柴油发动机声响与故障判断排除.docx

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柴油发动机声响与故障判断排除

柴油发动机声响与故障判断排除

1、柴油发动机综合故障的分析和判断

发动机故障虽然产生的原因十分复杂，但归纳起来一般为油、电路和机械故障，当发动机出现故障后，经分析属油、电路故障时，首先应确定故障出在什么部位，然后逐步缩小目标，进一步查明和排除。

当发动机不能起动或工作不正常，而油、电路又工作良好时，应检查机械部分是否有故障。

机械故障往往产生各种声响，发动机异响和正常声响合鸣，给判断工作带来困难，在判断声响时，要根据声响部位、声响变化规律和结合发动机的温度、机油压力、排气烟色等征状进行。

2、柴油发动机常见的发响部位

发动机常见的发响部位、虽然与结构有关，但大致是相同的，现以柴油发动机为例，其常见的发响部位如下：

（1）活塞脱顶碰击气缸盖；

（2）活塞敲击气缸壁或活塞环漏气冲击油底壳；

（3）喷油嘴渗漏引起工作粗暴；

（4）进、排气门弹簧折断或锁块脱落敲击；

（5）气门挺杆敲击；

（6）气门脚间隙过大引起的敲击。

（7）凸轮轴正时齿轮破裂、轮齿磨损及其锁紧螺母松动敲击。

（8）曲轴皮带轮螺栓松动引起皮带轮敲击；

（9）凸轮轴轴向间隙过大引起的敲击。

（10）曲轴折断、主轴承松旷、连杆小头与活塞销松旷产生的敲击。

（11）飞轮固定不良引起的敲击。

（12）集滤器敲击油底壳。

（13）气缸衬垫烧穿引起的漏气声。

（14）排气歧管衬垫烧穿引起的漏气声。

3、诊断发动机声响故障的一般准则

目前，发动机异响的判断，主要还是靠经验听诊法，即通过检听发动机声响的音调高低和强弱来判断。

音调的高低是由机件的振动频率决定的；音调的强弱是由振动的振幅决定的。

发动机各机构的运动规律和故障状态不同，引起的振动频率和振幅不同，因而产生的音调高低、强弱也不同，这些差别就为异响诊断提供了依据。

除此之外，发动机各种异响又与发动机的工作循环、转速、负荷以及温度的变化有着密切的关系，而且有些异响还伴随其它故障现象，掌握这些变化规律也会为异响判断提供可靠的依据。

判断发动机异响的一般准则如下：

（1）利用发动机工作循环判断异响；

（2）利用发动机负荷变化判断异响；

（3）利用发动机温度变化判断异响；

（4）利用发动机转速变化判断异响；

（5）利用伴随故障现象判断异响。

4、柴油发动机声响故障与工作循环的关系，如何判断

对于四行程发动机的声响故障，有些与工作循环有明显的关系，有些则与工作循环无关。

这要根据发响机件所处的位置和工作状态而定。

（1）与工作循环有关的声响及判断

在发动机运转过程中，若曲柄连杆机构或配气机构中的某些运动机件发响，则明显地与工作循环有关，例如：

活塞与气缸壁间隙过大所引起的敲击声，曲轴每转一圈，就会发响一次，即喷油器每喷一次油（作功），将发响两次。

这是因为发动机在作功行程中，作用在活塞上的力P，将分解成为两个分力N和T，如图

（1）b所示，分力T传到连杆使曲轴旋转，分力N则将活塞压向气缸壁的右边，引起活塞敲击气缸壁；发动机在压缩行程中，分力N改变了方向，又将活塞压向气缸壁的左边，如图1（a）所示。

这样就会再次引起活塞敲击气缸壁，所以曲轴每旋转一圈，就会发生一次敲缸声响，与发动机工作循环有关的声响故障如下表1所示。

（图1）

表1与发动机工作循环有关的声响故障

发响次数与曲轴转数的关系

发响原因

曲轴每转一圈发响一次（喷油器喷油一次发响两次）

1、活塞敲击气缸壁

2、活塞销敲击声

3、活塞顶碰气缸凸肩（因磨损所致）

4、连杆轴承松旷过甚

5、活塞环漏气

曲轴每转两圈发响一次（喷油器喷油一次发响一次）

1、气门脚间隙过大

2、挺杆与其导管间隙过大

3、凸轮线性磨损

4、气门杆与其导管间隙过大

5、气门弹簧折断

6、凸轮轴正时齿轮径向破裂

7、气门座圈松脱

8、气门卡滞不能关闭

（2）与工作循环无关的声响故障及判断

在发动机运转过程中，有些声响故障与工作循环是无关的即发响次数与曲轴转速不成规律。

实践表明通常与工作循环无关的间隙发响，多为发动机附件的故障。

如发电机、起动机、水泵、空气压缩机等，这是由于安装不良或其皮带轮固定螺母松动所致。

可采用以下方法进行判断：

①发动机附件分别停转试验。

可择其一种附件停转试验。

例如，判断发电机某处不良发响，可将其传动皮带拆下，然后发动发动机试验，若声响消失，则表明故障在发电机若声响仍存在，则可进而拆下风扇皮带试验，若响声消失，则表明故障在水泵；若声响仍存在，可依次进行试验，直至找出故障的部位。

