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1、第七节发动机异响第七节发动机异响的检测与故障诊断的检测与故障诊断本讲稿第一页，共四十九页一、发动机故障与异响 1.发动机正常响声 是一种平稳而有节奏、协调的声音。2.发动机异响声 发动机在工作中产生的超出规定的响声称为发动机异响。本讲稿第二页，共四十九页2.发动机异响的诊断方法 根据响声的大小、发出的部位、声响的特征、振动的程度、出现的时机以及声响变化的规律等因素初步诊断。然后，排气烟色与烟量的观察，发动机温度、机油压力的变化及使用中的其他相关情况等作全面分析与推断，在诊断中还要借助断缸法与简单的诊断仪器辅助法，使异响的诊断更准确。本讲稿第三页，共四十九页二、影响发动机异响的因素 发动机的异响
2、与配合间隙、润滑条件、温度、负荷、速转有关。本讲稿第四页，共四十九页1.配合间隙 当润滑、温度、负荷和速度等一定时，异响是随配合间隙的增大而变得明显的。如活塞与缸套的配合间隙越大，响声也越明显。本讲稿第五页，共四十九页2.润滑条件润滑条件 品质好的润滑油和适宜的压力就能产生较好的润滑油膜。润滑油膜越厚，机械冲击就越小，噪声也就越轻，异响就不易发生。本讲稿第六页，共四十九页3.温度温度 金属零部件受到高温作用引起几何形状变化，这种变形又影响到配合间隙变化，润滑油在高温下易变质和变稀（润滑油粘度下降），使润滑油膜厚变薄，润滑性能变差。本讲稿第七页，共四十九页4.负荷负荷 负荷越大异响就越明显。根据
3、异响随负荷变化的规律和特点就可判定故障的性质和位置。例如：发动机稳定在怠速运转，就可听到清晰的活塞敲缸响；而不严重的连杆轴承响则需要急抖节气门才能听到；活塞敲缸响和连杆轴承响都有在单缸断火后异响减弱或消失的特点，利用这一特点不仅能确定故障的性质，而且还能找出故障的位置。本讲稿第八页，共四十九页 发动机所以出现异响，是因为每种异响都有其特定的振动频率，当运动速度的频率是异响频率的整数倍时，会产生共振现象，于是异响加剧。即每种异响在其响声最明显时都对应一个运动速度段（速度范围）。如活塞敲缸响在发动机的低速段最明显；连杆轴承响在发动机的中速段最明显，传动轴不平衡响在汽车中速以上行驶时最突出，随着车速
4、的升高，传动轴的振动也随之加剧。5.速度速度本讲稿第九页，共四十九页6.部位 异响部位一般离故障位置较近，据此可以判定是什么机构、总成或系统出现故障，从而缩小诊断故障的范围。如异响在气门室处明显，说明气门机构有故障；在曲轴箱内异响明显，说明活塞、活塞销、连杆或曲轴轴承有故障等。本讲稿第十页，共四十九页三、异响鉴别 1.分清主机与附件的响声 如果将V带松开后响声消失，说明该响声与水泵或发动机及其旋转部件有关；松开空气压缩机V带后响声消失，说明该响声与空气压缩机及其旋转部件有关。若将V带松开后响声仍不消失，应考虑是主机及其他部件发响。本讲稿第十一页，共四十九页2.分清连响与间响 连响提指曲轴每转一
5、周响一次，间响是曲轴每转两周响一次。气门机构所发出的响声属于间响，活塞连杆组间隙过大发出的响声一般也是间响。这是由于摩擦副配合间隙较大，活塞在工作行程中产生的冲击所造成的。如果活塞顶部与气缸盖相撞，更换活塞环时未刮缸口或燃烧室里进人异物，所发出的撞击声一般都是连响。本讲稿第十二页，共四十九页3分清“上缸”与“反上缸”将某缸单缸断火后，响声减弱或消失，复火时又重新出现，称该响声“上缸”；若单缸断火后响声增强或出现，称“反上缸”。配气机构所发出的响声一般不“上缸”。活塞、活塞销、连杆衬套及轴瓦由于配合间隙过大所发出的响声一般都“上缸”。活塞有破损、连杆螺栓松脱、连杆轴瓦合金严重脱落，有时容易造成“
