隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,為了降低發(fā)動機噪聲及延長發(fā)動機的維修周期,發(fā)動機敲缸無疑成了人們必須要解決的問題。因此,為了減少發(fā)動機發(fā)生敲缸的機會,有些發(fā)動機采用了將活塞銷中心與活塞中心線偏離少許的設(shè)計,使活塞推力方向在活塞受到燃燒壓力時改變,以減輕活塞敲擊缸壁壓力,從而達到減少敲缸發(fā)生機會,但在實際當中由于各種因素比如加到劣質(zhì)機油、發(fā)動機氣缸壁磨損、燃燒室內(nèi)積炭嚴重等也會引起發(fā)動機敲缸。
發(fā)動機活塞敲缸異響形成的機理
所謂活塞敲缸異響,是指活塞側(cè)面拍打氣缸壁產(chǎn)生的異響。
一般來講,當活塞頂部產(chǎn)生軸向力的方向隨著活塞從壓縮沖程變?yōu)樽鞴?span id="htgbrzq" class="kl_auto_internal_links_tag">
沖程時,就會產(chǎn)生活塞敲缸異響。換句話說就是每次當活塞經(jīng)過上止點向下運動時,活塞都將被迫撞擊缸壁,導致活塞敲缸故障發(fā)生。而活塞敲缸與否的決定因素在于活塞與缸壁之間的間隙,也就是我們通常所說的活塞間隙。
發(fā)動機敲缸的原因
1.活塞與汽缸配合間隙過大。
由于修配不當造成活塞與氣缸配合間隙較大,或因氣缸磨損嚴重造成間隙過大。發(fā)動機低溫時活塞間隙較大,敲缸異響嚴重,發(fā)動機溫度升高后活塞產(chǎn)生膨脹,使得活塞配合間隙變小,敲缸異響隨之減輕或消失。隨著材料學的發(fā)展,活塞和缸套的耐磨性逐漸增強,一般在維修過程中最后考慮磨損導致的間隙增大問題。
2. 活塞方向裝反或活塞變形
破壞了活塞與汽缸配合的正常間隙,造成活塞敲缸響聲。
3.汽缸壁潤滑不良
潤滑條件不佳,機油壓力低或機油粘度過低,汽缸壁飛濺潤滑不良,活塞與缸壁之間不能形成正常的潤滑油膜,活塞與汽缸直接相碰而敲缸。
4. 連桿彎曲或扭曲變形
活塞連桿組的裝配使活塞在汽缸中歪斜量超過許可范圍,不但使密封性變壞、潤滑條件惡化,而且造成汽缸不正常磨損,從而使活塞與汽缸壁敲擊而出現(xiàn)響聲。
5. 潤滑油道堵塞
不能形成正常的壓力潤滑;連桿軸瓦或活塞銷配合過緊,引起活塞運動中與缸壁產(chǎn)生撞擊發(fā)出響聲。
6.燃燒室內(nèi)積炭嚴重。
燃燒室內(nèi)積炭過多時造成柴油發(fā)動機壓縮比增大,氣體壓力溫度過高,噴射入汽缸的霧狀柴油遇到高溫高壓的氣體即著火燃燒產(chǎn)生所謂的爆震。爆震時火焰以極高的速率向外傳播,甚至在氣體來不及膨脹的情況下,溫度和壓力急劇升高,形成壓力波.以聲速向前推進。當這種壓力波撞擊汽缸壁時就發(fā)出尖銳的敲缸聲,這就是所謂的油敲缸。
7.噴油提前角過大。
當噴油提前角過大時,即較早地噴射入霧狀柴油與空氣形成可燃混合氣,發(fā)動機達到正常工作溫度之后,此時缸內(nèi)壓力即使未達到正常工作壓力,但缸內(nèi)工作溫度很容易升至柴油著火點,使缸內(nèi)可燃混合氣迅速燃燒膨脹,缸內(nèi)壓力迅速上升,此時缸內(nèi)因氣體迅速膨脹而使汽缸燃燒壓力最高點提前,造成缸內(nèi)壓力過大,活塞所受水平分力增加,敲擊汽缸壁的力增加而出現(xiàn)敲缸異響。(噴油提前角過小與此異響無關(guān))
8. 可燃混合氣燃燒速度過快,引起缸內(nèi)壓力過高,活塞裙部撞擊汽缸壁而出現(xiàn)敲缸異響。
9.
