重型卡车动力不足问题分析及诊断流程研究

庞振华 贾豆豆

摘 要：自2013年以来市场反馈配套重型卡车的发动机动力不足问题日益增多，用户对整车动力性能有了新的要求，用户因动力不足问题退修换机的数量也在不断刷新，重型卡车动力不足已成为摆在眼前亟待解决的问题。鉴于此，结合动力不足案例，着重分析重型卡车动力不足的表现以及该问题增加的原因，并介绍了动力不足问题的处理流程。

关键词：重型卡车；发动机；流程；案例；动力不足

中图分类号：TK429    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2024）03-0073-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.03.019

0    引言

科技进步和经济发展使人们的生活水平日益提高，汽车这种交通工具作为经济发展的标志之一，与人们的关系越来越密切。然而，近些年来，随着国内重型卡车营运市场的下滑，用户对整车性能愈加关注，尤其是对动力性能、经济性能要求愈加苛刻；同时，用户出于想继续享受三包服务的心理，会借机对即将到期的发动机提出换机要求。另外，新产品投入市场，对司机操作的要求与老司机的传统操作手法相悖，加上新产品机型性能及操作的宣贯不到位，造成了发动机动力不足问题的假象；而整车配套不合理、维修站维修指导更新迟缓或维修技能不足等因素都极大地推动了市场动力不足问题反馈数量的上升[1-3]。因动力不足问题的误判而退回的发动机在所有动力不足问题的退修机中占比已由原来的20%左右上升到了75%左右，造成了发动机质量成本的外部损失增加的同时也影响了品牌市场的声誉。因此，找出动力不足的根本原因，降低市场动力不足问题的反馈量，赢得市场口碑，成为目前亟待解决的市场软质量问题之一[4]。

动力不足是综合性性能问题，原因复杂，排查困难，地域分布广，为节省费用，又能快速排查故障情况，使得现场维修人员能够系统地对故障车进行排查，也为其他技术人员提供分析准备的一手资料，亟待建立动力不足故障诊断流程及指导方案。而为方便以后找出动力不足故障的根本原因，建立市场反馈动力不足案例库显得尤为重要[5-6]。

1    动力不足的表现

动力性指标主要由最高车速、加速能力和最大爬坡度來表示，是汽车使用性能中最基本和最重要的性能。重型卡车显示出动力不足的表现也主要在三个方面：最高车速上不去、加速能力差、爬坡能力差。

1.1    最高车速上不去

最高车速上不去，是指在水平良好的路面上，汽车能达到的最高行驶速度无法达到整车设定的最高车速值。

例1：2019年11月20日接到市场反馈，用户购买一辆牵引车，该车用于跑枣庄—上海—广州段高速，该路段较平坦，该车最高车速只有75 km/h，无法满足用户跑高速的用途（最高车速>100 km/h）。

1.2    加速能力差

加速能力指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力，通常用加速时间和加速距离来表示。加速能力包括两个方面，即原地起步加速性和超车加速性。重型卡车反映出的加速能力差主要表现为在最高挡或次高挡由该挡最低稳定车速或预定车速全力加速到一定高速度所需要的时间较长，或者在换挡后发动机转速掉得太多且转速上升较慢。

例2：2019年2月中旬接到反馈，河南地区一台主要用于散货运输的牵引车，行驶路况主要是国、省道和普通公路，用户反馈该车提速较慢，换挡后转速下降较多。

1.3    爬坡能力差

爬坡能力是用满载或一部分负载的汽车在良好路面上的最大爬上坡度表示的。爬坡能力差主要表现为整车上坡时上坡无力，无法用较高挡位上坡等现象。

例3：2019年10月初接到海口地区反馈，一整车在较缓坡度上坡时，转速下降较快，上坡沉闷无力。

2    造成市场动力不足问题反馈上升的因素

经过一年多的市场动力不足故障车辆的跟车分析处理，加上用户强烈要求退换发动机返厂后的座台复试检测，对故障案例进行了整理分析，总结出用户反馈动力不足的故障原因及支持性案例如下。

2.1    市场因素

重型卡车厂根据用户使用要求调整了动力总成，但仪表盘（图1）没有做相应更换，导致用户使用过程中产生动力不足的错误感受。

例4：2019年5月，唐山用户购买一辆牵引车，配装12 L柴油机，整车配12速带超速挡变速箱，标载为33 t，现行驶里程93 200 km。用户主要从事全国长途运输，行驶路况主要是高速公路。用户反映载重爬坡无力、提速慢、车速低（时速只有70 km）、超速挡转速上不去等。之前维修站已更换喷油泵、增压器，并对空滤器、中冷器、进气管路等进行了检查处理；整车厂根据用户使用需求，将整车后桥速比由原来的4.11换为3.7。

2.2    整车配置对发动机动力性的影响

根据目前重卡实际使用情况，基于地理环境和道路环境，结合车速和载重量等使用工况进行动力选型，是重卡匹配的主要依据。且整车仪表、轮胎、动力总成等也需要合理选择，才能有较好的动力输出。

