發(fā)動機出現(xiàn)異響的原因與排除

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發(fā)動機發(fā)生故障時，時常伴隨著異常的聲音出現(xiàn)，發(fā)動機出現(xiàn)異響，首先要根據(jù)聲響的類別辨別是由于正常爆發(fā)聲而產(chǎn)生的敲擊聲，還是由于不正常運動而產(chǎn)生的撞擊聲，然后再根據(jù)異響特征，結(jié)合構(gòu)造原理找出原因，進行排除。現(xiàn)將幾種故障產(chǎn)生的原因、異響特征及其排除方法分析如下。

(1)發(fā)動機工作粗暴引起的異響

俗稱“敲缸聲”;低速運轉(zhuǎn)時，聲音強，在距發(fā)動機十幾米遠處聽得比較真切;同時伴隨著起動困難，發(fā)動機著火后，運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，冷卻水消耗較快。這種異響是由噴油時間太早引起的，應(yīng)當重新調(diào)整供油提前角。

(2)發(fā)動機異響有一定規(guī)律，有時敲缸，有時放炮，同時伴隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定及間斷排放黑煙等現(xiàn)象。
這種不均勻的異響是由于噴油器滴漏柴油引起的，當出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，應(yīng)對噴油器進行保養(yǎng)。

(3)排氣管在排氣時伴隨著連續(xù)放炮聲，同時排黑煙，排氣管過熱，起動較困難。

當?shù)退贂r，放炮聲有所減輕。這種異響是噴油時間過遲引起的，應(yīng)及時調(diào)整供油提前角。

(4)發(fā)動機發(fā)出“空咚”、“空咚”的敲擊聲

在發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速突然變化時特別明顯，同時伴有燒機油的現(xiàn)象。這種異響聲是由于活塞與氣缸壁間隙過大，當柴油機工作時增加了活塞對氣缸壁的撞擊而引起的。為了進一步證實，可在柴油機溫度正常時停車，向氣缸套內(nèi)加入少許機油，待1 min后重新啟動，若響聲減弱或消失，則證明是活塞撞擊氣缸壁。這是因為加入的機油產(chǎn)生油膜補償了活塞裙部與氣缸之間的間隙，但待加入的機油耗盡時撞擊聲又出現(xiàn)，消除的辦法是換氣缸套或活塞。

(5)在氣缸體全長部位都能聽到似小錘輕輕敲擊鐵砧的“當當”響聲
當發(fā)動機轉(zhuǎn)速突然變化時聲響更明顯。這是因為活塞環(huán)側(cè)間隙太大引起的，應(yīng)更換活塞環(huán)，必要時活塞環(huán)一起更換。

(6)氣缸罩蓋周圍發(fā)出“咯嗒”、“咯嗒”的敲擊聲
熱機時聲音小，冷機時聲音大，低速停止供油時聲音不消失。主要原因是因為氣門間隙太大，造成氣門桿頭與搖臂撞擊，應(yīng)調(diào)整氣門間隙。

發(fā)動機異響特性的分析

發(fā)動機異響常與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負荷、溫度和工作循環(huán)有關(guān)，通過對異響進行特性分析，可找出其變化規(guī)律。
（1）異響與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系
發(fā)動機的大多數(shù)常見異響的存在取決于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
①異響僅在怠速或低速運轉(zhuǎn)時存在。發(fā)響的原因有：活塞與氣缸壁間隙過大；活塞銷裝配過緊或連桿軸承裝配過緊；挺桿與其導(dǎo)孔間隙過大；配氣凸輪輪廓磨損；有時，起動抓松動而使皮帶輪發(fā)響（在轉(zhuǎn)速改變時明顯）。
②維持在某轉(zhuǎn)速時聲響紊亂，急減速時相繼發(fā)出短暫聲響。發(fā)響的原因有：凸輪軸正時齒輪破裂或其固定螺母松動；曲軸折斷；活塞銷襯套松曠；凸輪軸軸向間隙過大或其襯套松曠。

