毕业论文 汽车发动机异响的诊断与排除文档格式.docx

1、但主要部件的配合副,常常由于磨损配合间隙增大,或修理、装配不当,而产生不正常金属敲击声即“异响”。异响是发动机产生恶性损坏事故的前奏,表明存在严重的安全隐患 ,所以发动机出现了异响应该及时排除。虽然各部件由于材料、形状、部位以及工作条件和配合间隙的不同,其出现的异响也不一样,但都有各自的规律性。应在了解各种异响因素及异响部位判断手段和方法后,根据其特定规律判断故障,以便及时排除 ,保持发动机正常运转。发动机异响标志着发动机某一机构的工作状态已发生变化，往往反映着不同性质和不同程度的故障，异响仅是现象，故障是本质。发动机如在运行中出现异常响声，应注意诊断、检查、分析原因、正确判断以至排除，否则发

2、动机带病工作可能导致更大的损伤。发动机异响主要是因有些零件磨损过甚或装配、调整不当引起的。有些异响尚可预告发动机将可能发生事故性损伤，因而当发动机出现异响时，应及时修理，防止故障扩大。在拆开之前，先要进行检查，以初步确定故障的所在部位，然后对发动机异响特性的分析，可以基本上诊断异响的部位、原因和程度，避免拆检的盲目性和其他无关因素的干扰。本课题主要是通过对发动机异响特性的分析及诊断的研究，对汽车发动机异响的类型及诊断方法进行总结。第二章 发动机异响特性的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，通过对异响进行特性分析，可找出其变化规律。2.1异响与发动机转速的关系发动机的大多数

3、常见异响的存在取决于发动机的转速状态。（1） 异响仅在怠速或低速运转时存在。发响的原因有：活塞与气缸壁间隙过大；活塞销装配过紧 或连杆轴承装配过紧；挺杆与其导孔间隙过大；配气凸轮轮廓磨损；有时，起动抓松动而使皮带轮发响（在转速改变时明显）。 （2） 维持在某转速时声响紊乱，急减速时相继发出短暂声响。凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动；曲轴折断；活塞销衬套松旷；凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松旷。 （3） 异响在发动机急加速时出现，维持高速运转时声响仍存在。连杆轴承松旷、轴瓦烧熔或尺寸不符而转动；曲轴轴承松旷或轴瓦烧容；活塞销折断；曲轴折断。2.2异响与负荷的关系发动机上不少异响与其负荷有明显的关系

4、，诊断时可采取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的负荷，以鉴别异响与负荷的关系。 （1） 某缸断火，异响顿无或减轻。活塞敲缸；连杆轴承松旷；活塞环漏气；活塞销折断。 （2） 双缸断火，则声响加重，或原来无响，此时反而出现声响。活塞销铜套松旷；活塞裙部锥度过大；活塞销窜出；连杆轴承盖固定螺栓松动过甚或连杆轴瓦合金烧熔脱净；飞轮固定螺栓松动过甚。 （3） 相邻两缸断火异响减轻或消失。曲轴轴承松旷。2.3异响与温度的关系（1） 低温发响，温度升高后声响减轻，甚至消失。活塞与缸壁间隙过大；活塞因主轴承油槽深度和宽度失准；机油压力低而润滑不良。 （2） 温度升高后有声响，温

5、度降低后声响减轻或消失。过热引起的早燃；活塞裙部椭圆的长、短轴方向相反；活塞椭圆度小、活塞与缸壁的间隙过小；活塞变形；活塞环各间隙过小。2.4异响与发动机工作循环的关系发动机的异响故障往往与发动机的工作循环有明显的关系，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。就四行程发动机而言，凡由曲柄连杆机构引起的声响均为发动机作功一次发响两次；凡由配气机构引起的声响均为发动机作功一次发响一次。 （1） 由曲柄连杆机构引起的异响其原因有：活塞敲击缸壁；活塞销发出的敲击声；活塞顶缸盖；连杆轴承松旷过甚；活塞环漏气。 （2） 由配气机构引起的异响其原因有：气门间隙过大；凸轮轮廓磨损；气门杆与其导管间