2.2.1    根据海拔选择动力

在高原（海拔3 000 m以上）选择车辆，在同等质量的情况下，如果选择的是高原型发动机，则由于高原空气稀薄，选择动力应比平原大一些（一般大2%左右），在平原不用特殊考虑。

2.2.2    根据地形（山区、丘陵、平原）不同选择动力

地形不同，对车辆动力、变速器、后桥速比的要求也不同，在山区、丘陵时坡道、弯路较多，要求车辆容易起步、提速。以一辆载重量为10 t的车辆为例：

1）在平原地区推荐车辆动力、变速器和后桥速比分别为102.9 kW、6挡变速器和4.875；

2）在丘陵地带推荐车辆动力、变速器和后桥速比分别为117.6 kW、7挡变速器和5.286；

3）在山区推荐车辆动力、变速器和后桥速比分别为132.3 kW、8挡变速器和5.571。

例5：平原地区用车用来跑山区导致反馈动力不足问题。

2019年10月初，接到广州用户反馈整车爬坡无力、油耗高，但平路正常的问题。经过跟车测试及与用户交谈了解到，该用户购车用于跑广州至贵州。

路况：多为山路，上坡、弯道较多，如图2所示。

根据表1该车动力总成的配置，该车适用于跑平原地区高速，跑山路较多的道路时，其后桥速比较小，爬坡能力不足，最高车速较高。该问题属于用户在买车时没有考虑到实际路况，选择的车型速比及变速箱匹配不当造成。

2.2.3    根据道路（高速、国道、省道、不平路段）不同选择动力

1）高速公路路况较平坦，有高、低速限制，平均行驶速度在70 km/h以上，有利于车辆的高速平稳行驶，顾客要求动力性强；

2）国道、省道路况好，各种车辆都允许行驶，但不利于车辆高速、平稳运行，平均行驶速度在50～70 km/h或50 km/h以下；

3）不平坦的道路对车辆爬坡性能有较高的要求。

例6：跑省道、国道用车跑高速表现出动力不足的问题。

2013年11月20日接到市场反馈，用户购买一辆牵引车，该车用于跑枣庄—上海—广州一段高速，该车最高车速只有75 km/h，无法满足用户跑高速的用途。接到反馈后，动力不足小组人员到现场检测发动机无问题。

路况：平原高速，道路平坦，无较多上下坡，如图3所示。

根据表2，该车配置12速变速箱12JSD160TA和4.38速比的后桥，其最高车速达不到用户跑高速要求的100 km/h以上，但其爬坡性能较好，适用于跑国道、省道。更换4.11速比的后桥之后，整车的最高车速能够满足用户的要求。

2.3    离合器打滑对整车动力性的影响

2.3.1    离合器打滑现象

汽车起步时，完全放松离合器踏板，发动机的动力不能完全传至变速器主动轴，使汽车动力下降，油耗增加，起步困难；汽车加速时，车速不能随发动机转速提高而加快，以致行驶无力；当负载上坡时，打滑较明显，严重时会从离合器内散发出焦臭味。

2.3.2    离合器打滑原因

摩擦力矩严重不足：压紧力不足、摩擦系数小、离合器紧固螺钉松动、分离或贴死滚动轴承。离合器踏板自由行程太小或没有，分离轴承经常压在离合器分离杠杆上，使压盘处于半分离状态。具体原因包括：

1）压紧弹簧压紧力不足；

2）摩擦片表面质量差：摩擦片磨损变薄、龟裂、硬化，铆钉外露或沾有油污；

3）离合器和飞轮连接螺钉松动；

4）超载运行，超过了离合器的设计能力而造成离合器打滑；

5）使用半联动状态过多，造成摩擦片异常磨损；

6）压盘工作面存在变形、翘曲或断裂。

2.3.3    离合器打滑判断与排除

离合器在工作过程中接触和离合状态如图4、图5所示。

1）拉紧手刹制动器，挂上低速挡，慢慢放松离合器踏板徐徐加大油门，若汽车不动，发动机仍继续运转而不熄火，说明离合器打滑。挂上挡位，拉紧手刹制动器，用手摇柄能摇转发动机，也说明离合器打滑。

2）检查离合器踏板是否有自由行程，如果没有自由行程，应予调整。

3）若自由行程正常，应拆下离合器壳窗口检查离合器与飞轮紧固螺钉是否松动，如松动应拧紧，如不松动应检查离合器盖与飞轮之间有无调整垫片，并视情况减少或拆除垫片再予拧紧。

4）经上述检查排除后仍然打滑时，应拆下离合器检查摩擦片的状况：若有油污，应清洗、烘干，然后找出油污来源，并设法排除；若摩擦片磨损过薄、烧片或铆钉头外露，应更换从动盘。

5）检查压盘表面情况，如出现压盘断裂、翘曲、变形的情况，应更换压盤。

6）如摩擦片磨损情况、压盘表面均正常，则应检查离合器压盘是否存在粉尘堵塞而引起压盘不能正常回位的现象，如有此现象则应清除堵塞的粉尘，清除后分离指高度一致可继续使用，如不一致，应更换从动盘。