汽缸墊過蒲或缸體頂面磨削過多,造成柴油發(fā)動機壓縮比增大(壓縮比大是柴油發(fā)動機的一大特點),引起爆燃出現(xiàn)敲缸聲。
發(fā)動機敲缸響的簡單診斷及排除方法
1. 把發(fā)動機轉(zhuǎn)速固定在敲擊最響的位置上,采取逐缸體斷火(柴油機和汽油機都應(yīng)同時斷油)法進行試驗。具體操作就不用再贅述了,如果試到該缸時,聲響顯著減弱或消失.則證明是該缸活塞敲擊汽缸壁。
2. 卸下火花塞或噴油器(柴油機),從其安裝孔處向氣缸內(nèi)加注少量機油,用啟動機帶動柴油發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)幾圈,使活塞與缸壁間充滿潤滑油膜,然后啟動柴油發(fā)動機。若在啟動后的瞬間響聲明顯減弱或消失。但隨著油膜的流失或燒蝕,響聲會很快出現(xiàn).說明敲缸異響發(fā)生在該缸。
3. 拆下汽缸蓋,檢查發(fā)動機燃燒室的積炭情況。如果發(fā)動機燃燒室內(nèi)積炭太多,應(yīng)用機械或化學方法清除。
4. 拆下汽缸蓋后,檢查、測量汽缸的磨損程度,如果汽缸磨損過大或損壞,應(yīng)按修理規(guī)范進行鏜削或更換缸套(現(xiàn)在一般直接更換汽缸體)。
5. 抽出活塞連桿組,用外徑千分尺和量缸表測量活塞同汽缸的配合間隙以及活塞銷同活塞銷孔的配合間隙是否符合使用要求。
6. 檢查連桿:檢查連桿的彎曲、扭曲變形情況。如果變形超限,應(yīng)冷壓校正或更換;檢查連桿小頭銅套,若磨損超限,應(yīng)更換銅套;連桿及連桿螺栓應(yīng)進行磁力探傷,連桿出現(xiàn)任何形式的裂紋,都必須更換。
7. 在裝配時應(yīng)檢查活塞安裝方向,特別是活塞銷偏置設(shè)計的柴油發(fā)動機,目的是降低發(fā)動機活塞敲缸機會,一旦方向裝反,則必然會導致或加劇發(fā)動機的敲缸異響。
發(fā)動機敲缸的判斷:
方法是將車支穩(wěn),并起動發(fā)動機,然后預(yù)熱3~5分鐘,讓機件得到良好的潤滑后,將發(fā)動機轉(zhuǎn)速提到2500轉(zhuǎn)/分鐘,回油門,在發(fā)動機轉(zhuǎn)速回到怠速轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分鐘的過程中,缸體內(nèi)是否發(fā)出連續(xù)嗒嗒嗒的敲擊碎聲,如有此現(xiàn)象則判為敲缸,也可以采用先將火花塞拆下,從此處向缸體內(nèi)注入少量的幾滴機油上,然后裝上火花塞起動,在短時間里缸體內(nèi)敲擊的聲音減弱或消失,但在短時間內(nèi)很快地又出現(xiàn)敲擊聲,則說明確有敲缸現(xiàn)象。
1.啟動發(fā)動機后,突然加速,便發(fā)生“嗒嗒”聲,即為敲缸聲。
2拆下火花塞,往氣缸內(nèi)注入約1/20升機油,再啟動發(fā)動機,如響聲減輕或消除,則是活塞與缸壁間隙過大機油暫時填滿所致。但幾分鐘后,機油受熱變稀漏去,響聲仍會出現(xiàn)。
3.用一長把改錐(或一金屬桿件),一端接觸氣缸的上部,另一端緊貼耳朵測聽,會聽到“嗒嗒”的敲擊聲。 有時由于修理時將連桿小頭套與活塞銷,裝配較緊也會發(fā)生敲缸聲,但這種響聲較沉悶,且一般是修車后啟動時才發(fā)生。 五、發(fā)動機敲缸的預(yù)防措施
1.修理發(fā)動機時選用符合質(zhì)量標準的零部件,以保證各零部件合適的配合間隙。 2.按規(guī)定對發(fā)動機進行曰常、一級、
二級維護保養(yǎng)。
3.發(fā)動機的點火或供油(柴油機)時刻要調(diào)整適當,防止因早燃而造成敲缸。 4.隨時觀察機油稠度和壓力,防止因機油稠度過稀或油道堵塞使機油壓力過低,活塞與汽缸潤滑不良造成敲缸。
5.發(fā)動機從小負荷到大負荷工作時,油門開度從小到大要過度平穩(wěn),不要長時間超負荷作業(yè),否則會加劇活塞與缸壁的磨損從而導致發(fā)動機敲缸響。
6.作業(yè)中如發(fā)現(xiàn)強烈的敲擊聲,要立即停車檢查,切忌讓發(fā)動機繼續(xù)運行。
發(fā)動機敲缸故障檢測方法
在了解了活塞敲缸的原因之后,下面我們就結(jié)合幾種常見的活塞敲缸故障來分析一下它們的成因及檢測方法。