6、隙过大；气门弹簧折断；凸轮轴正时齿轮径向破裂；气门座圈松脱；气门卡滞不能关闭。 （3） 若异响与工作循环无关，则应注意其发响区域。通常，由与工作循环无关的间隙引起的发响多为发动机附件有故障；若是与工作循环无关的机件发出的连续金属摩擦声，则可考虑是某些旋转件有故障。2.5异响与发动机部位的关系发动机发生异响时，必然会产生一定程度的振动，根据振动的特点和部位可以辅助诊断发生异响的原因。发动机常见异响所引起的振动部件和区域如表2-1所示，可分为4个区域（A-B、B-B、C-C、D-D）和两个部位（正时齿轮盖、机油加注口）。表2-1 发动机异响听察区域划分表区域 异响区域 辅助诊断项A-A 燃烧室、主

7、轴承和气门等部位 活塞顶碰缸盖、气门座圈脱出、曲轴折断和主轴承松旷等B-B 气门组合件及挺杆等部位 活塞敲缸一类的故障C-C 凸轮轴的衬套和正时齿轮 凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动，以及凸轮衬套松旷等故障D-D 气缸体及油底壳分开面附近 主轴承发响或曲轴断裂等故障 此外，在机油加注口处听察还可辅助判明活塞销、连杆轴承发响和活塞环漏气等故障。异响与其他故障现象的关系：发动机在发生某些异响故障时，常常伴随出现其他故障现象。因此，这些伴同现象就成为辅助诊断异响原因的重要依据。发动机发生异响时常伴随出现的其他故障现象如附表所示。第三章 发动机异响诊断与排除3.1发动机异响诊断3.1.1发动机异响诊

8、断依据在上一章中我们已经提到,在判别是否发动机为异响时，可借助下列各种变化和现象作出正确的诊断。 （1） 依据发动机工作循环。（2） 依据发动机负荷变化。（3） 依据发动机温度变化。（4） 依据发动机转速变化。（5） 发动机声响故障与振动的关系。3.1.2异响诊断的原则声响在低速运转时显得轻微、单纯，在高速运转时显得轰鸣且平稳均匀，在加速或减速显得圆滑过渡，则为正常声响。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,机油压力下降,机体振抖。（2） 连杆轴承松旷过甚,机油压力下降。（3） 进、排气门卡滞不能闭，个别气缸不工作，机体振抖。若排气门卡滞将造成排气管有喘气声。（4）

9、活塞与缸壁间隙过大，活塞环对口或抱死，加机油口出现脉动冒烟，排气管冒浓蓝烟，机油消耗多，燃油消耗多但是多功率下降。（5） 排气门弹簧折断，个别缸不工作，发动机抖动，不易加速。（6） 点火时间过迟，燃油消耗多，功率降低。若声响中伴随着沉闷的“镗、镗”声，或清脆的“当、当”声，或短促的“嗒、嗒”声，或细微的“涮、涮”声，或强烈的“嘎、嘎”声，即表明发动机存在不正常的异响，至于其是否严重，则可依据以下情况判断： 声响若仅在怠速运转时存在，转速提高后即自行消失，在整个使用过程中声响又无明显的变化，则属于危害不大的异响，允许暂时存在，待适当时机再行修理。 声响若在突然加速或突然减速时出现，而且当发动机在

10、中、高速运转期并不消失，同时又引起机体振抖，则属于不允许再继续存在异响，应予以立即查明原因，进行排除。 声响倘若是在运转中突然出现的，且又较猛烈，则不应使用发动机继续运转或进行试听诊断，而应立即停机拆检。一般应先拆油底壳，再拆缸盖。3.1.3异响诊断的方法人工直观试探法。主要是借助听诊器、断火试验，结合变换节气门开度等，凭耳、眼进行听、察异响的变化情况。在听察过程中，还要及时观察排气管冒出的烟色、烟量的变化和各仪表的工作情况等。仪器诊断法。因为发动机各类异响和振动的声响、声压、振幅等不同，只要发动机各摩擦副磨损，配合间隙增大或某一部分发生松动，就会产生异响与振动，形成特有的声级、声压和振幅并通

11、过仪器反映出来。（1） 异响的确诊过程：根据异响出现的时机和连贯存在的时间来看，异响一般都分别存在于怠速或低速运转期间和高速运转期间。当异响出现在怠速或低速运转期间，可依以下顺序进行诊断：用单缸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，说明故障在该缸。若某缸断火后异响并无明显的变化，说明异响与缸位并无关系。继而应逐缸检查异响与工作循环是否有关联，判定故障出在哪一机构。进而再逐渐提高发动机转速，听察异响有无变化，根据异响随转速的变化，判断运动机制耗损的程度。此外，在诊断过程中，还应注意观察发动机温度的变化对异响的影响。（2） 当异响出现在高速运转期间，可依以下顺序进行诊断：从

