1.2 汽车故障的成因、症状及变化规律

1.汽车故障的成因

汽车故障的成因主要有自然因素和人为因素。

(1)自然故障。自然故障是指汽车在正常的使用和维护条件下,由于不可抗拒的原因而形成的故障。例如,在汽车的使用过程中,零件会产生自然磨损;在长期交变载荷下,零件会产生疲劳;在外载荷及温度残余内应力的作用下,零件会产生变形;此外,非金属零件及电气元件会产生老化等,这些原因均会引起故障。

(2)人为故障。人为故障是指由于人为的不慎而造成的汽车故障。这类故障起因于在汽车设计、制造和维护过程中的人为因素,具体如下。

① 汽车设计制造上的因素。在汽车设计中,尽管车辆设计者们考虑得很周全,但也难免在设计中存在薄弱环节和不足之处。例如,发动机水套内的冷却水流向欠合理而影响散热,导致个别汽缸磨损剧烈;因空气压缩机结构不合理而上机油;因总体布局不合理或其他原因而导致制动侧滑;有的进口汽车不符合我国国情而造成大客车的车身强度不足等。

② 维修配件质量的因素。随着我国汽车保有量的急剧增长,维修配件的需求量也大大增加了。汽车零配件常常是大批量购买并由不同厂家生产的,不可避免地存在质量差异,甚至难免有伪劣产品鱼目混珠,引发各种各样的故障。例如,同一发动机汽缸盖各燃烧室容积不等,导致发动机动力不足或爆震;凸轮轴正时齿轮的键槽位置超差,会破坏正常的配气相位,降低发动机的动力性;空气滤清器的滤清效果差,会引起汽缸早期磨损;前轮左右钢板弹簧的刚度、挠度不一致和不标准,会影响前轮的定位参数,破坏汽车的操纵稳定性等。

③ 燃油、机油选用因素。根据车型选用燃油和机油,是保证汽车正确使用的必要条件。例如,要求使用97号汽油的车辆,若选用了93号汽油,发动机就会产生爆震,冲坏汽缸垫或烧毁活塞顶,并使动力性下降;若压缩比高、热负荷大的汽油发动机使用了与之不配套的机油,会使汽缸活塞的配合副产生早期磨损;若柴油车在严寒地区使用高凝固点的柴油,会导致汽车起动困难等。

④ 管理方面的问题。由于使用单位和个人不了解或不严格执行车辆技术管理规定,导致车辆使用不合理,维护不定期,修理不及时,从而导致人为故障丛生。在汽车使用中不重视日常维护,新车或大修车不走合,不执行出车前、行驶中、收车后的“三检”工作,不定期进行“三清”工作等,均会使随机故障频发,不但影响了汽车的使用寿命,而且会危及行车安全。

2.汽车故障的症状

汽车故障的症状也称为故障现象,是故障的具体表现。汽车故障有下面一些症状。

(1)使用性能异常。使用性能异常是指汽车的动力性和经济性变差,主要表现在汽车最高行驶速度明显降低,汽车加速性能差;汽车燃油消耗量大和机油消耗量大;汽车乘坐舒适性差,汽车振动和噪声明显加大;汽车操纵稳定性差,汽车易跑偏,车头摆振;制动跑偏,制动距离长或无制动等。

(2)工况突变。所谓工况突变,是指汽车的工作状况突然出现不正常的现象,这是比较常见的故障症状。例如,发动机突然熄火后再发动困难,甚至不能发动;发动机在行驶中动力突然降低,使汽车行驶无力;汽车在行驶中突然制动失灵或跑偏等。这种故障虽然症状明显,容易察觉,但其成因复杂,而且往往是由渐变到突变,因此在诊断时,必须认真调查分析突变前有无可疑症状,去伪存真,判明故障的位置。

(3)声响异常。有些故障,往往可以引起汽车发动机或底盘部分的不正常响声,这种故障症状明显,一般可以及时发现。应当指出的是,有些声响异常的故障可能酿成机件事故,故必须认真对待。经验表明,凡声响沉重并伴有明显振抖的现象,多数是恶性故障,应立即停车并查明原因。一般的声响常因成因不同而带有不同的特征,在判断时,应当仔细查听,正确分辨。

(4)过热现象。过热现象通常表现在发动机、变速器、驱动桥和制动器等总成上。在正常情况下,无论汽车工作多长时间,这些总成均应保持一定的工作温度。除发动机外,若用手触试时,感到烫疼难忍,即表明该处过热。发动机过热说明冷却系存在故障,如不及时排除,会引起爆震、早燃、行驶无力,甚至造成活塞等部件烧熔的事故。驱动桥过热通常是由装配不良或缺少机油等故障所致,如不及时排除,将引起齿轮及轴承等零件烧损。因此,对过热症状切不可掉以轻心。

