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汽车发动机异响故障的诊断方法

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  摘 要:本文通过对发动机常见异响的现象和原因进行了分析,为准确判断发动机故障,提供发动机维修保养的准确数据,确保发动机使用安全和使用寿命,总结出发动机故障的一些诊断方法。
  关键词:发动机 异响故障 诊断
  
  1 概述
  1.1概念
  发动机在运转中伴随着出现异样声响如间歇性的、连续性的金属敲击声、金属干磨擦声等,即表明发动机运转不正常,所伴随的声响即为异常响声,通常称为异响。异响产生的主要原因是由于发动机内部零部件磨损、调整不当或使用不当引起的。
  1.2发动机常见异响的部位和区域
  1―1区域为缸盖部位,能辅助诊断活塞顶碰缸盖、气门座圈脱出等故障。
  2―2区域为气门室部位,能辅助诊断活塞敲缸、活塞环漏气等故障。
  3―3区域为凸轮轴部位,能辅助诊断凸轮轴正时齿轮破裂等故障。
  4―4区域为油底壳和缸体接合部位,能辅助诊断曲轴瓦发响或曲轴断裂等故障。
  两个部位为机油加注口部位和正时齿轮盖部位。
  1.3发动机异响的确定原则
  1.3.1声响在低速运转时轻微单纯,在高速运转时平稳均匀,在加速或减速时圆滑过渡,则为正常声响。
  1.3.2声响中伴随着沉闷的“镗、镗”声,清脆的“当、当”声,短促的“嗒、嗒”声,细微的“唰、唰”声,尖锐的“喋、喋”声和强烈的“嘎、嘎”声等,即表明发动机存在不正常的异响。
  1.3.3声响若仅在怠速运转时存在,转速提高后即自行消失,在整个过程中声响无明显的变化,则为危害不大的声响,可待适当时机再行修理。
  1.3.4声响若在突然加减速时出现,且在中高速运转期间不消失,则应立即查明原因,并排除。
  1.3.5声响若是在运转中突然出现的,且又振动剧烈,则应立即停机,并拆卸检查。
  2 各类常见异响的诊断
  2.1曲轴异响
  2.1.1产生原因
  1)曲轴轴瓦与曲轴轴颈磨损,导致配合间隙过大,产生撞击声。
  2)安装时曲轴轴瓦盖螺栓力矩没有达到规定值,出现轴颈与轴瓦的撞击声。
  3)曲轴轴向间隙过大,产生曲轴前后窜动,使曲轴轴向定位端面与止推垫圈相互撞击而出现声响。
  4)曲轴弯曲、拆断,运转时产生撞击声。
  5)曲轴箱内的润滑油不足或过稀,由于润滑不良而使轴瓦合金烧毁脱落至响。
  2.1.2表现特征
  1)当发动机稳定运转时,一般无声响,当发动机转速突然变化时,发出沉闷连续的“镗、镗”金属敲击声,严重时发动机发生很大振动。
  2)发动机负荷变化时声响明显。
  3)发动机转速越高,声响越大。
  4)当发动机单缸断火,声响无明显变化,当相邻两缸断火时,声响显著减小。
  5)机油压力明显降低。
  6)发动机温度变化时,声响无变化。
  2.1.3判断方法
  1)在机油加注口处听察,反复改变发动机转速,当突然加速或减速时,若有低闷、钝哑而沉重“镗、镗”声响,再用一字起子头抵在气缸体两侧的曲轴位置处听察,同时不断变化转速,若声响明显,可判断为曲轴声响。
  2)利用单缸断火法,听察声响若无变化,而利用相邻两缸断火法试验时,声响明显减弱,则声响故障在该两缸之间。
  3)当发动机温度越高(机油粘度越低)声响越明显,到高速时声响变为杂乱,则有可能是曲轴弯曲。
  4)当高速运转时,机体有较大的振动,车辆载重爬坡时,驾驶室有振动感,机油压力显著下降,则说明曲轴轴瓦间隙过大,合金脱落。
  5)前端轴瓦发响第1缸缸盖上方振动;后端轴瓦发响第6缸缸盖上方有振动,中间轴瓦发响第3、4缸缸盖上方有振动,若声频和振频一致,即可断定相应部位曲轴轴瓦发响。
  6)踩下离合器踏板,若曲轴皮带轮向前窜动且声响减轻或消失,则为曲轴轴向间隙过大而发响。
  7)在发动机后端曲轴部位,若发出一种沉闷的“嗒、嗒”敲击声,其声响有规律地随着工作循环而周期性变化,变换转速时更易发觉,在起动和停止时特别明显,即可证实是飞轮紧固螺栓松动而发出的撞击声。
  8)若发动机转速并不高,机体却振动较大,甚至有摆动摇晃现象,同时发出沉重、粗闷的“嘣、嘣”金属敲击声,表明曲轴将要折断。
  2.2连杆轴瓦异响
