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浅谈“逆向思维”在汽车离合器故障诊断中的应用

时间:2017-05-19 11:53来源:未知 作者:admin 点击:
1.故障案例 故障现象:修理厂接到一辆2005年款奥迪A4轿车,驾驶员向修理人员介绍该车在正常起步或上坡时感到动力不足;道路行驶过程中达不到额定车速,并且在高速公路上的最高车速也只有100km/h,并且在超车时尽管将油门踏板踩到底,仍然不能提速。 根据驾驶

   1.故障案例

  故障现象:修理厂接到一辆2005年款奥迪A4轿车,驾驶员向修理人员介绍该车在正常起步或上坡时感到动力不足;道路行驶过程中达不到额定车速,并且在高速公路上的最高车速也只有100km/h,并且在超车时尽管将油门踏板踩到底,仍然不能提速。

  根据驾驶员对车辆行驶过程中的现象进行大概分析,基于加速无力、动力不足的现象,初步可以判断是发动机动力不足、传动系统故障两个方面的问题。修理人员对车辆进行点火起动,踩下油门踏板(模拟加速),发现发动机的转速及声音能随着踏板开度的变化而发生变化,油门踩到底转速也升到6000多转,说明发动机的**做功没有问题,基本可以排除是发动机动力不足的原因,说简答点就是车辆有动力,但是没有将动力传递到驱动轮上,也就相应的提不了速。通过对传动系统的排查没有发现变速器、传动轴、万向节、差速器、驱动轮出现故障现象,因此,基本可以判断是由于离合器总成引起,致使发动机出来的动力没有完全传递到驱动轮上,出现了动力损失。我们再根据离合器在使用过程中容易出现离合器打滑、离合器分离不彻底、离合器发抖、离合器发响等四种故障现象进行逐一排除。

  2.传统故障诊断

  传统的故障诊断是,修理人员通过死记硬背离合器常见的四种故障现象发生的故障原因,再与驾驶员描述的故障现象一一进行排除与验证,最终查找出故障点。我们来分析下四种故障现象:

  2.1 离合器打滑

  故障原因:

  (1)经长期使用后,摩擦片与压盘磨损过度、变薄前移,使离合器弹簧对摩擦片的压力减小;

  (2)摩擦片表面性质发生变化(油污、烧蚀、硬化、破裂等),使摩擦系数大幅度下降,不能传递发动机全部扭矩;

  (3)离合器踏板行程调整不当,自由行程调整过小,造成分离杠杆受到压缩,使摩擦片呈现分离状态;

  (4)摩擦片铆钉外露,压盘不能与摩擦片很好地接触,接触面积减小;

  (5)发动机飞轮、离合器压盘或从动盘变形造成摩擦面减小;

  (6)离合器弹簧损坏、变形、弹性系数变小,压紧力不够。

  2.2 离合器分离不彻底

  故障原因:

  (1)离合器踏板调整不当,自由行程过大,使工作行程过小,当踩下踏板后离合器不能彻底分离;

  (2)摩擦片翘曲或分离杠杆的高度调整不一致,造成单边分离及摩擦片偏磨;

  (3)更换的新摩擦片过厚,调整自由行程后,受总行程限制,摩擦片的分离行程太小;

  (4)从动盘花键在花键轴上移动发卡,使动力分离不彻底;

  (5)摩擦片总成正反面装错,因为摩擦片总成的内花键套前后长短不对称,造成分离不彻底;

  (6)压盘弹簧弹力分布不均、膜片弹簧弹力减弱等。

  2.3 离合器发抖

  故障原因:

  (1)变速器的第一轴(离合器轴)与曲轴同轴度误差过大,结合时发生抖动;

  (2)摩擦片翘曲或弹簧压力不均,分离杠杆高度调整不一致;

  (3)摩擦片上有油污、机械杂质等,使离合器在结合时产生间断接触,致使汽车在起步时抖动;

  (4)压紧弹簧的弹力分布不均或个别弹簧折断;

  (5)发动机分轮、压盘或从动盘磨偏、变形或表面不平,压紧时三者接触不良;

  (6)动平衡遭到破坏,旋转不平衡。

  2.4 离合器发响

  故障原因:

  (1)离合器分离轴承缺油、磨损、咬死,使分离杠杆工作端与分离轴承接触,零件间发生摩擦而发出响声;

  (2)花键套铆钉外露,造成压盘与铆钉摩擦接触而发响;

  (3)膜片弹簧断裂、扭转减振弹簧脱落、或有螺钉等异物进入离合器总成内碰撞发响;

  (4)行驶中由于摩擦片的原因使离合器处于半联动的状态。

  通过对以上四种故障现象发生的原因进行综合对比分析,我们大概判断出该车是由于离合器打滑引起的故障。

  3."逆向思维"诊断

  “逆向思维”诊断方法是修理人员通过总成甚至是零部件可能发生的失效形式,通过不同的失效形式可能导致的故障现象,快速准确的判断出故障原因及部位。应用该方法进行故障诊断,首先要求修理人员对车辆构造、各总成的工作过程要非常熟悉,其次要掌握零部件的失效形式及由此导致的故障现象。

  3.1 离合器构造(如图1)

  3.2 失效形式

  汽车上的零部件大多是由金属制造出来,而汽车又是由各总成及机构组成的,零件之间都是彼此相对运动,相互配合,在工作过程中就不可避免的会出现磨损、变形、断裂、腐蚀、穴蚀等五种损伤失效形式,出现每种失效形式都会相应的有其特有的故障现象,因此我们通过机构或总成的工作过程就可以找到对应的失效类型,也就可以分析出故障原因。我们一一进行分析解析。