③異響在發(fā)動機急加速時出現(xiàn)，維持高速運轉(zhuǎn)時聲響仍存在。發(fā)響的原因有：連桿軸承松曠、軸瓦燒熔或尺寸不符而轉(zhuǎn)動；曲軸軸承松曠或軸瓦燒容；活塞銷折斷；曲軸折斷。

（2）異響與負荷的關(guān)系
發(fā)動機上不少異響與其負荷有明顯的關(guān)系，診斷時可采取逐缸解除負荷的方法進行試驗，通常采用單缸或雙缸斷火法解除一或兩缸的負荷，以鑒別異響與負荷的關(guān)系。
①某缸斷火，異響頓無或減輕。發(fā)響的原因有：活塞敲缸；連桿軸承松曠；活塞環(huán)漏氣；活塞銷折斷。
②某缸斷火，則聲響加重，或原來無響，此時反而出現(xiàn)聲響。發(fā)響的原因有：活塞銷銅套松曠；活塞裙部錐度過大；活塞銷竄出；連桿軸承蓋固定螺栓松動過甚或連桿軸瓦合金燒熔脫凈；飛輪固定螺栓松動過甚。
③相鄰兩缸斷火異響減輕或消失。發(fā)響的原因有：曲軸軸承松曠。
（3）異響與溫度的關(guān)系
①低溫發(fā)響，溫度升高后聲響減輕，甚至消失。發(fā)響的原因有：活塞與缸壁間隙過大；活塞因主軸承油槽深度和寬度失準；機油壓力低而潤滑不良。
②溫度升高后有聲響，溫度降低后聲響減輕或消失。發(fā)響的原因有：過熱引起的早燃；活塞裙部橢圓的長、短軸方向相反；活塞橢圓度小、活塞與缸壁的間隙過小；活塞變形；活塞環(huán)各間隙過小。
（4）異響與發(fā)動機工作循環(huán)的關(guān)系
發(fā)動機的異響故障往往與發(fā)動機的工作循環(huán)有明顯的關(guān)系，尤其是曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)的異響都與工作循環(huán)有關(guān)。就四行程發(fā)動機而言，凡由曲柄連桿機構(gòu)引起的聲響均為發(fā)動機作功一次發(fā)響兩次；凡由配氣機構(gòu)引起的聲響均為發(fā)動機作功一次發(fā)響一次。
①由曲柄連桿機構(gòu)引起的異響其原因有：活塞敲擊缸壁；活塞銷發(fā)出的敲擊聲；活塞頂缸蓋；連桿軸承松曠過甚；活塞環(huán)漏氣。
②由配氣機構(gòu)引起的異響其原因有：氣門間隙過大；挺桿與其導(dǎo)孔間隙過大；凸輪輪廓靡損；氣門桿與其導(dǎo)管間隙過大；氣門彈簧折斷；凸輪軸正時齒輪徑向破裂；氣門座圈松脫；氣門卡滯不能關(guān)閉。
③若異響與工作循環(huán)無關(guān)，則應(yīng)注意其發(fā)響區(qū)域。通常，由與工作循環(huán)無關(guān)的間隙引起的發(fā)響多為發(fā)動機附件有故障；若是與工作循環(huán)無關(guān)的機件發(fā)出的連續(xù)金屬摩擦聲，則可考慮是某些旋轉(zhuǎn)件有故障。
（5）異響與發(fā)動機部位的關(guān)系
發(fā)動機發(fā)生異響時，必然會產(chǎn)生一定程度的振動，根據(jù)振動的特點和部位可以輔助診斷發(fā)生異響的原因。發(fā)動機常見異響所引起的振動部件和區(qū)域如附圖所示，可分為4個區(qū)域（A-B、B-B、C-C、D-D）和兩個部位（正時齒輪蓋、機油加注口）。
①在A-A區(qū)域可聽察燃燒室、主軸承和氣門等部位，可以輔助診斷活塞頂碰缸蓋、氣缸凸肩磨損過甚、氣門座圈脫出、曲軸折斷和主軸承松曠等故障。
②在B-B區(qū)域的氣門室一側(cè)，可聽察氣門組合件及挺桿等部位，如在氣門室對面，可輔助診斷活塞敲缸一類的故障；在機油加注口處聽察可輔助判明活塞銷、連桿軸承發(fā)響和活塞環(huán)漏氣等故障。
③在C-C區(qū)域可聽察凸輪軸的襯套和正時齒輪，可輔助診斷凸輪軸正時齒輪破裂或其固定螺母松動，以及凸輪襯套松曠等故障。
④D-D區(qū)域是在氣缸體及油底殼分開面的附近（凸輪軸的對面），在此區(qū)域聽察可以輔助判明主軸承發(fā)響或曲軸斷裂等故障。
（6）異響與其他故障現(xiàn)象的關(guān)系