6、反上缸”（某缸断火后，由间响变为连响，这也是“反上缸”的一种表现）。本讲稿第十三页，共四十九页4.分清良性响声与恶性响声 所谓良性响声，是指在短期内不会对机件造成明显损坏的响声。例如，气门间隙稍大所发出的碰击声，发动机怠速运转时空气滤清器发出的振动声等。这些响声虽不会马上对机件带来损害，但容易与其他响声混淆，造成误判。所谓恶性响声，是指能很快造成机件严重损坏的响声。发动机有明显的“上缸”响声时，应引起足够的注意，特别是“反上缸”响声及汽车所发出的沉重或振动较大的响声，都属于恶性响声。若此种响声随着温度、转速及负荷的升高而增大，则应立即停车检查。本讲稿第十四页，共四十九页四、异响诊断 1曲轴主轴
7、承响 （1）故障现象 发动机稳定运转时声响不明显，急加速或负荷较大时，发出较沉重、有力、有节奏的“当当”声，严重时机体振抖。本讲稿第十五页，共四十九页（2）故障原因 1）因主轴颈磨损失圆造成的主轴承配合间隙过大或配合不良。2）润滑不良。3）主轴承盖螺栓松动，轴承合金脱落、烧损和轴承破裂等。4）曲轴弯曲 本讲稿第十六页，共四十九页（3）故障诊断 1）改变发动机转速，转速增高，响声增大，中速向高速过渡时响声明显，急加速异响明显。低速时，用手微微抖动并反复加大节气门，同时仔细察听异响，如响声随转速升高而增大，抖动节气门时在加速的瞬间响声较明显，一般是主轴承松旷：如在怠速或低速时响声较明显，高速时杂乱
8、，可能是曲轴弯曲；如在高速时有较大振动，油压显著降低，一般是主轴承松旷严重、烧损或减摩合金脱落。2）负荷增大，响声加大，负荷变化时响声较明显。3）发动机温度变化时，异响变化不明显。本讲稿第十七页，共四十九页 4）单缸断火时，响声不变（末道主轴承响，响声减弱），相邻两缸均断火时，响声明显减弱。5）发动机跳火1次，发响2次，即每工作循环响2次。6）润滑不良时，响声加重，一般有明显的油压降低现象。7）反复抖动节气门，从加机油口（或曲轴箱通风管口）处听诊，可听到明显的沉重有力的金属敲击声。或用听诊器触在油底壳或曲轴箱与曲轴轴线齐平的位置上听诊，响声最强的部位即为发出异响的主轴承。8）伴随现象。主轴承异
9、响往往会伴随有油压降低现象，严重时发动机振抖，尤其是在高速或大负荷时。本讲稿第十八页，共四十九页2.连杆轴承响连杆轴承响 （1）故障现象 发动机怠速运转时无异响或响声较小，急加速时有较重且短促的“当当当”明显连续的 敲击声。这是连杆轴承响的主要特征，严重时怠速也能听到明显响声。连杆轴承响比主轴承响清脆、缓和、短促。本讲稿第十九页，共四十九页（2）故障原因 1）连杆轴承或轴颈磨损，使配合间隙过大或配合不良。2）油压过低，或机油变质，或连杆轴颈油道堵塞，致使润滑不良。3）连杆轴承盖螺栓松动或折断。4）连杆轴承尺寸不符，引起转动或断裂。5）连杆轴承减摩合金脱落或烧毁。本讲稿第二十页，共四十九页（3）
10、故障诊断 1）改变发动机转速，怠速时声响较小，中速时较为明显，稍稍加大节气门有连续的敲击声，急加速时敲击声随之增加高速时因其他杂音干扰而不明显。诊断时使发动机怠速运转，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，同时结合单缸断火法，并在加机油口处听诊，响声随转速的升高而增大，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清晰、明显的敲击声。本讲稿第二十一页，共四十九页 2）负荷增大，响声加剧。3）发动机温度变化时，响声通常不变，但有时也受润滑油温度的影响。4）单缸断火，响声明显减弱或消失，但复火时又能立即出现，即响声上缸。但当连杆轴承松旷过甚时，单缸
