趙世來,張治國(guó)
(華晨汽車工程研究院動(dòng)力總成設(shè)計(jì)處,遼寧 沈陽(yáng) 110141)
發(fā)動(dòng)機(jī)正常發(fā)出的響聲是一種平穩(wěn)的、有節(jié)奏的協(xié)調(diào)聲音。而發(fā)動(dòng)機(jī)的異響往往是由于某種故障而產(chǎn)生的,如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除,會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重事故,嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。因此,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的異響不能忽視,要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并處理,以免發(fā)生交通安全事故或嚴(yán)重的機(jī)械事故,從而遭受重大的損失,甚至威脅到人們的生命安全。
根據(jù)響聲的大小、發(fā)出的部位、聲響的特征、振動(dòng)的程度、出現(xiàn)的時(shí)機(jī)以及聲響的變化規(guī)律等因素初步進(jìn)行診斷。
然后,觀察排氣煙色與煙量、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、機(jī)油壓力的變化及其他相關(guān)情況等作全面分析與推斷。
在診斷中還要借助斷缸法與簡(jiǎn)單的診斷儀器輔助法,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)診斷法,使異響的診斷更準(zhǔn)確。
1.1.1 現(xiàn)象
發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲響不明顯,急加速或負(fù)荷較大時(shí)會(huì)發(fā)出沉重,而有力的“鐺、鐺、鐺”的金屬敲擊聲,曲軸的接觸面較連桿軸承的接觸面要大。因此, 曲軸軸承的異響聲音要比連桿軸承異響聲音沉悶,其清晰度要比連桿軸承異響差一些。嚴(yán)重時(shí)機(jī)體發(fā)生很大振動(dòng)。響聲隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增大,隨負(fù)荷的增加而增強(qiáng),產(chǎn)生響聲的部位是在缸體下部的曲軸箱內(nèi)。單缸斷火時(shí)響聲無明顯變化,相鄰兩缸同時(shí)斷火時(shí),響聲會(huì)明顯減弱。溫度變化時(shí),響聲不變化。
另外,最后一個(gè)軸承發(fā)出的響聲,一般鈍重發(fā)悶;前一個(gè)軸承發(fā)響,聲音較輕、較脆。曲軸軸向竄動(dòng)出現(xiàn)的響聲,在低速下采用微抖節(jié)氣門的方法,可聽到較沉重的”咯噔”、“咯噔”的響聲,好像鐵輪車行走在高低不平的石頭路上。
1.1.2 原因
(1)主軸承蓋螺栓松動(dòng);
(2)主軸承瓦磨損燒毀或脫落;
(3)主軸承和軸頸磨損量過大、軸向止推裝置磨損量過大,造成徑向和軸向間隙過大;
(4)曲軸彎曲;
(5)機(jī)油壓力太低或機(jī)油變質(zhì),潤(rùn)滑不良。
1.1.3 診斷方法
(1)抖動(dòng)并加大節(jié)氣門試驗(yàn)。使發(fā)動(dòng)機(jī)在低速下運(yùn)轉(zhuǎn),微微抖動(dòng)并反復(fù)加大節(jié)氣門進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)仔細(xì)傾聽。如響聲是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而增大,抖動(dòng)節(jié)氣門時(shí)在加油的瞬間響聲較明顯,這一般是主軸承松曠;如發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)響聲較明顯,高速時(shí)顯得雜亂,則可能是曲軸彎曲;如在高速時(shí)機(jī)體有較大振動(dòng),機(jī)油壓力顯著降低,則一般是主軸承松曠嚴(yán)重、燒毀或減磨合金脫落。
