柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。当活塞接近压缩上止点时,柴油喷入气缸,与高压高温的空气接触,混合,经过一系列的物理、化学变化才开始燃烧。之后便是边喷射,边燃烧。可燃混合气的形成与燃烧有 4 个时期:诱导期、速燃期、缓燃期、补燃期。柴油机对混合气的要求是:必须有足够的空气量和适当的柴油;喷油时刻要准确,混合气的规律应合适;喷油质量应与燃烧室形状相适应,形成均匀的混合气。
当发动机在高速运行下加速踏板突然抬起时,发动机处于强制怠速工况,这种工况一般为汽车减速运行工况,为避免混合气过浓,燃油经济性和排放性变差,发动机不再供应燃油,ECU 执行减速断油控制,喷油器停止喷油。当发动机转速降至预设转速,或加速踏板重新踩下时,ECU 才使喷油器恢复喷油。本来柴油机在怠速运转时,缸内温度低,诱导期长,润滑油的粘度较高,柴油机内的磨擦损失增大,尽管是无负荷工作,每循环的供油量仍相当大。
当发动机在非怠速时,排气的压力大,同时有涡轮增压起作用,因而进气影响不大。但当从非怠速到怠速时,排气的压力低,同时怠速时涡轮增压基本上是不起作用,因而进气的压力较小。而此时,轴承发卡,使得进气压力变得更小。
气缸内的压缩空气的压力和温度都不够高,将柴油喷入压力和温度都不够高的压缩空气中,将使可燃混合气的诱导期延长,工作粗暴加重。柴油机中,诱导期越长,在形成火焰中心以前缸内积累的柴油越多,工作会越粗暴。混合气过浓时会冒黑烟,严重时会使发动机熄火。这就是此车故障的原因所在。
那么是什么原因造成涡轮增压器轴承发卡呢?经询问驾驶员才知道,原来此车工作性质特殊。多名驾驶员分时段驾驶同一辆汽车,同时驾驶员设有节油奖,因而驾驶员回场时都熄火,有时停机的时间比较长,而一到时间马上要出车,司机都是马上起动马上就走,由于停机时间长,涡轮增压器的轴承润滑油还没来得及上来,同时它的转速又高,因而长时间在此环境下工作轴承得不到充分的润滑,会造成轴承发卡或烧死。
维修方案:根据检测的结果。我认为有 2 种方案可供车主选择:一是更换涡轮增压器总成。二是不更换涡轮增压器总成只更换轴承。但只更换轴承,有 2 个缺点:一是轴承很难买到原厂的轴承。二是此轴承很难更换。因此,我们建议车主更换涡轮增压器总成。经过车主同意我们更换涡轮增压器,随后经路试一切正常,故障排除。
总结:通过对该车此故障的检修,对广大驾驶员朋友有很大的启发,特别是针对驾驶有涡轮增压器发动机的车辆。发动机起动后不要立即加负荷,应怠速 3~5min,以保证增压器的良好润滑;发动机关闭前也应怠速运转 3~5min,使增压器转速和发动机排气系统温度下降,防止发生回热,机油结焦,轴承烧损。