皮帶由于發生跳齒、斷裂等問題使運動部件位置關系改變,發動機運轉不良,甚至發生活塞撞擊氣門,造成發動機主要部件報廢。

    一輛長城皮卡在行駛中突然熄火,接到維修任務后,筆者立即來到現場。車輛型號為CC10319S53,四驅型,發動機排量2.5L。

    檢查發動機外觀無油水泄漏,蓄電池電壓正常,初步檢查傳感器連線、插頭、高壓泵電磁閥和噴油器插頭正常。打開點火開關,有起動機彈出齒輪的聲音,無法正常旋轉,無法起動。檢查起動電路無故障。掛上空擋,用手動盤車,曲軸轉動卡滯。拖至車間,用舉升機架起四輪,空擋位置轉動傳動軸,轉動正常,認為故障在發動機內部。拆開正時皮帶蓋檢查,發現除正時皮帶斷裂以外,各齒輪和過渡輪和張緊輪無損壞。

    拆下氣缸蓋,發現氣缸活塞頂部開裂,部分氣門桿彎曲。至此基本可以斷定故障原因為正時皮帶斷裂,造成發動機無法繼續運轉和起動,同時活塞頂到氣門。

    筆者認為維修前應該尋找到正時皮帶斷裂的原因,才能避免此類故障的重復發生。正時皮帶傳遞曲軸的動力,從而帶動高壓油泵和凸輪軸旋轉。正時皮帶斷裂的原因一般有:

    1)超過使用年限和里程,正時皮帶老化;

    2)質量不合格的皮帶;

    3)皮帶輪和皮帶之間有異物,造成皮帶受力超過極限強度;

    4)凸輪軸、高壓泵或過渡輪軸承燒死造成皮帶超過負荷;

    5)配氣系統有卡滯,使皮帶超過負荷;

    6)裝配力矩錯誤。

    筆者通過查尋維修記錄和對駕駛員進行詢問,了解到這輛車是與同期同型號另外9輛車同時更換的同批次正時皮帶,為原廠件。截止目前,單輛運行0.5萬km以上,運行正常,同批次正時皮帶質量屬于合格范圍。不存在正時皮帶超過使用年限和正時皮帶老化的問題。

    進一步拆解和檢查,未發現帶其他異物,不存在異物進入齒輪表面,造成受力增大致使皮帶斷裂的情況。檢查曲軸、凸輪軸、高壓泵、張緊輪和過渡輪,檢查軸承和接觸面正常,未發現軸承燒死和表面不平整的問題。進一步拆卸,檢查配氣系統,挺桿、推桿和氣門搖臂正常,除遭到活塞撞擊而損壞的氣門,配氣系統其他部件正常。通過詢問、調查裝配人員,了解到是由經驗豐富的維修工安裝的皮帶,失誤幾率很小。

    尋找正時皮帶斷裂原因一時陷入困境。于是重新檢查正時皮帶的斷口。斷口呈現撕裂狀態,部分齒脫開,簾線脫出散開。再看皮帶背面,型號正確,里程不超過1萬km。經查證皮帶為原廠正品。筆者認為正時皮帶是受到附加外力,超過自身極限強度而斷裂。這個附加外力是什么呢?

    第二天,筆者再次檢查發動機拆檢部分,偶然發現正時齒輪箱底部有一些防凍液。防凍液是從過渡輪固定螺紋孔中流出,量很少。通過仔細檢查正時齒輪箱內壁,發現周邊有許多防凍液飛濺、干涸的痕跡。正時齒輪箱為鋁合金材料,用密封墊與缸體結合,缸體上的水道同時被密封墊密封。再次拆檢正時齒輪箱,發現正時齒輪箱與缸體水道口處的密封墊破損,防凍液就是從這里漏進正時齒輪箱里的。防凍液隨著過渡輪的旋轉飛濺到正時皮帶的內側,也就是帶齒與齒輪結合處。皮帶轉動速度至少在900r/min以上,正常行駛轉速在2200r/min以上。在這種高速下,防凍液來不及被完全擠出齒輪表面,形成具有一定厚度的水膜,造成皮帶過載。這種情況時間久了,正時皮帶因為疲勞斷裂。

    更換了正時齒輪箱與缸體之間的密封墊,排除了漏水現象,正時皮帶未再次發生斷裂故障。

    (來源:藍領云修)

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