12、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。当异响出现后，使发动机稳定于该转速运转，仔细听察异响，利用单缸断火法查明缸位。若难以查明缸位，则应听察该异响分布的区域。若从低速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时出现异响，则用单缸断火法并配以速度的急剧变化，即可判明异响发生在哪个缸位。通过上述诊断，基本可查明异响与发动机的负荷、工作循环、转速和温度之间的关系。如若异响与某种异响特性相符合，即可作出诊断结诊。此外，在诊断过程中还应听察异响引起的振动部位及伴同的其他故障现象，注意机油压力、机油加注口和排气管等处的变化，辅以诊断故障，从而得出确诊的结论。3.

13、2发动机主要部位异响的特征及排除3.2.1气缸内异响的特征及排除发动机汽缸内的机件在高速运动中互相摩擦，在技术状况正常的情况下，会发出各种适度的响声，这是允许的，也是不可避免的。但在发动机技术状态不佳或潜伏着故障隐患时，缸内则会发出种种不同于正常响声的异常响声，这时若不及时找出产生异响的原因，并加以排除，则可能引发重大故障。一个有经验的摩托车驾驶员，不但应有熟练的驾驶技术，还应有较强的“听声知患”的本领，以防患于未然。发动机汽缸内的异响可归纳为活塞敲缸声、活塞销敲击声、活塞顶撞击缸盖声、活塞顶撞击声、活塞环敲击声、气门敲击声及汽缸爆震声等几种。其中，活塞基本结构如图3-1所示（1） 活塞敲缸异

14、响特征及排除活塞敲缸故障的主要特征是：其响声为一种清脆而有节奏的金属敲击声，位于发动机中部。发动机温度变化时响声有所变化，冷车时响声明显，而且在怠速时响声尤为清晰。发动机温度升高后，响声随之减弱或消失。对有敲缸的气缸断火时，响声明显减弱或消失。图3-1 筒形活塞组部件图1-活塞 2-气环 3-油环 5-弹簧挡圈 活塞敲缸故障的原因a 气缸磨损严重造成活塞与气缸配合间隙过大。b 发动机大修时修配不当造成活塞与气缸配合间隙过大。c 活塞方向装反。d 活塞与活塞销配合过紧，使活塞出现反椭圆形。e 连杆轴承配合间隙过小。 发动机活塞敲缸异响故障的诊断方法a 检查不同的发动机温度下响声的变化。b 断火检

15、查。c 加机油诊断。d 听诊。（2） 活塞拉缸异响的特征及排除活塞拉缸异响的特征是：响声类似于敲缸，随着发动机转速升高，响声明显增大。发动机温度变化时响声基本不变，断火时响声变化不明显。出现响声的气缸，其压缩压力明显降低。（3） 活塞销异响的特征及排除活塞销异响的诊断方法： 抖动节气门试验。 断火试验。 听诊。（4） 活塞环异响的特征及排除活塞环异响有两种，即活塞环敲击异响和活塞环漏气异响。 活塞环敲击异响的特点：响声为钝哑的“啪、啪”声，随发动机转速的升高响声随之加大，并且不变成较杂碎的声音。单缸断火试验时，响声减小但不消失。活塞环敲击异响的原因：a 活塞环折断；b 活塞环槽磨损，使活塞环在

16、环槽内松旷；c 活塞环撞击气缸口台阶。 活塞环漏气异响的特点：响声类似于敲缸响，打开加机油口盖可见大量淡蓝烟冒出。单缸断火试验时，响声明显减小。活塞环漏气异响的原因：a 气缸和活塞环磨损后活塞环开口间隙过大；b 气缸壁磨损后出现沟槽；c 由于积炭使活塞环粘结在环槽内失去密封；d 活塞环弹性太弱；e 活塞环质量不好或活塞失圆。 活塞环异响的诊断方法：a 进行单缸断火试验。b 打开加机油口盖检查，如有脉动性地向外冒淡蓝烟，且频率与响声吻合；作断火试验时，窜气减弱，则为活塞漏气异响。c 若发动机温度低时，发出“嘣、嘣、嘣”的响声，转速升高时响声随之增大；发动机温度升高后，响声逐渐减小或消失；作单缸断