②根据声响特征大致区分故障部位

若听到与工作循环无关的金属连续摩擦声响时可能是某些旋转件有故障，如曲轴皮带是否与某处接触摩擦等。

5、发动机声响故障与负荷的关系，怎样判断

有些声响故障是与发动机负荷有关的。

表现为声响与缸位有有明显的关系。

与发动机负荷有关的声响故障见下表2。

表2发动机声响故障与负荷的关系

声响与缸位的关系

发响原因

某缸断油，声响消失或减轻

1、活塞敲缸

2、连杆轴承松旷

3、活塞环漏气

4、活塞销折断

某缸断油声响加重或原来无声响反而出现声响

1、活塞销衬套松旷

2、活塞裙部锥度较大

3、活塞销窜出

4、连杆轴承盖固定螺栓松动或轴承合金烧熔脱落

5、飞轮固定累栓松动严重

相邻双缸断油，声响消失或减轻

曲轴主轴承松旷

在判断过程中，可采取遂缸解除负荷的方法进行试验。

通常采用单缸或双缸断油法解除一个或两个缸位的负荷，以鉴别声响故障与负荷之间的关系。

6、发动机声响故障与发动机温度的关系

有些声响故障与发动机温度有关。

某些声响将会因发动机温度升高而减轻，甚至消失；也有些声响将因温度升高而加重，或低温时不响而当温度升高后出现声响。

与发动机温度有关的声响故障如下表3所示。

表3与发动机温度有关的声响故障

声响与发动机温度的关系

发响原因

低温发响，温度升高后声响减轻甚至损失

1、活塞与气缸壁间隙过大

2、活塞因主轴承机油槽深度、宽度失准或机油压力低而引起润滑不良

温度升高后有声响，温度降低后声响减轻或消失

1、过热引起的早燃

2、活塞反椭圆

3、活塞椭圆度过小

4、活塞与气缸壁间隙过小

5、活塞变形

6、活塞环各间隙（端隙、侧隙和背隙）过小

在实际中，检查此类声响故障并不多，一般多为活塞敲击气缸的声响，但仍要注意分析，因为它是声响的一种规律，对于分析判断和排除此类声响故障将起重要作用。

6、发动机声响故障与转速的关系，怎样判断。

发动机声响故障与发动机转速的关系更为明显，实践表明，大多数常见异响的存在，取决于发动机的转速状态，例如有些声响在发动机急加速（突然加大油门）时出现，如主轴承松旷发响，连杆轴承松旷发响等；有些声响在发动机急减速（发动机由高速运转突然完全放松油门，降为怠速运转）时更明显，如活塞销衬套松旷发响、曲轴折断发响等；有些声响仅在发动机怠速或低速运转期间出现，当转速提高后，则又消失，如活塞与气缸壁间隙过大发响，活塞销发响及气门挺杆发响等。