7）如没有上述情况，汽车又没有超载，则应属于离合器压盘的压紧力不足，应更换压盘；如多次重复出现该故障，则是由于设计匹配离合器不当造成，应及早通知相关汽车厂及发动机厂。

3    动力不足问题诊断流程的建立

1）根据动力不足处理经验，整理出动力不足现场处理点检验项次：车辆故障描述；用户及车辆故障信息；发动机配置的检查；已处理措施记录；怠速烟度检查；排气制动蝶阀；排气管路积碳情况；进气系统检查；供油系统检查；发动机本体检查，重点排查是否存在活塞与缸套严重磨损或拉伤，是否存在冷却系统故障，是否存在润滑系统故障，是否存在缸盖组故障，是否存在连杆轴瓦与曲轴连杆咬毛现象；整车传动系统检查；整车配置与车辆运行工况分析；试车检查、整车测试。

2）根据动力不足处理经验，整理出动力不足现场处理步骤，当出现动力不足故障时，应参照该步骤由简单到复杂地去处理，直至找到发动机动力不足的真正原因。检查只是手段，真正目的是解决故障。首先需要详细记录用户及车辆故障信息、发动机与整车的基本配置信息及故障车辆在此服务站维修前的其他维修记录，以备建立动力不足故障诊断库使用。

（1）启动发动机，观察发动机高低怠速是否稳定、自由加速时烟度变化情况，并且注意是否有异响存在。若有异常现象，请记录、分析，寻找并排除故障点。

（2）使用INCA或诊断仪检测发动机在怠速、原地加速至额定转速、标载额定转速最高车速时三种状态下的进气压力值，有助于分析整个进气系统是否存在异常。

（3）使用INCA或诊断仪检测油门踏板是否正常，维修时更换的任何一个油门踏板均需要检测。主要从踏板开度、信号电压值两个方面检查，判断踏板行程及技术要求是否符合潍柴技术要求。

（4）对于安装有多功率开关的车辆，使用INCA或诊断仪检测多功率开关是否存在异常，主要检查开关档位及各电压值与标定值是否相符。维修前须注意开关所处的档位状态，是否错用了轻（中）载档位。

（5）使用INCA或诊断仪检测排气制动开关及蝶阀是否出现异常。主要是检测当排气制动打开或关闭时，蝶阀是否有相应的动作并且转动是否灵活，否则会因排气背压增大而造成动力不足。

（6）检查排气管路内积碳情况，如果积碳过多同样会导致排气背压过大，造成动力不足故障。同时要检查车辆排气管路及消音器是否有堵塞或者是否用管径比较小的管件代替了原有标准管件。

（7）进气系统检查。进气系统包含了比较复杂的器件及管路，检查时需仔细认真且逐一排除故障疑点。

（8）供油系统检查。供油系统同样包含比较复杂的器件及管路，尤其是高压油路，检查时需仔细认真且逐一排除故障疑点。在进行供油系统检查时，重点是检测喷油器、高压油泵。

（9）在实际试车过程中，应密切关注发动机转速、扭矩、轨压等重要参数，查看发动机是否确实运行在外特性以及此时的发动机负荷效率。可利用诊断仪进行加速测试、断缸测试来判断是否存在某缸不工作或是工作能力较差的情况。进行压缩测试可判断各缸的气密性。在进行这些测试时，需严格按照EOL使用指南上对测试条件的要求执行。

（10）利用“整车诊断线束”对整车线束进行故障排查。考虑到车辆在实际使用过程中会造成一些不易检查部位的线束短路、断路等线束故障，故开发“整车诊断线束”可以快速地判断出整车线束是否存在故障，有助于分析动力不足故障。

（11）发动机本体检查。参照国二發动机处理方法检查发动机本体是否存在故障。

（12）整车传动系统检查。重点检查刹车、离合、变速箱、后桥等车辆传动部件。

4    结束语

经过一年多对重型卡车动力不足故障的跟车测试，总结测试、分析处理经验，潍柴已经形成完整的现场诊断表单及处理步骤，积累了动力不足经验案例，本文所述内容可供同行业技术人员及市场营销、维修人员参考。

[参考文献]

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[2] 张冠冠，聂相海，刘潇.重型卡车车架翼面开裂问题的分析与优化研究[J].探索科学，2016（12）：271.

[3] 范志达，王笑.重型卡车驾驶室抖动问题分析方法研究[J].现代制造技术与装备，2020（3）：27.

[4] 何彪.混合动力重型卡车工况识别与能量管理策略优化[D].武汉：武汉理工大学，2020.

[5] 周后余，周月锋.2018款重汽豪沃轻型厢式货车动力不足且不烧尿素[J].汽车维护与修理，2022（23）：38-39.

[6] 刘志军，王少聪.柴油机常见动力不足故障的原因分析[J].汽车运用，2008（11）：42.

收稿日期：2023-10-03

作者简介：庞振华（1979—），女，河南人，工程师，研究方向：柴油机制造质量技术研究。