  (1)磨损:汽车的大多数总成及机构内的零件都是相互配合,相互运动的,不可避免的会出现相互摩擦,进而出现磨损,导致公差与配合出现异常,同轴度出现不同、平行度不平行、圆柱度不圆、平面度不平等,由此致使零部件工作运动异常,致使机构或总成出现故障。在汽车上最典型的就是制动系统的摩擦片、离合器的从动盘、活塞与气缸壁表面、各种皮带等。例如发动机工作时活塞在气缸内往复运动,活塞与缸壁表面相对摩擦运动,导致磨损,就会出现活塞与缸套不同轴、活塞与缸壁不平行,致使工作异常,出现敲缸、窜气等现象。

  (2)变形:汽车上的部分总成或机构内的零件由于受到交变应力及温度的作用,会出现尺寸和形状的改变,即形位公差出现问题,导致不垂直度、不平行度、不同轴度等。在汽车上主要出现在连杆与曲轴、缸体与缸盖、制动系统的摩擦片、离合器的从动盘等都可能发生弯扭变形或翘曲变形。例如发动机的缸盖与缸体接合表面要求平行度,由于表面出现翘曲变形,在安装发动机时,接触面不平行有缝隙,导致发动机漏气、渗水等现象。

  (3)断裂:由于汽车上的零部件在设计和生产时都有相应的使用寿命,在实际工作过程中,受到过度使用或者过载运行,都会导致疲劳裂纹、进而出现疲劳断裂,造成损伤。汽车上主要出现在活塞连杆、商用车的钢板弹簧、传动轴等。例如当商用车辆严重超载,通过凹凸不平的路面或者减速带时,如果不减速行驶,很容易发生钢板弹簧的断裂。

  (4)腐蚀:汽车部件主要于金属件为主,受到金属自身的特性,在适合的条件下,出现了化学、电化学的腐蚀及氧化,导致机件破损。主要出现在发动机内部的排气口位置、排气管、裸露的金属件表面(车身)等。例如排气管后端消声器部位由于经常积水,出现腐蚀锈蚀,导致排气管通洞,引起刺耳的噪声。

  (5)穴蚀:该失效形式相对较为特殊,主要发生在活塞与气缸壁表面,是由于活塞工作时的高速、高温,引起气泡破裂产生局部冲击,导致金属剥落,形成蜂窝状的孔穴。除此之外较为罕见的也会在水泵零件、水轮机叶片、液压泵等出现。

  3.3 应用实例

  通过对汽车构造尤其是离合器的结构及工作过程,连同零件的失效形式,我们队该故障进行具体的“逆向思维”分析判断。

  (1)磨损:由于离合器主要的工作原理就是主动件与从动件两者接触面之间的摩擦作用来传递力矩,通过摩擦力:F=P×K(P:正压力;K:摩擦系数)分析,在日常的行驶过程中,只要是换挡就需要分离与接合,两者就有相对运动,有相互摩擦就会出现磨损,出现磨损就会导致飞轮和从动盘摩擦片变薄,导致压盘行程距离增加,正压力下降,导致摩擦力下降,达到一定程度时,就会出现相互打滑,使得动力传递受损;由于相互磨损,会导致飞轮和从动盘摩擦片表面光滑,致使摩擦系数下降,摩擦力相应下降,同样也会出现相互打滑。

  (2)变形:离合器内的从动盘表面出现翘曲变形,一方面会出现局部部分接触,由于接触面积过小,导致磨损加剧,出现从动盘摩擦片变薄,正压力下降,摩擦力下降,出现打滑;另一方面,由于接触面积减小(部分接触),导致正压力过低,摩擦力下降,同样也会打滑。除了摩擦片的翘曲变形外,弹簧同样在使用过程中会出现变形,导致弹力下降,相应的正压力下降,导致摩擦力下降,出现打滑现象。

  (3)断裂:由于离合器所受外力及交变应力并不是很大,因此零部件出现断裂的可能性不大;同样,也不会受到腐蚀及穴蚀引起的故障。

  4.两种方法比较

  通过两种方法比较,我们发现:通过“逆向思维”方法来进行故障诊断,要求修理人员更多的是通过扎实的理论知识,运用综合的分析方法,通过较强的逻辑推理,把故障现象一层层剥离开来,精准找到故障点进行检修,减少了修理人员的死记工作量。通过该种方法,我们发现一方面,修理人员不一定都要对汽车所有的总成及机构的故障原因死记硬背下来,这不仅增加工作量,也容易出现同故障现象本不同故障原因的误诊断;另一方面,学会了该方法,在日常的车辆检修过程中,修理人员只需通过举一反三,就可大量推出之前从没修过或接触过的故障点,提高了检修技术。

  5.结语

  总之,本文只是通过离合器的故障之一离合器打滑作为一个切入点来对“逆向思维”诊断故障新模式的一个简述,也就是在熟练掌握汽车部件(总成)构造及工作过程,通过工作过程来推导失效形式,通过几种失效形式各自的故障特点来判断故障现象,由里向外层层剥离,最终来应证驾驶员描述的故障特征。传统的故障诊断是由表及里,逆向思维的是由里及表。最终的目的只有一个,都是为了精准诊断,及时处理,恢复车辆良好工况。

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