  2.2.1产生原因
  1)连杆轴瓦与轴颈磨损严重,使径向间隙过大。
  2)连杆轴瓦盖的紧固螺栓松动或折断。
  3)轴瓦合金烧毁或脱落。
  4)连杆轴颈失圆,使轴颈与轴瓦之间接触不良。
  5)曲轴主油道堵塞,集滤器、滤清器过脏,旁通阀失效,机油泵失效,造成油压过低,轴瓦润滑不良。
  2.2.2表现特征
  1)其表现为比曲轴瓦敲击声轻、缓而短促的“当、当”声响,怠速时声响较小,中速时明显,突然加速时增大。
  2)当发动机负荷增加时,声响随着增大。
  3)当发动机温度变化时,声响无变化。
  4)断火后声响明显减弱或消失。
  2.2.3判断方法
  1)在发动机外听察时,其声响为短促而坚实的“嗒、嗒”声。
  2)在机油加注口处听察,声响呈清脆而较大的“当、当”声。
  3)若发动机由怠速变到中速时,声响更清晰,连续敲击,并随着转速提高,敲击声更为突出。
  4)若用单缸断火法检查,声响减弱或消失,则说明该缸的连杆轴瓦发响。
  5)若声响混杂,出现“咯铃、咯铃”或“哗啦、哗啦”的声响,也可用断火法检查,若单缸断火后,声响减弱,继而双缸继火,声响又有所减弱或消失,说明多缸连杆轴瓦磨损松动。
  6)不论发动机温度低或高,不论在任何转速情况下,都发出严重而无节奏的“铛、铛”声响,且气缸盖振动很强,作断火或复火试验时都一样,则可断定是连杆轴瓦合金层过热融化。应立即拆解修理。
  2.3活塞敲缸异响
  2.3.1产生原因
  1)活塞与缸壁磨损间隙过大。
  2)活塞裙部圆柱度超差。
  3)活塞销与连杆衬套、连杆衬套与连杆装配过紧。
  4)连杆轴瓦装配过紧。
  2.3.2表现特征
  1)发动机低速时发出有节奏且强弱分明的“刚、刚”声,此声有时会短暂消失,但很快又出现,转速提高后声响消失,低速时有“嗒、嗒”金属敲击声,转速提高后声响消失。
  2)某缸断火,声响减弱或反而加重,并由节奏发响变为连响。
  2.3.3判断方法
  1)若某缸断火,声响变小,但不消失,可确定为该缸连杆与曲轴或活塞销装配过紧。
  2)若低速时有“嗒、嗒”金属敲击声,转速提高后声响消失,可确定为活塞裙部圆柱度超差。
  3)在断火试验时反而出现敲击声响,并由间响变为连响,可确定为活塞裙部锥度过大,致使头部撞击气缸壁所致。
  2.4活塞销异响
  2.4.1产生原因
  1)活塞销与连杆小端衬套磨损,间隙过大。
  2)活塞销与活塞销座孔配合间隙大。
  3)机油压力过低,机油飞溅不足,润滑效果差。
  4)活塞销锁环脱落,使活塞销自由窜动。
  5)活塞销折断。
  2.4.2表现特征
  1)发动机怠速时有尖锐清脆而有节奏的“嗒、嗒”金属敲击声。
  2)发动机转速变化时,声响也呈周期性变化,加速时声响更大。
  3)发动机温度升高,声响不减弱,反而更明显。
  2.4.3判断方法
  1)将发动机转速控制在最明显的范围内,然后逐缸断火试验,若声响较明显,可确定为活塞销异响。
  2)若声响非常严重,并且发动机转速越高,声响越大,可在声响较大的转速下断火试验,若声响不但不消失,反而杂乱,可确定活塞销与衬套间隙磨损增大。
  3)将加速踏板置于怠速位置,然后踩到中速位置抖动加速踏板,声响能随着变化,并且每抖动一下加速踏板,能听到突出的尖脆而连贯的“嗒、嗒”声,可确定为活塞销异响。
  4)当发动机怠速运转时,出现有节奏而较沉重的“吭、吭”金属声,提高转速,声响不消失,同时出现机体抖动现象,若利用断火试验,反而使声响加重,可确定该缸的活塞销自由窜动。
  5)当发动机快速加速时,声响猛烈而尖锐,若利用断火法试验,声响减轻或消失,可确定为活塞销折断。
  2.5活塞环异响
  2.5.1产生原因
  1)活塞环折断。
  2)活塞环和环槽磨损,造成背隙和端隙过大,活塞和气缸壁的密封性降低。
  3)缸壁磨损后,顶部出现凸肩,重新调整连杆轴瓦后,使活塞环与缸壁凸肩相碰。
  4)活塞环端口间隙过大或各环的端口重合对口。
  5)活塞环弹性过弱或缸壁有沟槽。
  6)活塞环粘住在活塞环槽上。
  2.5.2表现特征
  1)活塞环敲击声是钝哑的“啪、啪”声,随发动机转速增加而声响增大,并变成较嘈杂的声音。
  2)活塞环漏气响,类似敲缸响,单缸断火时,声响减小,但不消失。
  2.5.3判断方法
