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【诺诺维修】诺诺侦破:梗死斯巴鲁发动机的真凶(5)

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【写在前面】

首先感谢忠实的读者一直追帖追到现在!也感谢技研部和北京店技师组给予的足够支持。


看到了连杆的被大卸五块后的残骸,浓浓的好奇心促使我继续分析下去,找到它冤死的真相。瓜子、饮料已经准备好了吧?


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【连杆死因调查】

连杆和活塞虽然分离,就算连杆把活塞裙部顶成碎片,就算活塞被顶成两半,但是连杆足够长,它完全可以一直在气缸里松散运动(如下图),直到司机发现异常。那为什么连杆最终会断成五段呢?


图:连杆继续在充满碎片的气缸中运动


这个问题困扰了我很久。碰巧,我借助手电往每个气缸里照了照,在发生故障的气缸底部找到了一些奇怪的痕迹。


图:气缸底肋板结构上的撞痕


这些撞击痕迹,很有形,也很规律,类似圆柱体物体反复碰撞留下的。哈哈,这个不难,拿起活塞销放进去一比,完全吻合!原来,坚硬的活塞销曾经在这里多次死磕过。正是这些痕迹给了我新的启发!


图:残骸中的活塞销


可能很多人不知道活塞销。它是把活塞和连杆穿在一起的销钉。为了说明这个装配关系,我搜遍百度也没找到可用的图。于是翻到2003年,我自学3D软件时画的一张图(当时还没转汽车系,可能零件细节有些偏差哈),这张图倒是可以用来看清连杆和附件的结构关系。


图:连杆及其附件爆炸图(2003)


活塞销是用来把活塞穿在连杆上的,活塞装配好后,就是下图这样了。为了防止活塞销乱窜,两头还要装上卡箍。细看下图也可以看到亮亮的卡箍哦。


图:活塞连杆装配后


为了搞清活塞销为啥会撞到气缸底部,我们先把连杆残骸的几个断裂点逐一编号(如下图)。


图:连杆断口编号图


尝试把各个断口拼合,发现唯独断口2拼合后,连杆造型是弯曲的!以上图为例,弯曲方向是垂直于纸面向上弯起来。很遗憾,这一细节没有拍下图片。OK,这足以说明,在断口2发生之前,连杆此处已经被折弯了。


弯折的原因,其实前面已经说到了。活塞裙部被拉坏后,连杆带着活塞销在气缸里乱顶,碎片会提前挡住连杆的去路,硬挤挤烂了活塞,当然也挤弯了连杆。


图:连杆被挤弯的模拟图


连杆弯了的话,就会引发下一个动作,——连杆有效长度变短!我们看下面的模拟图。连杆正常运动,无论是否脱离活塞,都是不会撞击下部肋板的,如下面的图(1)。


图:活塞销撞击肋板模拟图


而弯曲后的连杆,有效长度变短,在曲轴还没有转到9点钟位置(下止点)时,活塞销就会接触到肋板,如上图(2)。这时,曲轴继续旋转,就会发生挤压,留下刚才那些痕迹。


这个干涉,除了活塞销在肋板上留下不少啃压痕迹之外,连杆还受到“拉扯”的力量,这个力量企图让连杆回归“直男”。但是,弯掉的连杆要想被拉直,得要多大的力气啊!?我们来分析一下连杆的受力特性。


图:弯曲的连杆企图被拉直


当弯曲的连杆受到拉扯时,哪里最可能变形呢?一定是截面积最小的地方,这里单位面积的应力大,容易最先突破材料极限。因此,1号断口,一定是最先断裂的。


图:1号断口最先发生


1号断口产生后,活塞销脱离了连杆,活塞销衬套也掉了出来,然后大家被一通乱挤,活塞销衬套比较单薄,于是就变成了上图那个惨兮兮的样子;而活塞销呢,料厚足,材质好,热处理到位,最坚硬了,才保持完好无损的。


图:活塞销衬套生死对比


连杆小头断裂后,但是连杆剩余长度还比较长,还不足以跑到气缸外面去,仍旧在气缸里乱捅。不过这时气缸里多了好几个碎片:连杆小头、活塞销和小头里面的轴瓦。它们都是钢制的,而且个头不小,尤其是巨大的活塞销,都会进一步干涉连杆抽插。接下来的图景大概就是下图这样啦!


图:缸内碎片增加后…


大型的坚硬异物让连杆进一步受阻,连杆会被顶得更弯,直到发生新的断裂,即2号断口发生,连杆拦腰折断。


图:2号断口接着发生


别忘了,活塞是铝制的,当然拼不过钢铁了。活塞的很多碎片早已被捅成渣渣和沫沫,进入油道,这些细小的碎片开始堵塞轴瓦上的润滑油孔,曲轴转动越发困难。


2号断口产生后,产生了目前为止最大的碎片,而且是钢制的,接下来的破坏力将达到史上最强!


图:目前产生的最大碎片


可以从下图的特写中看到这些大型碎片的棱角,已经出现了明显的钝化趋势。知道卵石为什么那么圆么?本来都是带棱角的石头,长期随着河水的搬运,不断翻滚和摔打所致。这些钝化痕迹,已经说明这些碎片在发动机里,经历了相对长时间的“翻滚”和“摔打”……


图:碎片上的钝化痕迹


我特意在连杆上挑选了一个细节,让大家看看原貌和现状的区别,体会一下这个零件经历了多少变迁和磨砺。


图:这里原来应该是这样的


图:结果碎片已经变成这样了


我的天啦,都这个时候了,为什么车子还在行驶?发动机还在运转?噩梦还在继续?…请听诺诺下集继续分解哈。


把诺粉对我们的评价贴上来,再恰当不过了,让他这么一说,我们做的事情真还是这种调调呢。


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