發(fā)動機在發(fā)生某些異響故障時，常常伴隨出現(xiàn)其他故障現(xiàn)象。因此，這些伴同現(xiàn)象就成為輔助診斷異響原因的重要依據(jù)。發(fā)動機發(fā)生異響時常伴隨出現(xiàn)的其他故障現(xiàn)象如附表所示。

發(fā)動機異響的診斷

（1）發(fā)動機異響診斷的原則
若聲響在低速運轉(zhuǎn)時顯得輕微、單純，在高速運轉(zhuǎn)時顯得轟鳴且平穩(wěn)均勻，在加速或減速顯得圓滑過渡，則為正常聲響。
異響原因伴同現(xiàn)象
主軸承徑向間隙過大或軸瓦合金燒熔脫落機油壓力下降，機體振抖
連桿軸承松曠過甚機油壓力下降
進、排氣門卡滯不能閉個別缸不工作，機體振抖。若排氣門卡滯將造成排氣管有喘氣聲
活塞與缸壁間隙過大，活塞環(huán)對口或抱死加機油口出現(xiàn)脈動冒煙，排氣管冒濃藍煙，機油消耗多，燃油消耗多但是多功率下降
排氣門彈簧折斷個別缸不工作，發(fā)動機抖動，不易加速
點火時間過遲燃油消耗多，功率降低
若聲響中伴隨著沉悶的“鏜”“鏜”聲，或清脆的“當、當”聲，或短促的“嗒、嗒”聲，或細微的“涮、涮”聲，或強烈的“嘎、嘎”聲，即表明發(fā)動機存在不正常的異響，至于其是否嚴重，則可依據(jù)以下情況判斷：
①聲響若僅在怠速運轉(zhuǎn)時存在，轉(zhuǎn)速提高后即自行消失，在整個使用過程中聲響又無明顯的變化，則屬于危害不大的異響，允許暫時存在，待適當時機再行修理。
②聲響若在突然加速或突然減速時出現(xiàn)，而且當發(fā)動機在中、高速運轉(zhuǎn)期并不消失，同時又引起機體振抖，則屬于不允許再繼續(xù)存在異響，應(yīng)予以立即查明原因，進行排除。

③聲響倘若是在運轉(zhuǎn)中突然出現(xiàn)的，且又較猛烈，則不應(yīng)使用發(fā)動機繼續(xù)運轉(zhuǎn)或進行試聽診斷，而應(yīng)立即停機拆檢。一般應(yīng)先拆油底殼，再拆缸蓋。

發(fā)動機異響診斷的方法

①人工直觀試探法。主要是借助聽診器、斷火試驗，結(jié)合變換節(jié)氣門開度等，憑耳、眼進行行聽、察異響的變化情況。在聽察過程中，還要及時觀察排氣管冒出的煙色、煙量的變化和各儀表的工作情況等。

②儀器診斷法。因為發(fā)動機各類異響和振動的聲響、聲壓、振幅等不同，只要發(fā)動機各摩擦副磨損，配合間隙增大或某一部分發(fā)生松動，就會產(chǎn)生異響與振動，形成特有的聲級、聲壓和振幅并通過儀器反映出來。