(2)機(jī)油口處聽診。打開油口蓋,從加油處仔細(xì)傾聽,同時(shí)反復(fù)變更發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行試驗(yàn)。如果是主軸承響,可明顯聽到沉重有力的金屬敲擊聲。
(3)用聽診器具聽診。將聽診器或自制的簡(jiǎn)易聽診桿,在節(jié)氣門開度不斷變換的同時(shí),觸在機(jī)體曲軸箱兩側(cè)與曲軸軸線齊平的位置上進(jìn)行聽診,響聲最強(qiáng)的部位即為發(fā)響的主軸承。
(4)斷火試驗(yàn)。松開高壓油管接頭,如1缸斷火后響聲明顯減弱,則為第一道主軸承響;如最末缸斷火后響聲明顯減弱,則為最后一道主軸承響;如任意相鄰兩缸同時(shí)斷火響聲明顯減弱,則為兩缸之間的主軸承響。曲軸軸向竄動(dòng)所產(chǎn)生的響聲,單缸斷火無變化。
(5)踩離合器踏板試驗(yàn)。踩下離合器踏板保持不動(dòng),如果響聲減弱或消失,則為曲軸軸向竄動(dòng)產(chǎn)生的響聲。
(6)柴油機(jī)的降速試驗(yàn)。診斷柴油機(jī)主軸承響時(shí),為避開著火敲擊聲的干擾,可采取加大供油拉桿行程后再迅速收回的方法,趁發(fā)動(dòng)機(jī)降速之機(jī),如聽到堅(jiān)實(shí)而沉重的“鐺、鐺、鐺”聲,則有可能為主軸承響。同時(shí)應(yīng)打開加機(jī)油口蓋,輔助于聽診法和氣缸斷油法,以便于確診。
1.2.1 現(xiàn)象
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)突然加速時(shí),有“鐺、鐺、鐺”連續(xù)明顯的清晰敲擊聲,是連桿軸承異響的主要特征。軸承嚴(yán)重松曠時(shí),怠速運(yùn)轉(zhuǎn)也能聽到明顯的響聲,且機(jī)油壓力降低。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變化時(shí),響聲不變化;發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化時(shí),響聲隨負(fù)荷增加而加??;單缸斷火,響聲明顯減弱或消失,但復(fù)火時(shí)又能立即出現(xiàn),即具有所謂響聲“上缸”現(xiàn)象。
1.2.2 原因
(1)連桿軸承蓋的固定螺栓松動(dòng)或折斷;
(2)連桿軸承減磨合金燒毀或脫落;
(3)連桿軸承或軸頸磨損過甚,造成徑向間隙太大;
(4)機(jī)油壓力太低或機(jī)油變質(zhì)。
1.2.3 診斷方法
(1)變換轉(zhuǎn)速試驗(yàn)
使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn),然后由怠速向低速,由低速向中速,再由中速向高速,加大節(jié)氣門進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)結(jié)合逐缸斷火法和在加機(jī)油口處聽診等方法反復(fù)進(jìn)行。響聲隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大,抖動(dòng)節(jié)氣門時(shí),在加油的瞬間異響突出。響聲嚴(yán)重時(shí)在任何轉(zhuǎn)速下均可聽到,甚至在怠速時(shí)也可聽到清晰、明顯的敲擊聲。
(2)斷火試驗(yàn)
在怠速、中速和高速情況下,逐缸反復(fù)進(jìn)行斷火試驗(yàn)。如某缸斷火后響聲明顯減弱或消失,在復(fù)火的瞬間又能立即出現(xiàn),則可斷定為該缸連桿軸承響。
(3)聽診
用聽診器或簡(jiǎn)易聽診桿觸在機(jī)體上聽診,往往不易聽清楚。但在加機(jī)油口處直接傾聽,可清楚地聽到連桿軸承敲擊聲。
(4)檢查機(jī)油壓力
診斷中要注意檢查機(jī)油壓力。如果響聲嚴(yán)重,又伴隨有機(jī)油壓力低,這往往成為區(qū)別連桿軸承響與活塞銷響、活塞敲缸響的重要依據(jù)。
(5)如燃燒室內(nèi)積炭較少,車輛在冬季行駛不長(zhǎng)時(shí)間后即發(fā)生過熱現(xiàn)象,可檢查散熱器下部至水泵的通水管是否凍結(jié)。用手觸試散熱器上部感到很燙,觸試下部感到冰涼,用手捏下通水軟管時(shí)又硬又涼,說明該軟管凍結(jié),冷卻系大循環(huán)中斷,故障在此。
