跟着专家学修宝马汽车(6)

编者按：现在很多豪华汽车被先后引入国内,受怎么写作网点的限制,广大非特约维修站的维修人员对于这些高档车的维修通常都望而却步.这是因为高档轿车具备更多的高科技装备,采用的技术更为先进,而整车厂技术封闭较为严密,维修资料的获取渠道较少,使得普通维修人员对高档车型的维修往往无从下手.为此,本刊推出“跟着专家学修宝马汽车”栏目,为大家学习维修高档轿车开辟一条捷径.

3　发动机零部件详解

前面我们了解了宝马汽车发动机的基本特点,接下来让我们对宝马汽车发动机的元器件做更详细分析.

(1)发动机曲轴箱

以我们常见的直列6缸N52型发动机为例,对发动机曲轴箱进行进一步的了解.

该款发动机采用了世界首创的铝镁合金复合式曲轴箱,使得发动机的质量减轻,提升了发动机的输出功率和扭矩,改善了车辆的燃油经济性,提高了车辆的行驶动力性和灵活性.

对于宝马汽车而言,为了实现50：50的重量分配,发动机重量对该指标的影响很大.因此,不断减轻发动机内最重的单个部件即曲轴箱的重量非常重要.

N52型发动机的材料率先采用了镁,镁及镁合金最突出的特性是其具有更低的密度.由于某些镁合金具有很好的铸造特性,因此可以制造出面积较大、较复杂且具有较高表面质量的压铸件.众所周知,镁极其容易被氧化,宝马工程师通过开发耐腐蚀性较强的镁合金,大大缓解了以前较为严重的腐蚀问题.N52型发动机上采用的镁合金型号为AJ62.如果忽视宝马发动机材料的基础知识,在维修时仍存在较大的腐蚀危险,与镁金属接触的材料必须经过许可.

①复合式结构曲轴箱

安装件的材料必须与AJ62相配或用密封垫与镁制壳体隔开(图39).如铝制的电子水泵安装座,在用涂有蓝色标记的铝螺栓固定在镁合金的缸体上时,中间用特制的橡胶垫隔开,避免铝与镁接触产生电化学反应,使零件氧化.因此,在维修时要严格按照宝马公司的技术要求去做,否则会使镁合金零件损坏.

由于某些区域(例如气缸套)不能使用镁金属,因此曲轴箱采用复合式结构(图40).曲轴箱由一个硅铝合金嵌入件组成,该嵌入件与镁合金浇铸为一体.这种硅铝合金嵌入件通过螺栓连接变速器、气缸盖、曲轴轴承及冷却液通道,这样镁金属就不会接触到冷却液和水,避免产生氧化.N52型发动机上也采用了四缸发动机上使用的两件式曲轴箱.如上所述,曲轴箱上部件采用的是铝镁合金复合式结构.为了提高,部件的刚度,下部件采用了底板结构,底板也由镁金属制成.为了承受主轴承作用力,曲轴轴承下部件采用了烧结钢嵌入件(图41).

②镁金属的电化学特性

金属分为贵金属和普通金属.例如,金是一种贵金属,钠是一种非常普通的金属,其他金属分布在它们之间.将两种相互接触的金属.如铁和镁放入一种导电溶液(例如盐溶液)内时,普通金属就会溶解并进入溶液,同时会从贵金属向普通金属流过电流(图42).在某些情况下,普通金属会附着在贵金属上.镁是一种普通金属,因此其表面很容易受到其他物质的侵蚀.但N52型发动机上采用的镁合金则完全不同.由于添加了其他金属,因此大大抵消了纯金属的不利特性,从而满足了对所用材料提出的要求.