發(fā)動機異響的確診過程

根據(jù)異響出現(xiàn)的時機和連貫存在的時間來看，異響一般都分別存在于怠速或低速運轉(zhuǎn)期間和高速運轉(zhuǎn)期間。
當異響出現(xiàn)在怠速或低速運轉(zhuǎn)期間，可依以下順序進行診斷：
①用單缸斷火法檢查異響與缸位是否有關(guān)聯(lián)。若某缸斷火后異響有明顯的變化，說明故障在該缸。
②若某缸斷火后異響并無明顯的變化，說明異響與缸位并無關(guān)系。繼而應(yīng)逐缸檢查異響與工作循環(huán)是否有關(guān)聯(lián)，判定故障出在哪一機構(gòu)。
③進而再逐漸提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，聽察異響有無變化，根據(jù)異響隨轉(zhuǎn)速的變化，判斷運動機制耗損的程度。
④此外，在診斷過程中，還應(yīng)注意觀察發(fā)動機溫度的變化對異響的影響。
當異響出現(xiàn)在高速運轉(zhuǎn)期間，可依以下順序進行診斷：
①從低速逐漸提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，直至高速運轉(zhuǎn)。在此過程中，注意異響出現(xiàn)的時機。
②當異響出現(xiàn)后，使發(fā)動機穩(wěn)定于該轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，仔細聽察異響，利用單缸斷火法查明缸位。
③若難以查明缸位，則應(yīng)聽察該異響分布的區(qū)域。
④若從低速逐漸提高轉(zhuǎn)速的過程中，并不出現(xiàn)異響，卻在急加速或急減速時出現(xiàn)異響，則用單缸斷火法并配以速度的急劇變化，即可判明異響發(fā)生在哪個缸位。

通過上述診斷，基本可查明異響與發(fā)動機的負荷、工作循環(huán)、轉(zhuǎn)速和溫度之間的關(guān)系。如若異響與某種異響特性相符合，即可作出診斷結(jié)診。此外，在診斷過程中還應(yīng)聽察異響引起的振動部位及伴同的其他故障現(xiàn)象，注意機油壓力、機油加注口和排氣管等處的變化，輔以診斷故障，從而得出確診的結(jié)論。

發(fā)動機異響實例分析

我公司一臺ZLM30型發(fā)動機，在使用中駕駛員反映該機的發(fā)動機有異響，經(jīng)到現(xiàn)場診斷發(fā)現(xiàn)：
①在發(fā)動機體外聽察時，怠速時其異響為短促而堅實的“嗒、嗒”聲；若發(fā)動機轉(zhuǎn)速由怠速到中速時，異響更清晰，為連續(xù)敲擊聲，并且隨著轉(zhuǎn)速的增高，敲擊聲更為突出，急加速時異響明顯。
②不論發(fā)動機溫度高或低，異響沒有變化。
③將發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定于中速，側(cè)耳細聽時發(fā)現(xiàn)，異響是有規(guī)律的聲響，且隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加，異響頻率提高。
④用單缸斷火法檢查時，發(fā)現(xiàn)解除III缸負荷后異響減弱；解除其他缸的負荷后異響無明顯變化；解除II、III缸和III、IV缸的負荷后，異響減弱程度同解除II缸負荷后的相近。
⑤將機油加注口蓋打開，傾耳聽察發(fā)現(xiàn)，異響呈清脆而音量較大的“當、當”聲。
⑥在檢查異響的同時，觀察到機油壓力偏低。

通過上述診斷、分析知：

該異響與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負荷、工作循環(huán)有關(guān)，而與發(fā)動機的溫度無關(guān)；

同時，異響隨轉(zhuǎn)速的升高而加強，解除III缸負荷后異響減弱，因而根據(jù)異響特性初步認為故障是III缸的連桿軸承松曠引起，再結(jié)合異響的部位及機油壓力的偏低，最終判定故障是III缸的連桿軸承松曠，應(yīng)馬上進行檢修。

拆下連桿軸瓦后，發(fā)現(xiàn)II缸的軸瓦已嚴重剝落，表面有輕微燒熔，其他各缸軸瓦正常；經(jīng)測量，曲軸上連桿軸頸的尺寸和圓度均在要求范圍內(nèi)。

更換了一付連桿軸承后異響消失。

因該故障發(fā)現(xiàn)處理得早，防止了故障的擴大。

同時因運用了異響特性的分析和診斷方法，正確地診斷了故障的原因，做到了有目的地拆檢，及時地排除了故障。