(6)如果不在冬季,或者散熱器下部通水管未凍結(jié),可檢查水泵的泵水效果。檢查時(shí)用手握住發(fā)動(dòng)機(jī)頂部至散熱器的通水軟管,然后由怠速加速到某一高速,如感到通水軟管內(nèi)水的流速隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而加快,說明水泵工作正常;反之,說明水泵泵水喪失或欠佳。如水泵工作正常,再檢查節(jié)溫器的工作效果。用手觸試發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋和小循環(huán)通水管,感到溫差不大,且很燙;觸試缸蓋至散熱器的通水軟管和散熱器上部感到不燙;觸試散熱器下部及下部通水軟管感到溫度很低。這說明節(jié)溫器大循環(huán)閥門打不開,造成冷卻系大循環(huán)中斷,故障在此。
如節(jié)溫器工作正常,發(fā)動(dòng)機(jī)過熱的原因可能是冷卻系內(nèi)部的銹污、水垢沉積太厚,嚴(yán)重影響了散熱能力,或分水管銹爛喪失了分水能力等造成。
(7)車輛超載或長(zhǎng)時(shí)間用低速檔行駛,致使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱,是使用不當(dāng)造成的,恢復(fù)正確的使用方法,過熱現(xiàn)象自然會(huì)消失。
1.3.1 現(xiàn)象
發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、低速和從怠速向低速抖動(dòng)油門時(shí),可聽到明顯而又清脆的“嗒、嗒、嗒”好象兩個(gè)鋼球相碰的的聲音。響聲嚴(yán)重時(shí)隨轉(zhuǎn)速的升高響聲增大,但機(jī)油壓力不降低。單缸斷火時(shí)響聲明顯 減弱或消失,復(fù)火瞬間,響聲又出現(xiàn)或連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)響聲。
1.3.2 原因
(1)活塞銷與連桿小頭襯套配合間隙大;
(2)活塞銷與活塞銷孔配合間隙大。
1.3.3 診斷方法
(1)抖動(dòng)節(jié)氣門試驗(yàn)
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn),然后由怠速向低速急抖油門,響聲能隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。每抖一次節(jié)氣門,如能聽到清脆而連貫的”嗒、嗒、嗒”的響聲,則有可能是活塞銷響。
(2)斷火試驗(yàn)
將發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在響聲較強(qiáng)的轉(zhuǎn)速上,松開高壓油管接頭進(jìn)行斷火試驗(yàn)。當(dāng)某缸斷火后響聲明顯減弱或消失,在復(fù)火的瞬間又能立即出現(xiàn)或連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)響聲,則可斷定為此缸活塞銷響。如果響聲嚴(yán)重,并且轉(zhuǎn)速越高,響聲越大,此時(shí)在響聲較大的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行斷火試驗(yàn),往往響聲不消失且變得雜亂,這一般是由于配合間隙增大到了很大程度的緣故。以上兩種方法如能配合使用,響聲會(huì)被聽得更清楚。
(3)聽診
在微抖油門,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不斷變化的情況下,用聽診器或簡(jiǎn)易聽診桿觸在發(fā)響汽缸的上部或氣缸蓋上,可聽到清脆的響聲。打開加機(jī)油口,也能清楚地聽到這一響聲。
1.4.1 現(xiàn)象
發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),在汽缸的上部發(fā)出清晰而明顯的”嗒、嗒、嗒”的響聲,發(fā)動(dòng)機(jī)中速以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),這種異響便會(huì)減弱或消失。該響聲冷車時(shí)明顯,熱車時(shí)減弱或消失;單缸斷火,響聲減弱或消失;響聲嚴(yán)重時(shí),負(fù)荷愈大,響聲也愈大,但機(jī)油壓力不降低。