17、火试验时响声消失，恢复工作后响声随即又出现，即可断定为活塞漏气异响。（5） 气门的异响 气门结构如图3-2所示:图3-2 气门零件及装配关系1-进气门 2-排气门 3-下弹簧座 4-上弹簧座 5-挺住 6-调整垫片 7-锁片 8-内弹簧 9-外弹簧 排气门漏气的异响，可在排气管消声器处听到，如轮胎严重漏气时的“唏唏”声。气门漏气可在化油器上口空气过滤器处听到，其声音如幼儿打口哨时的“嘘嘘”声。原因是气门与座圈的工作面严重磨损或烧蚀，出现凹槽和斑点，不能严密封闭。有的则是因为气门杆与导管间隙过大或气门杆弯曲，使气门头不能居中而歪斜，造成漏气。若气门弹簧弹力减弱或折断，则气门不能与座圈工作面紧密贴

18、合，也会造成漏气。从装配方面来说，若气门杆与导管间隙过小，工作中受热膨胀而被卡死，或是气门间隙调得过小，气门杆受热伸长而被挺杆或摇臂顶开气门，均会使气门不能完全关闭而漏气。 气门弹簧折断时的异常响声因气门安置方式而异。侧置式气门弹簧折断后，工作时发出“嚓嚓”的响声，若拆下气门室盖会听得更清晰。顶置式气门弹簧折断后，气门自动下沉，会与活塞发生撞击，并出现“当当”的敲击声。后者若不及时熄火，会造成顶烂活塞、折断连杆，甚至更为严重的损失。 气门积碳过多也会引起异常响声，因为积碳过多，碳层呈炽热状，活塞温度高，活塞环槽、活塞销孔的间隙增大，从而发出一种“喋喋”的异响。该故障往往伴有机温过高、发动机不易

19、熄火或不能熄火等现象。其原因是混合油中机油比例超标或油底壳机油大量窜入燃烧室，应进一步查明具体原因并予以排除。（6） 燃烧室发出的异响当发动机负荷增加时，有的发动机从汽缸部位发出“嗒嗒”的声响，与正常运转时的声响有所不同，甚至还伴有加速性能变差的现象。这种异响音量较大，在距发动机5-6m处都可听到，在突然加速时异响尤为明显，即可把它视为发动机爆震的征兆。当可燃混合气在汽缸内过快燃烧时，其瞬间释放出大量的热量，导致汽缸内压力急剧升高，高压气体强烈地冲击着活塞顶、汽缸盖和汽缸壁，引起爆震。产生爆震的主要原因有，发动机过热，点火时间过早，燃烧室内积碳过多，汽油的辛烷值过低，所用火花塞热值偏低，不符要

20、求等。听响声判明故障原因，主要是凭耳朵听，再根据经验来进行分析。方法虽快捷简便，但它须有一定的经验积累，其判断方能准确。3.2.2曲轴轴承（大瓦）和连杆轴承（小瓦）异响的特征及排除这2种异响首先从声音部位和声音频率上可以进行区分，一般大瓦声音低，小瓦声音高。其次可利用断缸的方法区分，因为当个别小瓦异响时，若断掉该缸的点火或喷油，异响将减弱或消失；若大瓦响，断缸时声响只会减弱或不变，但绝不会消失。我们再来分析一下曲轴大、小瓦异响原因，主要包括：a 固定大、小瓦的螺栓松动。b 大瓦或小瓦间隙过大。c 润滑不良或大、小瓦烧蚀。d 机油压力过低或机油过少时，一般小瓦在发动机高速时极易烧蚀，而大瓦烧蚀的

21、较少。e 当轴与瓦间隙过大时，比间隙较小时更易烧蚀。所以一般大修发动机时，轴与瓦应留有适量间隙，但千万不可过大。（1） 曲轴轴承异响的特征是：发动机运转速度突然变化时发出沉闷的“镗镗”敲击声，同时伴有振动现象。诊断方法有： 抖动并加大节气门试验。使发动机在低速下运转，用手微微抖动并反复加大节气门进行试验，同时仔细倾听。如响声是随着发动机转速的升高而增大，抖动节气门时在加油的瞬间响声较明显，这一般是主轴承松旷；如发动机在怠速或低速运转时响声较明显，高速时显得杂乱，则可能是曲轴弯曲；如在高速时机体有较大振动，机油压力显著降低，则一般是主轴承松旷严重、烧毁或减磨合金脱落。 从加机油口处听诊。打开加机