如下表4所示。

鉴于声响与发动机转速的这种特殊关系，在判断声响故障时，应做多种转速试验。

表4与发动机转速有关的声响故障

声响与发动机转速的关系

发响原因

声响在发动机急加速时出现，当维持高速运转时声响仍存在

1、连杆轴承松旷、轴瓦烧熔脱落或尺寸不符而转动

2、主轴承松旷、轴瓦烧熔脱落

3、活塞销折断

4、曲轴折断（有平衡重的）

发动机维持某转速时，声响紊乱，当急减速时，相继发出短暂的声响

1、凸轮轴正时齿轮破离，或其它固定螺母松动

2、曲轴折断（无平衡重的）

3、活塞销衬套松旷

4、凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松矿

声响仅在发动机怠速或低速时存在

1、活塞与气缸壁间隙过大

2、活塞销装配过紧，或连杆轴承装配过紧

3、挺杆与其导孔间隙过大

4、凸轮有线性磨损

5、曲轴皮带轮紧固螺栓松动影响带轮发响（在改变转速时，更为明显）

7、发动机异响与其它故障现象的关系

发动机的某些异响故障，在其发响时常常伴随出现其它故障现象。

如：

主轴承松旷发响时，往往伴随机油压力降低机件抖动等异常现象。

通常伴同异响出现的其它故障现象有机油压力降低，加机油口脉动冒烟、排气管冒烟与烟色不一、功率降低、燃油及润滑油消耗过甚等见表5。

因此，这些伴同现象就成为判断异响故障的重要依据。

表5伴同其它故障现象的异响故障

异响原因

伴同现象

1、主轴承径向间隙过大，或轴瓦合金烧熔脱落

机油压力降低、机体抖动

2、连杆轴承松旷过甚

机油压力降低

3、进、排气门卡滞不能关闭

个别气缸不工作、机体抖动。

若排气门卡滞，将造成排气管有“喘气”声响

4、活塞与气缸壁间隙过大，活塞环对口或抱死

加机油口脉动冒烟，排气管冒浓蓝烟，机油消耗量增多，燃油消耗量增多而功率下降

5、排气门弹簧折断

个别气缸不工作，机体抖动，发动机不易加速

6、喷油时间过迟

燃油消耗量增多，功率下降

不是每种异响故障与发动机的工作循环、负荷、温度、转速、振动区域和伴同现象均有关系，而只是与其中某些或数项有关。

例如：

活塞敲缸声响，与发动机的工作循环、负荷、温度、转速和伴同现象有关，而连杆轴承发响，则只与转速、负荷、振动区域有关。

若将每种异响与这些因素的关系归纳起来，就构成了每种异响的完整特征。

因此，判断异响故障，就是根据异响特征，进行特性分析、确定异响部位和排除故障的过程。

8、发动机声响故障与振动的关系及判断

发动机有异响时，在发动机某部位就会产生振动，而且其振动率与异响声频是一致的，掌握和利用这个特点，可以大致判明发响机件的部位，这是判断发动机异响故障的重要辅助手段。

判断试验方法是：

手握金属棒（或起子、金属管等）、触及发动机某区域，凭感觉断定异响与振动的关系，为了正确使用这种辅助判断手段，必须首先了解异响振动在发动机上的分布区域和该区域可听察到的异常声响。

（1）常见异响在发动机上引起振动的区域：

发动机常见异响所引起的振动，常在发动机的气缸盖部位、气门室、凸轮轴部位和曲轴箱分开面（即油底壳与气缸体的接合处）部位有所反应。

有的还在加机油口或正时齿轮盖处有某种反应。

常见异响在发动机上引起振动的分布区域如图2所示。

气缸盖部位的B-B区域；气门室的A-A区域；凸轮轴部位的C-C区域；曲轴箱与气缸体分开面的D-D区域。

（图2）

（2）各异响振动区域可听察的故障：

①B-B区域可听察的故障。

在发动机的该区域，可用金属棒（或起子、金属管）触及气缸盖各缸燃烧室部位，或触及主轴承、气门等相对的部位听察。

这样可以辅助判断活塞顶碰气缸盖或气缸凸肩（因气缸磨损过甚出现的缸肩），气门座圈脱出、曲轴折断和主轴承松旷等故障。

②A-A区域可听察的故障。

在发动机该区域的气门，可听察气门组合件发响。

用起子触听，可辅助判断活塞敲缸一类的故障；如拆下加机油口盖听察，可辅助诊断活塞销、连杆轴承、活塞环漏气等故障。

③C-C区域可听察的故障。

在发动机该区域，用起子触听凸轮轴的前、后衬套或正时齿轮盖部位，可辅助判断凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动、凸轮轴衬套松旷等故障。

④D-D区域可以听察的故障。

在发动机该区域，用起子触听气缸体和油底壳分开面的附近部位，可辅助判断主轴承发响或曲轴折断等故障。

9、发动机运转时振动发响的原因及判断程序

发动机运转时振动，说明发动机某部位存在有故障，将会产生噪声，且发动机燃油消耗增加，动力下降，引起振动的主要原因如下：

（1）发动机安装不稳，发动机前、后悬置软垫总成损坏或紧固螺栓松动。

（2）发动机运动件的配合间隙过大或机件不平衡。

（3）供油时刻失准。

（4）有个别气缸工作不良或不工作。

（5）底盘部分有的转动机件有故障或不衡，引起发动机振动。

发动机振动除用观察和触听等简易方法判断外，可按下表6所示的检查和判断程序进行。

发动机振动

安装良好

安装有松动

检查发动机安装情况

检查怠速和高速是否稳定

怠速或高速不良

故障在安装不良

怠速和高速均良好

故障在油路

有金属敲击声或粗暴声

听察发动机声响

无声响

故障在发动机工作粗暴或机件配合松旷

故障在曲轴飞轮组不平衡