1.4.2 原因
(1)活塞與氣缸壁配合間隙太大;(2)活塞與氣缸壁間潤(rùn)滑條件太差。1.4.3 診斷方法
(1)在不同水溫下診斷
敲缸響的特點(diǎn)是冷車時(shí)明顯,熱車時(shí)減弱或消失,因此,應(yīng)先在冷車時(shí)診。若冷車時(shí)有敲擊聲,熱車響聲消失,說明是活塞敲擊響,且故障尚輕,車輛可繼續(xù)運(yùn)行;若發(fā)動(dòng)機(jī)熱起后響聲雖有減弱,但仍較明顯,特別是大負(fù)荷低轉(zhuǎn)速時(shí)聽得非常清楚,說明響聲嚴(yán)重,應(yīng)停駛檢修。
(2)斷火試驗(yàn)
把發(fā)動(dòng)機(jī)置于敲擊聲最明顯的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn),松開高壓油管接頭進(jìn)行斷火試驗(yàn)。如某缸斷火后響聲減弱或消失,則為該缸敲缸響。
(4)加機(jī)油確診
為了進(jìn)一步確診是否是活塞敲缸響,可將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,卸下有響聲汽缸的噴油器,往汽缸內(nèi)倒少許機(jī)油,并用手搖把或起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸數(shù)圈,使機(jī)油布滿在汽缸壁與活塞之間。然后裝上噴油器,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),若響聲短時(shí)間內(nèi)減弱或消失,過一會(huì)兒又重新出現(xiàn),則可確診為是活塞敲缸響。
(4)聽診
將聽診器或簡(jiǎn)易聽診桿觸在機(jī)體上部的兩側(cè)進(jìn)行聽診。一般在發(fā)響汽缸的上部往往響聲較弱并稍有振動(dòng),再結(jié)合斷火試驗(yàn),即可確定出發(fā)響的汽缸來。有時(shí),聽診還可診斷出發(fā)響的原因來,如聽到“嗒、嗒、嗒”好象用小錘敲水泥地的聲音時(shí),一般是汽缸與活塞間隙太大造成的;如聽到“剛、剛、剛”好象用小錘敲鋼管的聲音時(shí),則有可能是汽缸壁潤(rùn)滑不良造成的。
1.5.1 現(xiàn)象
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出連續(xù)不斷的、有節(jié)奏的“嗒、嗒、嗒”(在氣門腳處)或“啪、啪、啪”(在氣門座處)的敲擊聲,轉(zhuǎn)速增高時(shí)響聲亦隨之增高,溫度變化和單缸斷火時(shí)響聲不減弱。若有數(shù)只氣門響,則聲音顯得雜亂。氣門腳響和氣門落座響統(tǒng)稱為氣門響。
1.5.2 原因
(1)氣門腳響;(2)氣門落座響。1.5.3 診斷方法
氣門腳響和氣門落座響很類似,診斷方法也差不多,由于它們不上缸,因而采用單缸斷火或單缸斷油的方法無效。
(1)聽診
聽診氣門響時(shí)不打開加機(jī)油口蓋就能在發(fā)動(dòng)機(jī)周圍聽得清清楚楚。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),聽到如現(xiàn)象中所述的有節(jié)奏的響聲,可稍加大油門。如果此時(shí)響聲較明顯,逐漸加油時(shí)響聲又隨轉(zhuǎn)速的提高節(jié)奏加快,可初步斷定為氣門腳響或氣門落座響。
柴油機(jī)由于受著火敲擊聲的影響,其氣門響不易聽診。聽診時(shí)可采用提高轉(zhuǎn)速后迅速收回供油拉桿的方法,趁發(fā)動(dòng)機(jī)降速時(shí),避開著火敲擊聲的干擾,仔細(xì)傾聽。
(2)檢查氣門間隙
打開氣門室罩,用塞尺檢查,氣門間隙,間隙最大的往往是最響的氣門。運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)動(dòng)機(jī),當(dāng)用塞尺插入氣門腳間隙處致使響聲減弱或消失時(shí),即可確定是該氣門響,且由間隙太大造成。若需進(jìn)一步確診是氣門腳響還是氣門落座響,可在氣門上滴入少許機(jī)油。如瞬間響聲減弱或消失,說明是氣門腳響;如響聲無變化,說明是氣門落座響。氣門落座響如系座圈松動(dòng)造成,其響聲不如氣門腳響堅(jiān)實(shí),且?guī)в衅扑槁暋?/p>