22、油口盖，从加油处仔细倾听，同时反复变更发动机转速进行试验。如果是主轴承响，可明显听到沉重有力的金属敲击声。 用听诊器具听诊。将听诊器或自制的简易听诊杆，在节气门开度不断变换的同时，触在机体曲轴箱两侧与曲轴轴线齐平的位置上进行听诊，响声最强的部位即为发响的主轴承。 断火试验。松开高压油管接头，如1缸断火后响声明显减弱，则为第一道主轴承响；如最末缸断火后响声明显减弱，则为最后一道主轴承响；如任意相邻两缸同时断火响声明显减弱，则为两缸之间的主轴承响。曲轴轴向窜动所产生的响声，单缸断火无变化。 踩离合器踏板试验。踩下离合器踏板保持不动，如果响声减弱或消失，则为曲轴轴向窜动产生的响声。 柴油机的降速试验

23、。诊断柴油机主轴承响时，为避开着火敲击声的干扰，可采取加大供油拉杆行程后再迅速收回的方法，趁发动机降速之机，如听到坚实而沉重的“刚、刚、刚”声，则有可能为主轴承响。同时应打开加机油口盖，辅之于听诊法和气缸断油法，以便于确诊。（2） 连杆轴承异响的特征是：在发动机突然加速时，有“铛、铛、铛”连续明显的敲击声。 变换转速试验。使发动机怠速运转，然后由怠速向低速，由低速向中速，再由中速向高速加大节气门进行试验，同时结合逐缸断火法和在加机油口处听诊等方法反复进行。响声随着转速的升高而增大，抖动节气门时，在加油的瞬间异响突出。响声严重时在任何转速下均可听到，甚至在怠速时也可听到清晰、明显的敲击声。在怠速

24、、中速和高速情况下，逐缸反复进行断火试验。如某缸断火后响声明显减弱或消失，在复火的瞬间又能立即出现，则可断定为该缸连杆轴承响。如用听诊器或简易听诊杆触在机体上听诊，往往不易听清楚。但在加机油口处直接倾听，可清楚地听到连杆轴承敲击声。 检查机油压力。诊断中要注意检查机油压力。如果响声严重，又伴随有机油压力低，这往往成为区别连杆轴承响与活塞销响、活塞敲缸响的重要依据。 柴油机连杆轴承响的诊断。与汽油相比，柴油机连杆轴承的响声比较钝重，诊断时只有避开着火敲击声的干扰，才能听得清楚。如果随着供油拉杆行程的加大，响声逐渐增强，并在迅速收回供油拉杆，趁发动机降速之际，能明显听到坚实的“哐、哐、哐”的敲击声

25、，即可初步断定为连杆轴承响。此外，也可在中、高速运转时作抖动供油拉杆试验，如这时出现坚实有力的敲击声，说明是连杆轴承响。诊断时可结合从加机油口处听诊、检查机油压力和做单缸断油试验等方法进行。如某缸断油后响声明显减弱或消失，复油后响声又具极积炭较厚，说明燃烧室积炭严重。这不仅引起突爆或早燃，而且提高了压缩比，致使发动机过热，故障在此。 如燃烧室内积炭较少，车辆在冬季行驶不长时间后即发生过热现象，可检查散热器下部至水泵的通水管是否冻结。用手触试散热器上部感到很烫，触试下部感到冰凉，用手捏下部通水软管时又硬又凉，说明该软管冻结，冷却系大循环中断，故障在此。 如果不在冬季，或者散热器下部通水管未冻结，可检查水泵的泵水效能。检查时用手握住发动机顶部至散热器的通水软管，然后由怠速加速到某一高速，如感到通水软管内水的流速随发动机转速的增加而加快，说明水泵工作正常；反之，说明水泵泵水效能丧失或欠佳。如水泵工作正常，再检查节温器的工作效能。用手触试发动机缸体、缸盖和小循环通水管，感到温差不大，且很烫；触试缸盖至散热器的通水软管和散热器上部感到不烫；触试散热器下部及下部通水软管感到温度很低。这说明节