11、断火声响无明显变化。5）点火1次，发响2次，即每工作循环响2次。6）连杆轴承响声在油底壳侧面较大。如用听诊器触在机体上听诊，响声不十分清晰，但在加机油口处或曲轴箱通风管口处直接察听，可清楚听到连杆轴承敲击声。7）伴随现象。连杆轴承响伴随有油压明显降低现象，严重时机体振抖，这有别于活塞销响和活塞敲缸。可用手将螺丝刀或听诊器抵住缸体下部或油底壳处，当触及相应的故障缸位时有明显振动感。本讲稿第二十二页，共四十九页3.活塞敲缸活塞敲缸 活塞敲缸指活塞上下运动时在汽缸内摆动或窜动，其头部或裙部与汽缸壁、缸盖碰撞发出的响声。通常专指活塞与汽缸壁间隙较大，活塞上下运动时撞击汽缸壁发出的响声。（1）故障现象
12、发动机怠速或低速运转时，在汽缸的上部发出清晰而明显的、有节奏的“达达达”的连续不断的金属敲击声，严重时响声变沉重，即为“当当当”声响。本讲稿第二十三页，共四十九页（2）故障原因 1）活塞与汽缸壁配合间隙过大。2）活塞裙部腐蚀，或汽缸磨损过大。3）油压过低，汽缸壁润滑不良。本讲稿第二十四页，共四十九页 （3）故障诊断 1）怠速或低速时比较清晰，中速以上运转时，异响减弱或消失。2）负荷加大，响声加大。3）一般冷车时响声明显，热车后响声减弱或消失，即冷敲缸，严重时冷热均敲缸，并伴有振抖。4）将发动机置于异响明显的转速下，进行单缸断火试验，响声明显减弱或消失。5）曲轴转1圈，发响1次，且有节奏性，转速
13、提高响声加快。本讲稿第二十五页，共四十九页 6）润滑不良响声加重。7）将听诊器或听诊杆触在机体上部两侧进行听诊。若响声较强并稍有振动，再结合断火试验，即可确定出异响汽缸。8）伴随现象。排气管排蓝烟、缸压降低等。用手将螺丝刀或听诊器抵紧汽缸侧部触试，有明显振动感。本讲稿第二十六页，共四十九页 发动机敲缸包括冷态敲缸、热态敲缸和冷热态均敲缸。发动机冷态不响，热车后怠速发响，并伴有机体轻微抖动，且温度越高，响声越大，即为热态敲缸。热态敲缸要及时排除，否则转化成拉缸事故。热态敲缸的故障原因为连杆轴颈与主轴颈不平行、连杆弯曲、连杆衬套轴向偏斜等造成的活塞偏缸，活塞配合间隙过小、椭圆度过小或反椭圆、活塞变
14、形等造成的活塞过紧，活塞环端隙、背隙过小造成的活塞环卡滞等。冷热均敲缸的故障原因为活塞销与连杆衬套或与连杆小头装配过紧，连杆轴承装配过紧，活塞裙部圆柱度过大等，冷敲缸或热敲缸较为严重时也会导致冷热均敲缸。本讲稿第二十七页，共四十九页 4.活塞销响活塞销响 （1）故障现象 在怠速、低速和从怠速向低速抖动节气门时，发出响亮、尖脆而有节奏的“嘎嘎嘎”金属敲击声，类似两个钢球相碰的声音，呈上下双响。略将点火时间提前，声响加剧，在同样转速下比活塞敲缸响连续而尖锐。本讲稿第二十八页，共四十九页 （2）故障原因 1）活塞销与销孔、连杆衬套磨损严重，配合间隙过大。2）卡环松旷、脱落。3）润滑不良等。4）活塞销
15、断裂。本讲稿第二十九页，共四十九页 （3）故障诊断 1）转速变化时，响声也随之周期性变化，加速时声响更大，在发动机转速稍高于怠速时比较明显，比轴承响清脆。抖动节气门，从怠速向低速加速时，响声能随转速的变化而变化，且在转速升高的瞬间，发出清脆、连续而有节奏的响声。2）温度上升，响声没有减弱，甚至更明显。有时冷车时响声小，热车时响声大。3）单缸断火时，响声减弱或消失。复火时响声会明显出现1响或连续2响。严重时，在响声较大的转速下进行断火试验时，往往响声不消失且变得杂乱。4）用螺丝刀或听诊器抵触在发动机上侧部或汽缸盖上察听，同时变换转速，在汽缸壁上部听诊比在下部明显。若响声不明显，可略将点火时间提前
