浅谈发动机异响故障的诊断

2010-08-15董平

赤峰学院学报·自然科学版 2010年3期

关键词：响声凸轮轴声响

董平

（兴安职业技术学院，内蒙古乌兰浩特 137400）

浅谈发动机异响故障的诊断

董平

（兴安职业技术学院，内蒙古乌兰浩特 137400）

在发动机诊断中，常常要根据异常响声来找出发生故障的部件.发动机的异响是多种多样的，错综复杂的，可能不同的故障反映出来的异响相似，也可能同一故障，又反映出不同的声响特征.诸如此类，正常的声响和异常的声响混杂在一起，一时不易分辨，诊断人员只有进行周密的调查研究，反复分析比较辨别，透过现象看本质，才能找出其规律性，进而能动地对异响进行诊断.本文就我工作几十年对发动机异响故障诊断积累的一点经验，对发动机异响故障的产生、特征及诊断进行分析.

异响；故障；诊断

正常情况下，发动机以不同的转速运行时，虽然发出的声响的频率，波长，声级、衰减系数不同，但都有一定的规律和范围.倘若在运转中伴随着其他声响（如间歇的金属敲击声，连续的金属敲击声，连续的金属干摩擦声等），即表明发动机运转不正常.所伴随的声响即为异常响声，通称为异响.

1 发动机异响的产生

发动机发出异响，主要原因是由于内部机件磨损松旷或调整不当或使用不当引起的，标志着发动机存在故障，必须及时进行诊断，采取有效的防范维修措施.

发动机的异响是多种多样的，错综复杂的，可能不同的故障反映出来的异响相似，也可能同一故障，又反映出不同的声响特征.诸如此类，正常的声响和异常的声响混杂在一起，一时不易分辨，诊断人员只有进行周密的调查研究，反复分析比较辨别，透过现象看本质，才能找出其规律性，进而能动地对异响进行诊断.

在发动机诊断中，常常要根据异常响声来找出发生故障的部件.

1.1 发动机异响的类型

常见发动机异响可分为两类：

1.1.1 燃烧时产生的不正常响声.如汽油机的爆燃响声、柴油机的工作粗爆声.此种响声有的可以通过调整来排除，如点火过早、过迟；有的选用合适的燃料；有的可用清除积炭来排除.

1.1.2 曲柄连杆与配气机械金属敲击声，是某些配合零件自然磨损使其间隙过大、润滑不良、紧固松旷或修理调整不当使其配合间隙失准而产生的敲击声.

1.2 发动声机常见异常的部位和区域

发动机发生异响时，必然会产生一定程度的震动.根据震动的特点和部位，可辅助诊断异响的部位和原因.

1.2.1 缸盖部位.在该区域，可用螺丝刀和金属棒或金属管触试气缸盖各缸燃烧室部位或触试主轴承.气门等相对应的部位，能辅助诊断活塞顶碰缸盖.气缸上部凸肩（因活塞环与钢币不接触所致）.

1.2.2 气门室部位（顶置式气门发动机为挺杆室部位）.在该区域的气门一侧，可听察气门组合件及挺杆等机件发响，还可以在气门室对面，用螺丝刀触试，能辅助诊断活塞敲缸一类故障.还可以拧下机油加注口盖，倾耳听察，能辅助诊断活塞销.连杆轴承活塞环漏气等故障.

在该区域，可用螺丝刀触试凸轮轴的前.后衬套部位和触试正时齿轮盖部位，能辅助诊断凸轮轴正时齿轮破裂或固定螺母松动凸轮轴衬套松旷等故障.

1.2.3 凸轮轴部位.在该部位，可用螺丝刀触试凸轮轴的前、后衬套部位或触试正时齿轮盖部位，能辅助诊断凸轮轴正时齿轮破裂或固定螺母松动、凸轮轴衬套松旷等故障.

1.2.4 油底壳和缸体结合部位.在该区域，可用螺丝刀触试气缸体与油底壳分开面的附近（凸轮轴的对面），能辅助诊断曲轴轴承发响，或曲轴段列等故障.

2 发动机异响特征分析

发动机异响常与发动机的转速、负荷、温度和工作循环有关.所以对其进行特征分析，主要应从这四方面着手，找出每个异响的变化规律.

2.1 异响与发动机转速的关系

大多数异响的出现，取决于发动机的转速状态.

2.2 异响与负荷的关系

发动机不少异响与其负荷明显的关系.诊断时可采用单缸或逐缸解除负荷的方法进行试验，通常采用单缸或双缸断火法解除一或两缸位的负荷，以鉴别异响与负荷的关系.（1）某缸断火时，异响顿无或减轻.（2）某缸断火时，异响反而加重，或原本无异响，反而出现异响.（3）某相邻两缸断火时，异响减轻或消失.

2.3 异响与温度的关系

发动机的某些异响，与温度有关.有些异响将因发动机温度升高而减轻，甚至消失；有些异响低温时较轻，随温度升高而加重，或低温时并不响，当温度升高后出现异响.

2.4 异响与发动机工作循环的关系

发动机的异响，与发动机的工作循环也有较明显的关系.尤其是曲柄连杆机构和配气机构的异响都与工作循环有关：（1）活塞与缸壁间隙过大引起的敲击声.就四冲程发动机而言，曲轴每转一圈，就会发响一次，即火花塞跳火一次发响两次.（2）气门间隙过大所引起的敲击声.气门由凸轮轴带动挺柱而启闭，而凸轮轴的旋转就四冲程发动机而言，与曲轴旋转的圈数之比为1：2，即一个工作循环曲轴旋转二圈，凸轮轴只旋转一圈.由此可知，每点火一次，气门敲击声只出现一次.