  1)单缸断火试验,声响减小,但不消失,把螺丝刀放在火花塞或喷油嘴上听察,如发出“啪、啪”声响可确定为活塞环折断。
  2)同前听察,如发出“噗、噗”声响,且断火后无变化,可确定为活塞环碰撞气缸凸肩。
  3)发动机冷车起动时,发出“嘣、嘣”声响,在机油加注口处可见冒蓝烟,其频率与声频吻合,作断火试验时,声响消失,机油加注口处冒烟减少或消失,可确定为该缸活塞环漏气异响。
  4)发动机温度升高,若仍有明显的窜气声响,再作断火试验,但机油加注口处仍有明显漏气现象,可确定为活塞环与缸壁密封不良。
  2.6气门异响
  2.6.1产生原因
  1)气门杆端和调整螺钉或摇臂磨损或调整不当,使其气门间隙过大,导致侧置式气门挺杆端与调整螺钉碰撞,或顶置式气门的摇臂头部与气门端部碰击。
  2)凸轮磨损过量,运转中挺杆产生跳动。
  3)气门弹簧座脱落。
  4)气门挺杆固定螺母松动或调整螺栓端面不平。
  5)气门导管积炭过多而咬住气门。
  2.6.2表现特征
  1)发动机怠速时,发出有节奏的“嗒、嗒”声响。
  2)发动机转速增高,声响也随着增高,中速以上时,声响变得模糊嘈杂。
  3)发动机温度变化或作断火试验,声响无变化。
  2.6.3判断方法
  1)在气门室罩听察,声响随发动机转速变化而变化,同时,发动机温度变化或断火试验时声响并无变化,可确定为气门响。
  2)将发动机怠速运转,并将厚薄规插入气门端部与挺杆间隙中,当插入某个气门间隙时,声响减弱或消失,可确定为该气门间隙过大而发响;如厚薄规插入后,声响减轻但未消失,再用起子撬住气门杆,若声响消除,可确定是气门杆与导管磨损过量而发响。
  2.7正时齿轮异响
  2.7.1产生原因
  1)正时齿轮啮合间隙过大或过小。
  2)曲轴和凸轮轴中心线不平行,造成齿轮啮合不好。
  3)更换曲轴和凸轮轴轴瓦后,改变了齿轮啮合位置。
  4)凸轮轴正时齿轮固定螺母松动。
  5)凸轮轴正时齿轮轮齿折损,或齿轮径向破裂。
  2.7.2表现特征
  1)声响比较复杂,有时有节奏,有时无节奏,有时是间响,有时是连续响。
  2)发动机怠速运转或转速变化时,在正时齿轮室盖处发出杂乱而轻微的噪声,转速提高后噪声消失,快速减速时,此噪声即出现。
  3)有的声响不受温度和单缸断火试验的影响,有的受温度影响,温度低时无声响,当温度升高到正常时,声响出现。
  4)有的声响伴同正时齿轮室盖振动,有的声响不伴同振动。
  2.7.3判断方法
  1)发动机怠速运转时,发出有节奏而轻微的“嘎啦、嘎啦”声响,中速时显得突出,高速时声响变得杂乱,用起子触及正时齿轮盖部位,声响尤强,可确定为齿轮啮合间隙过大。
  2)类似“呼啸”声,声响的大小随发动机转速变化而变化,可确定齿轮啮合不良。
  3)发动机怠速运转时,发出有节奏的“哽、哽”声响,发动机转速提高,声响加大,可确定为齿轮啮合不均的声响。
  4)新大修或更换正时齿轮后,若发出连续不断的“呜、呜”声,发动机转速越高声响尤为明显,可确定为齿轮啮合间隙过小。
  5)发动机转速逐渐提高到某一较高转速时,突然发出强烈而杂乱的声响,快速减速时,又会发出一声“嘎、嘎”声响,然后消失,当处于这种杂乱的声响期间,若正时齿轮盖部位有振动感,可确定为凸轮轴正时齿轮固定螺母松动。
  2.8凸轮轴异响
  2.8.1产生原因
  1)凸轮轴及其衬套间配合间隙大。
  2)凸轮轴衬套转动。
  3)凸轮轴弯曲变形。
  4)凸轮轴轴向间隙过大。
  5)凸轮轴衬套合金烧毁或脱落。
  2.8.2表现特征
  1)发动机中速运转时声响明显,出现钝重的“嗒、嗒”声响,怠速运转也能听到,可高速运转时,似乎消失。
  2)作单缸断火试验时,声响无变化。
  3)在发响时凸轮轴轴瓦附近带有振动。
  2.8.3判断方法
  怠速时声响清晰,中速时声响明显,高速时声响由杂乱变得减弱以致消失,可确定为凸轮轴响。
  3 结束语
  故障诊断一般采取先外后内,由简到繁,逐段检查,逐渐缩小范围的办法,发动机的异响故障是多种多样、错综复杂的,需要诊断人员进行仔细的听察和分析,透过现象看本质,从而做出正确的判断,确保发动机使用安全和减少损失。

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