看了这个就知道为何发动机难造了!日本运动车发动机运行拆解案例

这是一台来自日本的13B-MSP拆车发动机。改装了Blitz的机械增压器。
因为这些运动车很多是因为各种奇葩的原因造成的损坏,时常会损坏一些实际非常耐用的零件。所以需要一些成本低廉的拆车发动机做为这些零件的来源。Blitz的机械增压器套件在布局上也有很多有趣的设计,值得弄一套实物来参考一下。这样就把这台发动机弄回来了。但这台发动机很有可能不是用在RX8上的,而是移植给了其他什么车。因为安装了一个不同的自动挡飞轮,各种结合面都发生了很大变化。应该是适配了其他变速箱。

这套机械增压器完全替换了原有的进气歧管。增压器的尺寸较小,提供的增压压力也相对不大。0.4bar的级别。峰值功率增加到约280~290马力,增幅很小。但对中间转速区域的功率增大较明显,依然有效的提升了动力性能。上图可见增压器的动力来源是从发动机连接发电机的皮带。增加了一个大型支架来调节张紧度。

这套机械增压器较有趣的点是增压器带有一个电控离合器。在离合器不接合的情况下增压器完全不工作,这一设计改善了机增的燃油经济性。可以在需要动力性的时候才启动增压器,而平时增压器都处于不工作的状态。上图中横跨增压器本体的管路是用于增压器不工作时候在进气管路上短接增压器用的。在这根管里面有一个节气门。在增压状态时候节气门关闭。

这台发动机是每转子4扫气道的低功率版,因此增压器套件上两个附加进气管被封闭空置了。

张紧器。

增压器的电控离合器皮带盘。

点火线圈的布置位置变动了,而且布置顺序也发生了较大变化。拆解时候发现四个点火线圈全部被击穿。点火系统工作状态很恶劣。

增压器里面有异常多的润滑油。

节气门背面也有异常的润滑油残留。

标准拆解程序来一遍。

有较多的机油残留,机油变质较严重。

端盖的磨损极轻。这台发动机通常使用的转速较低。在中间转速动力性能大幅增长后,可能需要使用极高转速发挥动力性能的场合变少了的结果。

图为前转子。冷却水道沉积物很少。使用的冷却液质量很好。转子表面有一定的燃油积碳。燃烧室磨损极为轻微。

后转子一个菱封发生了破碎,碎成多块。一个菱封发生了断裂,但保持在原位没引起额外损伤,也能保持正常运转。一个菱封表面受到冲击形成凹痕。图中所指处边封发生了断裂。可见部分燃气泄漏在转子侧面造成了不均匀的积碳。

可见破碎的菱封。从断口形式也可以直观感受到菱封本身是多么的脆硬。

残片进行大致拼合。破碎菱封的其余残片已经从排气喷出。

受冲击菱封的凹痕。另外两个菱封都是破碎菱封碎片的受害者。

左为前转子,右为后转子。表面燃油积碳厚度有明显的差别。

另外一面对比更明显。但这一面出奇的洁净可能是从破裂边封渗出的专用机油燃烧时候对积碳的清洁效果导致的。
这台发动机是在市售自然吸气发动机上增加的增压器。并没有降低压缩比。那么在燃料辛烷值一定的情况下,为了控制爆震,就需要增加喷油量来降低缸内温度,减小热敏感点。吸收倾向于自燃区域的热量,从而抑制爆震产生。但这种设定有一个可靠性问题。就是目前的发动机控制系统,并没有单独监控前转子和后转子的工作状况。在这个案例里面,后转子显然喷油量要比前转子少很多。这种情况通常是在使用中逐渐发生的。后转子的喷油嘴由于某些原因受到堵塞,喷油量下降。而发动机大负荷运转时候都在开环控制下。喷油嘴只是按照预定的时长工作,并不能补偿堵塞导致的喷油量下降。自燃点没有额外的燃油扑灭,自燃产生。由于燃烧传播不顺序,缸内峰值压力过高,菱封在高压下破碎。
简单的改装和调试方式留下的安全余量太小,一旦工作条件发生变化,脆弱的平衡就可能被打破。但在情况复杂的日常应用条件下,各种因素的改变是无法控制的。因此就需要更系统的设计来加大安全余量,才能获得稳定的性能改装。相对于这个案例来说,降低压缩比,使用水喷射系统等都是可以增大安全余量的。

碎片在端盖上形成的划痕。

碎片在端盖上形成的划痕。

燃烧室壁面受到的划伤。划伤部位下方可见较轻的震纹。而且震纹只见于热弧区。根据我们积累的维修案例,此类震纹和点火系统故障直接相关。因为转子发动机在燃料引燃时燃烧室形状极为狭长,燃烧传播的过程要比一般活塞机长很多。因此需要两个火花塞分别点火以缩短燃烧传播的时间,并确保燃烧传播的形态规律可控。否则在过长的燃烧传播过程中,极易发生随机不可控的燃烧传播。导致峰值缸压过高,以及有害的震荡。有害震荡会影响菱封的振动,直接导致震纹形成。而过高的峰值缸压则有可能直接损坏菱封。但这台发动机菱封损坏的机理如前所述是真正的爆震导致的峰值压力过高。

火花塞孔周围的划伤。

断裂菱封的端口截面上半部分积碳重,下半部分积碳极轻,还可见金属光泽。可见在菱封故障以后,车还行驶了相当一段时间。

本文作者:darsten_huowen