16、，这时响声会较前明显，特点是上下双响，声音较脆。本讲稿第三十页，共四十九页5）根据不同征兆具体诊断：）根据不同征兆具体诊断：若转速越高，响声越大，单缸断火时响声反而杂乱，则故障为活塞销与衬套间隙过大。怠速运转时，响声为有节奏而较沉重的响声，提高转速声响不减，同时伴有机体轻微抖动，断火试验响声加重，则说明活塞销自由窜动。若急加速时声响尖锐而清晰，断火试验响声减轻或消失，则很可能是活塞销折断。本讲稿第三十一页，共四十九页 5.气门脚响气门脚响 （1）故障现象 怠速时，在气门室处发出连续不断的有节奏的“嗒嗒嗒”声，响声清脆有节奏，易区分。若有多只气门脚响，则声音杂乱，且断火试验响声无变化。本讲稿第三
17、十二页，共四十九页 （2）故障原因 1）气门脚润滑不良，或因磨损、调整不当造成气门间隙过大。2）气门间隙处两接触面不平。3）气门杆与气门导管配合间隙过大。4）摇臂轴配合松旷。本讲稿第三十三页，共四十九页 （3）故障诊断 1）转速增高响声增大，节奏加快。怠速、低速时响声明显，中速以上变得模糊杂乱。2）负荷、温度、缸位对气门脚响无影响，断火试验异响无变化。3）怠速下在气门室或气门罩处听诊异响非常明显，气门脚响清脆有节奏，在发动机周围就能听到较为清晰的响声。4）将气门室盖拆下，在怠速时用适当厚度的厚薄规插入气门间隙处，若响声消失或减弱即可确诊为该气门间隙过大。也可用厚薄规检查或用手晃试气门间隙，间隙
18、最大的往往是最响的气门。为进一步确诊是气门脚响还是气门落座响，可在气门间隙处滴入少许机油，如瞬间响声减弱或消失，说明是气门脚响；如响声无变化，说明是气门落座响。本讲稿第三十四页，共四十九页6.液压挺杆响液压挺杆响 (1)故障现象 1)发动机怠速运转时发出有节奏的金属敲击声，中速以上响声减弱或消失。用听诊器察听，凸轮轴附近响声明显，断火试验，响声无变化。本讲稿第三十五页，共四十九页 (2)故障原因 1)挺杆与导孔配合面磨损严重。2)挺杆液压偶件磨损。3)润滑油供油不足。本讲稿第三十六页，共四十九页 (3)故障诊断与排除 改变发动机转速并用听诊器察听响声的变化。怠速时发动机顶部响声明显，中速以上响
19、声减弱或消失，断火试验响声无变化，即为液压挺杆响。具体部位可用听诊器根据响声变化来判断。在起动时液压挺杆有不大的响声是正常的（润滑油未充分进入液压挺杆），发动机转速达到2500r/min后继续运转2分钟，若挺杆仍有响声，应先检查调整机油压力。若机油压力正常，则应更换液压挺杆。本讲稿第三十七页，共四十九页7.点火敲击响点火敲击响 (1)故障现象 汽油机空转急加速或负荷较大时，发出尖锐、清脆的“嘎啦嘎啦”的金属敲击响，好像几个钢球撞击的声音，随转速升高而逐渐消失。本讲稿第三十八页，共四十九页 (2)故障原因 汽油机点火敲击响是由突爆和早燃引起的。突爆发生在火花塞点火之后，而早燃发生在火花塞点火之前
20、，突爆可引起早燃，早燃又促进突爆，两者相互促动，因此很难进行区别。其主要原因为混合气过稀、汽油质量差、辛烷值太低、点火时间过早、压缩比过高、燃烧室积炭过多、发动机过热、负荷过大等。本讲稿第三十九页，共四十九页 （3）故障诊断 路试是诊断点火敲击响常用的可靠方法。热车后以最高挡最低稳定车速行驶，然后将加速踏板急速踩到底，如在急加速中发出“嘎啦嘎啦”的强烈响声并长时间不消失，而当稍抬加速踏板时响声又会立即减弱或消失，再加速时又重新出现，即可确诊为点火敲击响。诊断中应注意点火敲击响与气门响的区别。气门响可发生在任何转速下，而点火敲击响发生在汽车加速行驶、爬坡和满载等情况下。发动机产生点火敲击响后，只
21、要适当推迟点火正时，即可继续运行。如响声仍不消除，应进一步查明原因，检查是否有发动机过热或积炭过多等现象本讲稿第四十页，共四十九页 五、异响波形观测l发动机异响的仪器诊断法，较常见的是示波器诊断法。利用示波器，能观测到异响，可实现快速诊断。本讲稿第四十一页，共四十九页1示波器诊断异响的基本原理 诊断发动机异响所用的仪器，较常见的是异响示波器。它是利用仪器的加速度传感器（拾振器），把各种异响对应的振动信号拾取出来变为电信号，经过选频、放大后送到示波器显示出振动波形，对异响进行频率鉴别和幅度鉴别，再辅之以单缸断火（或单缸断油）、转速变化、听诊等传统手段，就能快速地判断出异响的种类、部位和严重程度。