由此得知，凡曲柄连杆机构引起的声响均为火花塞点火一次发响二次；凡配气机构引起的声响均为火花塞点火一次发响一次.这是此类声响的规律.

2.5 异响与其他故障现象的关联

发动机异响除了与发动机转速、负荷、温度、工作循环有关外，往往还与其他呈现出来的故障现象有着内在的关联.据此，这些伴同出现的故障现象可作为故障诊断的重要依据.通常，伴同异响出现的其他故障现象有：机油压力降低；机油加注口脉动冒烟；排气管冒出颜色不一的烟；功率下降；燃、润料消耗异常；润滑油颜色、品质变化；运转不稳定；难以起动等.

3 发动机异响故障的诊断程序

3.1 异响的确定

所谓异响的确定，是指从响声中找出异响.

在众多混杂的发动机响中，应确定哪些是正常的响声，哪些是异响.异响中那些是尚允许存在的，哪些则是不允许继续存在，必须予以排除的，这是异响诊断过程中首先应明确的.

其确定的原则是：第一，若声响在低速运转时显得轻微单纯，在高速运转时显得轰鸣平稳均匀，在加速和减速时显得圆滑过度，则为正常响声.第二，若声响中伴随着沉闷的“当当”声，清脆的“挡挡”声，短促的“嗒嗒”声，细致的“刷刷”声，尖锐的“喋喋”声和强烈的“嘎嘎”等响声，既表明发动机存在不正常的响声，至于是否允许存在，则可依据以下情况决断：

（1）声响倘若仅在怠速时存在，转速提高后即自行消失，在整个使用过程中声响存在不正常的声响有无明显的变化.属于危害不大异响，允许暂时存在，待适当时机再行修理.

（2）声响假若仅在突然加速或突然减速的时出现，而且当发动机在中，高速运转期并不消失，同时又引起机体颤抖，那么，这是属于不允许再继续存在的异响，应立即查明原因，予以排除.

（3）声响倘若是在运转中突然出现的，且又较猛烈，不应继续运转或试听诊断，而应立即停机拆检.一般先拆油底壳，再拆起气门盖（罩）.

3.2 异响的确诊

所谓异响的确诊是指异响进行特征分析，进而认定异响的部位，原因和程度.就异响的出现期间和连续存在的时间而言，异响一般部分都分别存在于：怠速或低速运转期间，高速运转期间，整个行车期间等几种时期.

3.2.1 怠速或低速运转期间当遇到此种条件下出现的异响，可依以下顺序诊断：

⑴用单缸的断火法检查异响与缸位是否有关联.若某缸断火后异响有明显的变化，说明故障即在该缸；若某缸断火后异响并无明显的变化，说明异缸与缸位并无关系.继而应逐缸检查异响与工作循环是否有关系，判定故障出在哪一机构.（2）逐渐提高发动几的转数，听察异响有无变化，根据异响随转的变化，判定运动机件的耗损程度.（3）在诊断过程中，还应该注意发动机的温度的变化对异响的影响.

通过上述三个过程的诊断，基本可查明异响与发动机的负荷，工作的循环，转数，温度之间的关系.如若异响与某种异响特性相符合，则可做出确诊结论.

3.2.2 高速运转期间当遇到此种条件下出现的异响.可依以下顺序诊断：

（1）从低速逐渐提高发动机转速，直至高速运转，在此过程中注意异响出现的时机.（2）当异响出现后，稳定于该转速运转，仔细听察异响，利用单缸断火法查明缸位.（3）若难以查明缸位，则应用螺丝刀听察法找到异响分布的区域.（4）若在逐渐提高转速的过程中，并不出现异响，却在急加速或急减速是出现异响，那么，可用单缸断火法，配以速度的急剧变化，即可判明异响在哪个缸上.（5）在诊断过程中，还应该注意机油压力，机油加注口，排气管等处的伴同现象变化，辅助诊断故障，从而得出确诊结论.

3.2.3 行车期间行车中的发动机异响，一般都能在停车后使发动机处于相同速度的运转中得到反映，从而诊断出异响故障的确诊结论.但有时也有例外，行车中的异响，停车后，使发动机同速度运转，却不再出现这种异响，则应调节化油器或急剧改变转速，一般都能使异响出现.然后再诊断其缸位和原因，得出确诊的结论.

有时行车中出现的异响，不一定是发动机的异响，而可能是其他的机件异响，则应踩下离合器踏板或脱开变速器的档位，再做急加速试验.如若消失，表明异响不在发动机而在底盘或车身部位.

应该说明的是，对于以上论述，不是每种异响都与发动机的转速、负荷、温度、工作循环以及振动区域、伴同现象有关的，而只是与其中的某项或数项有关.例如活塞敲缸声响将与发动机的转速、负荷、温度、工作工作循环和伴同现象有关，而连杆轴承响，则与转速、负荷、振动区域和伴同现象有关，与温度和工作循环无关.若将每种异响与这些因素的关系加以系统地归纳，就构成每种异响和完整特征，即异响特征.因此，异响故障的诊断方法就是异响特征的分析的方法.