(5)渗漏现象。渗漏是指汽车的燃油、润滑油、冷却液、制动液(或压缩空气)以及动力转向系油液的渗漏现象。这也是一种明显可察的故障症状。渗漏易造成过热、烧损及转向、制动失灵等故障,一旦发现应及时排除。

(6)排烟颜色不正常。发动机在工作过程中,正常的燃烧生成物的主要成分应当是二氧化碳和少量的水蒸气。如果发动机燃烧不正常,废气中会掺有未燃烧完全的碳粒、碳化氢、一氧化碳及氮氧化物等。对于汽油机而言,正常的废气应无明显的烟雾。但是,汽缸上机油时,废气呈蓝色;燃烧不完全时,废气呈黑色;油中掺水时,废气呈白色。柴油发动机的排气颜色不正常时,通常是发动机无力或不易发动的伴随现象。因此,烟色为诊断柴油机故障的重要依据之一。

(7)失控或振抖。汽车或总成工作时,可能出现操纵困难或失灵,有时可能出现自身振抖。例如,由于前轮定位不正确而出现前轮振摆或跑偏;由于曲轴或传动轴动不平衡而相应地使发动机或传动系统在运转中产生振抖等。

(8)燃油、润滑油消耗异常。燃油、润滑油消耗异常,也是一种故障症状。燃油消耗增多,一般为发动机工作不良或底盘(传动系、制动系)调整不当所致。

润滑油的消耗过甚,除了渗漏原因之外,多数是发动机存在故障,这时常常伴有加机油口处大量冒烟或脉动冒烟,排气烟颜色不正等现象,其原因主要是活塞与汽缸壁的配合间隙过大或活塞与汽缸壁有严重损伤。若发动机在工作中,润滑油的消耗量有增无减,可能是润滑系统中掺入冷却水或汽油。因此,燃油、润滑油消耗异常是发动机存在故障的一个重要标志。

(9)有特殊气味。汽车在运行中,如有制动拖滞或离合器打滑等故障,则会散发出摩擦片的焦臭味;发动机过热或润滑油、制动液(带有真空增压器的液压制动系)燃烧时,会散发出一种特殊的气味;电路短路、搭铁导致导线烧毁时,也会产生异味。行车过程中一经发觉车内有特殊气味,应立即停车并查明故障的位置。

(10)汽车外观异常。将汽车停放在平坦的场地上,检查其外形状况,如有横向或纵向歪斜等现象,即为外观异常,其原因多数是车架、车身、悬挂、轮胎等出现异常。汽车外观异常会引起方向不稳、行驶跑偏、重心转移和车轮吃胎等故障。

3.汽车故障的变化规律

汽车故障的变化规律是指汽车故障率随行驶里程变化的规律。

汽车故障率是指使用达到某行驶里程的汽车,在单位行驶里程内发生故障的概率,也称失效率或故障程度。它是衡量汽车可靠性的一个重要参数,体现了汽车在使用中丧失工作能力的程度。

在正常的使用和维护条件下,汽车故障率λ(l)与行驶里程l之间的关系呈“浴盆”形曲线,如图1.1所示。由图1.1可见,汽车故障变化规律呈现出三个明显的阶段。

图1.1 汽车故障变化规律曲线

(1)早期故障期。早期故障期相当于汽车的磨合期。因初期磨损量较大,所以故障率较高,但随行驶里程增加而逐渐下降。

(2)随机故障期或偶然故障期。在随机故障期,汽车故障的发生是随机性的,没有一种特定的故障起主导作用,多由于使用不当、操作疏忽、润滑不良、维护欠佳,以及材料内部隐患或工艺和结构缺陷等偶然因素所致。在此期间,汽车或总成处于最佳状态,其故障率低而稳定,其对应的行驶里程一般被称为汽车的有效寿命。

(3)耗损故障期。在耗损故障期,由于零件磨损量急剧增加,大部分零件老化耗损严重,特别是大多数受交变载荷作用而极易磨损的零件已经老化,因而故障率急剧上升,出现大量故障,若不及时维修,将导致汽车或总成报废。因此,必须把握好耗损点,制定合理的维修周期。

由上述可知,早期故障期和随机故障期所对应的行驶里程即为汽车的修理周期或称为修理间隔里程。