22、本讲稿第四十二页，共四十九页2.异响波形观测方法 除了专用异响示波器以外，有些国产和进口发动机综合性能检侧仪（均带有示波器部分)也能观测发动机异响波形。下面以WfJ-1型发动机检测仪和解放CA10C发动机为例，说明异响波形的观测方法。观测前要将仪器上的加速度传感器，接触到发动机的相应部位。本讲稿第四十三页，共四十九页(1)曲轴主轴承响 按仪器使用说明书的要求键入规定的操作码，进行异响频率选择。将加速度传感器抵在发动机油底壳中上部稍前的位置上，提高发动机转速，找出响声明显的转速，并在该转速下稳定运转或微抖节气门反复加速运转。若示波器屏幕上有瞬时波形出现，发出的响声又沉重有力，说明是主轴承响。在稳
23、定运转或不断微抖节气门加速运转的情况下按一下“储存”键，主轴承响故障波形即存储在仪器内，复位后键入规定的操作码即可重显已存人的波形。按下“全缸”键，可显示主轴承响全缸波形.本讲稿第四十四页，共四十九页（2）连杆轴承响 按仪器使用说明书的要求键入规定的操作码，进行异响选择。将加速度传感器抵在曲轴箱上部对正连杆轴承处。测1、2、3缸时抵在A点，测4、5、6 缸时抵在B点。在提高发动机转速过程中找出响声明显的转速，并在该转速下稳定运转或微抖节气门反复加速运转。若屏幕上有瞬时波形出现，且发出的响声较主轴承轻而短促，说明是连杆轴承响。调整电位器使波形清晰，可按照主轴承响的方法进行存储、全缸波形重显和缸位
24、判断。本讲稿第四十五页，共四十九页（3）活塞敲缸响 按仪器使用说明书要求键入规定的操作码，将加速度传感器抵在气缸的上部。在怠速和低速下微抖节气门，若屏幕上有波形出现，且响声清晰而明显，说明是活塞敲缸响。调电位器使波形清晰。与诊断主轴承响一样，也可以存储、全缸重显、缸位判断和打印。视需要可结合经验法诊断，如向气缸内加机油确诊等。活塞敲缸响的故障波形。本讲稿第四十六页，共四十九页（4）活塞销响 按仪器使用说明书要求键入规定的操作码，将加速度传感器抵在缸盖上对准各缸活塞处。采用微抖节气门的方法找出响声最明显的转速，若屏幕上有窄而尖的瞬时波形出现，响声又清脆而连贯，说明是活塞销响。调电位器使波形清晰。
25、与诊断主轴承响一样，也可以存储、全缸重显、缸位判断和打印。视需要也可以结合经验法诊断，如察听复火时是否有连续的两响等。活塞销响的全缸波形和第3缸活塞销响的故障波形如图所示。本讲稿第四十七页，共四十九页（5）气门落座响 按仪器使用说明书要求键入规定的操作码，将加速度传感器抵在缸盖上对应进排气门附近。调电位器使波形清晰，屏幕上出现并列线和进排气门的落座波形。当某个气门落座有异响时，其波形幅度明显增大，因而很容易判断。如异响波形相对于其他同名气门波形左移，这一般是气门间隙太大使气门关闭时刻提前造成的。反之，若发现气门落座波形相对于其他同名气门波形右移，这一般是气门间隙太小使气门关闭时刻迟后造成的。和诊断主轴承响一样，对气门落座波形也可以存储、重显、缸位判断和打印。为了找出振幅大的波形，便于分析、判断，可逐缸打印出气门落座波形。必要时还可以键入规定的操作码，打印出同一缸的缸压波形以找出压缩终了上止点在第1缸的气门落座波形与缸压波形。发动机各缸处于压缩终了上止点时，各缸的进排气门均处于关闭状态。所以，气门落座波形不会出现在本缸并列线上，这与前述的主轴承响、连杆轴承响、活塞敲缸响、活塞销响等异响波形是不一样的。本讲稿第四十八页，共四十九页本讲稿第四十九页，共四十九页