1.6.1 現(xiàn)象
發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可從加機(jī)油口處聽到曲軸箱內(nèi)發(fā)出“唰、唰、唰”的漏氣聲,負(fù)荷、轉(zhuǎn)速愈高時(shí)響聲愈大。當(dāng)收回油門或單缸斷火時(shí),響聲減弱或消失。
1.6.2 原因
(1)活塞環(huán)與汽缸壁漏光度太大;
(2)活塞環(huán)開口間隙太大或各環(huán)開口重合;
(3)活塞環(huán)彈力太弱或因其側(cè)隙、背隙太小而造成背壓力建立不起來;
(4)活塞環(huán)卡死在環(huán)槽內(nèi)。1.6.3 診斷方法(1)斷火試驗(yàn)
打開加機(jī)油口蓋,提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速至響聲最明顯、冒煙最大處穩(wěn)住。若某缸斷火后 響聲減弱或消失,且加機(jī)油口處的冒煙量明顯減少,說明漏氣異響是該缸發(fā)出。
1.7.1 現(xiàn)象
有的有節(jié)奏,有的無節(jié)奏。在有節(jié)奏的響聲中,有的屬于間響,有的屬于連響。轉(zhuǎn)速越高,響聲往往越大。使用單缸斷火,響聲不減弱。
1.7.2 原因
(1)齒輪嚙合間隙過大或過?。?/p>
(2)曲軸主軸承孔與凸輪軸軸承孔中心距在使用或保修中發(fā)生變化,變大或變??;
(3)齒輪的齒形不符合要求或齒面磨損過度;
(4)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周,其嚙合間隙松緊不一或發(fā)生根切;
(5)齒輪齒面碰傷、脫層或輪齒斷裂;
(6)齒輪在曲軸或凸輪軸上松動(dòng)或脫出;
(7)曲軸或凸輪軸軸向間隙過大;
(8)重新裝配一對(duì)正時(shí)齒輪時(shí),改變了原來的嚙合位置。
1.7.3 診斷方法
診斷的方法有兩種:一種是變換油門開度法,另一種是聽診法。在配合使用上述兩種方法的同時(shí),要結(jié)合以下情況分別進(jìn)行判斷。
(1)診斷中若發(fā)現(xiàn)響聲是無節(jié)奏的,且在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出“嘎啦、嘎啦”的響聲,中速時(shí)響的更為明顯,高速時(shí)響聲變得雜亂并帶有破碎聲,響聲嚴(yán)重時(shí)正時(shí)齒輪室蓋處有振動(dòng),這有可能是齒輪嚙合間隙太大造成的。
(2)如果出現(xiàn)有節(jié)奏的”哽、哽、哽”的響聲,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高時(shí)響聲越大,則可能是齒輪嚙合間隙不均造成。若響聲為連響,則故障出在曲軸正時(shí)齒輪上;若響聲為間響,則故障出在凸輪軸正時(shí)齒輪上。
(3)若響聲是有節(jié)奏的,發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能聽到”嗒啦、嗒啦”的聲音,中速以上時(shí)又變?yōu)榫o湊的”嗒、嗒、嗒”的響聲,這往往是金屬齒輪齒面碰傷以后出現(xiàn)的響聲,如果故障在曲軸正時(shí)齒輪上為連響,在凸輪軸正時(shí)齒輪上為間響。
(4)若在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聽到”咯啦、咯啦”的撞擊聲,加大油門開度時(shí),變?yōu)檩^雜亂的”哇啦啦”的聲音,甚至還帶點(diǎn)“咯棱、咯棱”的撞擊聲,正時(shí)齒輪室蓋處又伴隨有振動(dòng),通常,這是一對(duì)金屬正時(shí)齒輪發(fā)生根切造成的。
通過分析和診斷,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),判斷異響是一個(gè)復(fù)雜的過程,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)千變?nèi)f化,只有掌握這些特點(diǎn)和變化規(guī)律,才能判斷和查明原因,消除異響就是排除故障。
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