从原理上看,在电解液内的两种金属之间会产生一个电压.所有金属都能根据该电压进行分类.在电压排序中,铁位于中间位置,铝、镁属于普通金属.金属之间的压差越大,电化学腐蚀过程就越快.当两种金属直接接触且接触面被飞溅的水等弄湿时,在发动机上也会出现上述实验室状况,即接触腐蚀.如果接触面之间留有积聚湿气的间隙,就会加速接触腐蚀.保持接触面干燥或使用非导电发动机油可避免出现接触腐蚀.因此,发动机内的所有镁制、铝制和钢制接触面都不会产生任何问题.

③加工注意事项

出于上述原因,我们在维修该款镁合金材质发动机时,需要对缸体平面进行加工.但要注意,虽然镁合金具有良好的干式加工切削特性,但湿式加工是现在的最新技术.湿式加工时使用切削油或乳化剂,切削加工时最大的危险来自于金属碎屑.潮湿的金属碎屑尤为危险,而被油液浸湿的金属碎屑则很难点燃,因此不用担心湿式加工时会直接点燃金属碎屑.镁和水发生化学反应可以生成氢氧化镁和氢,如果使用乳化剂加工的过程中不断产生的氢聚集在一起并达到临界浓度,就会存在氢气爆炸的危险.因此,金属碎屑收集器内的湿气必须释放出来.此外,还必须非常迅速地从乳化剂中排出金属碎屑,否则就会发生皂化或硬化,导致乳化剂无法使用.

对镁金属进行加工时,可使用铝加工时所用的切削材料,即高速钢、硬金属和多晶钻.研磨时需要特别注意,与其他切削加工流程相比,要从其他方面检查研磨过程中的湿加工问题.这是因为在研磨过程中会产生最微小的金属碎屑(研磨粉尘),这些粉尘与空气的混合比例达到某一限值时,就会因存在火源(例如燃烧残留物、弯折时飞溅的火花、焊接工作)而以爆炸形式燃烧.因此,镁金属加工会产生金属粉尘时必须使用适合的抽吸装置.

产品的比表面即表面与体积之比是判断镁金属危险程度的一项重要标准.从安全技术的角度看,固体部件不会出现任何问题.即使受到高温影响,这些部件也不会燃烧,而碎屑和粉尘则很容易发生反应.干燥、细小的金属碎屑能够点燃的临界温度为450～500℃.如果干燥加工时的切削几何形状不正确或使用了不锋利的刀具,就会达到这个温度.因刀具碰撞或加工钢材料时而产生的火花是另一个危险源.如果在采取了所有预防措施的情况下仍因镁金属而引起了火灾,切勿用水或含水灭火剂灭火(会产生氢气,引发气体爆炸).ABC干粉灭火器、CO2和氦也不适于灭火,请准备好适于金属火灾的灭火器.

如果在金属部件之间放置一个绝缘密封垫(图43),则可防止接触腐蚀.油底壳密封垫和气缸盖密封垫的作用与之相同,用于将铝制油底壳和气缸盖与镁制曲轴箱分隔开.气缸盖密封垫的情况与之相似.但要注意的是,与以前的气缸盖密封垫不同,N52的气缸盖密封垫有一个密封唇(图44).该密封唇用于防止灰尘和喷水进入密封接缝,从而防止接触到金属部件.切勿损坏凸出的密封垫,例如在安装件装配期间,如果密封垫已损坏,那么气缸盖铝制部分和曲轴箱镁制部分之间很快就会出现接触腐蚀.密封唇损坏严重时甚至会影响到密封垫核心的钢制部分,因此必须更换已损坏的密封垫.

④连接螺栓

进行发动机的螺栓连接时也需要特别注意.取下螺栓后,必须立即吹干螺纹孔,以免因冷却液造成腐蚀.重新安装螺栓前也要完全吹干螺纹孔,避免以后在曲轴箱材料和螺栓材料之间形成接触腐蚀.由于不同材料的膨胀系数不同,因此N52在所有装入镁制部件的螺栓连接处都使用铝制螺栓(图45)而非钢制螺栓.气缸盖罩(镁制)也通过铝制螺栓固定在铝制气缸盖上.

(待续)