1.發(fā)動機冷起動后活塞敲缸異響嚴重,熱車后響聲減輕
之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象,是由于活塞間隙過大或活塞變形所致。因為冷態(tài)下活塞間隙較大,敲缸異響自然嚴重一些,而當發(fā)動機溫度升高后,活塞會產(chǎn)生膨脹,從而使得活塞間隙變小,敲缸異響聲當然也就隨之減輕。
2.發(fā)動機冷車時基本正常,熱車加速時敲缸
提到這種故障,可能有人會覺得與第一種活塞敲缸異響有些矛盾,其實仔細分析一下就清楚了。我們知道,隨著發(fā)動機溫度的升高,混合氣燃燒速度也會相應(yīng)加快。
如果點火時間過早,氣缸燃燒壓力最高點將會提前,敲擊氣缸壁的力增加出現(xiàn)敲缸異響。對于此類故障的檢查內(nèi)容及方法如下。
(1)檢查所用燃油標號,低標號
汽油易產(chǎn)生爆燃。
(2)檢查發(fā)動機溫度。如果發(fā)動機溫度過高,燃燒室內(nèi)燃燒速度和燃燒壓力都將上升,從而造成爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。
(3)檢查點火正時,過早的點火時間會使燃燒壓力點提前,造成敲缸。
對于
電子控制點火系統(tǒng),應(yīng)重點檢查控制點火正時的相關(guān)信號,如節(jié)氣門位置傳感器、進氣壓力傳感器、爆震傳感器、空氣流量傳感器及水溫傳感器等,同時還應(yīng)用正時燈和電腦檢測儀檢查點火正時角度。這里我們重點強調(diào)一下對爆震傳感器信號的檢查。眾所周知,裝有爆震傳感器的發(fā)動機,在加速時,爆震傳感器要根據(jù)爆燃情況將及時傳送爆震信號給發(fā)動機電腦,電腦將依據(jù)爆震信號,進行相應(yīng)的點火正時調(diào)節(jié)。如果爆震傳感器失效或沒有及時將發(fā)動機爆震信號反饋給電腦,發(fā)動機點火時間就會超前,從而產(chǎn)生爆震異響。
(4)檢查發(fā)動機混合氣空燃比,即排氣中CO含量。
因為,如果發(fā)動機混合氣過濃,在同樣工況下,點火時間會相對過早,混合氣在氣缸中燃燒速度加快,氣缸燃燒室壓力上升過快,也會產(chǎn)生爆震異響。這種情況下應(yīng)著重檢查氧傳感器、空氣流量計、進氣壓力傳感器及油壓調(diào)節(jié)器。
(5)檢查發(fā)動機負極接地線連接是否良好。
有些型號的發(fā)動機
爆震傳感器及氧傳感器是靠外殼接地,當發(fā)動機接地線接地不良時,這2個信號不能正常地傳送,也會造成發(fā)動機爆震異響。
(6)檢查發(fā)動機燃燒室的積炭情況。
長期工作的發(fā)動機,燃燒室逐漸會形成大量積炭,由于積炭占據(jù)了燃燒室的空間,因而會引起發(fā)動機壓縮比的提高,最終導致燃燒溫度和壓力的提高。同時,由于積炭具有絕熱性,在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時,積炭保持了上次作功時的熱量,當混合氣壓縮到一定壓力和溫度時,積炭保存的熱量將會點燃混合氣,形成無規(guī)律燃燒,造成爆震異響。也就是常說的自燃和多點燃燒。因此應(yīng)及時清除發(fā)動機內(nèi)部積炭,以防敲缸
異響故障的發(fā)生
。
3.發(fā)動機總有敲缸異響且冷車時敲缸異響輕,熱車時敲缸異響較重
這種情況一般較多出現(xiàn)在剛大修完的發(fā)動機上。因此,為了避免出現(xiàn)此類故障,在裝配時應(yīng)著重檢查活塞安裝方向,特別是活塞銷偏置設(shè)計的發(fā)動機,原本是降低發(fā)動機活塞敲缸機會,一旦裝反,將使敲缸異響故障的發(fā)生不可避免。
4.單一氣缸敲缸導響
此類故障多為發(fā)動機活塞嚴重變形、
過熱造成活塞拉傷或氣缸拉傷所致。一般通過斷火試驗便可以找出拉缸的活塞,也可以通過內(nèi)窺鏡檢查。一般氣缸拉傷時,冷熱發(fā)動機都會產(chǎn)生異響。至于氣缸內(nèi)進異物或氣門彎曲后撞擊活塞產(chǎn)生的異響,則不論是否進行斷火試驗,異響總會存在。
總的來講,活塞異響、敲缸,可通過溫度高低判斷,也可通過斷火試驗,還可通過內(nèi)窺鏡進行檢查??傊?,只有將幾種方法結(jié)合使用,才能準確進行判斷,否則極易判斷失誤。