发动机异响的检测诊断与维修

第八章发动机异响的检测诊断与维修一、发动机产生异响的原因二、发动机异响特性分析三、发动机异响故障的诊断四、发动机异响诊断仪第八章发动机异响的检测诊断与维修一、发动机产生异响的原因二、发动机异响特性分析三、发动机异响故障的诊断四、发动机异响诊断仪1.异响与发动机工作循环的关系（1）、与工作循环有关的异响如曲柄连杆机构内或配气机构中某些运动件发响，则明显与工作循环有关。发动机敲缸、活塞顶碰气缸凸肩声、连杆轴承松旷响、气门响、气门弹簧折断响、凸轮轴正时齿轮响等。（2）、与工作循环无关的异响有些异响的发响齿数与曲轴转数不成规律。此类异响多为发动机附件故障，其异响常为发电机、水泵、空气压缩机等安装不良或其带轮固定螺母松动等所引起。2.异响与负荷的关系在发动机运转过程中有些异响是与发动机负荷有关的，其表现是异响与缸位负荷有明显的关系，在诊断过程中，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，解除一到二缸负荷，以鉴别异响与负荷的关系。例如：某缸断火时，异响顿无或减轻；某缸断火时，声响反而加重或原本无异响，反而异响复出等，均说明异响与负荷有关。如声响无变化，则说明异响与负荷无关。通常曲柄连杆机构某些故障所引起的声响与缸位负荷有比较明显的关系，如活塞敲缸响、活塞销响、连杆轴承松旷响、曲轴主轴承松旷响、活塞环漏气响。3.异响与发动机温度的关系发动机有些异响与温度有关，其中某些异响低温严重而高温减轻或消失，如活塞与缸壁间隙过大而敲缸等；而另有一些异响，则因为发动机温度的升高而加重，或低温时不响，而机温升高后出现声响，如过热引起的早燃噪声、活塞不正常变形和活塞圆度过小及活塞与缸壁间隙过小发响等。4.异响与转速的关系发动机异响与发动机的转速也有很大关系，有些异响将在发动机急加速时出现，如主轴承松旷发响、连杆轴承松旷发响等；而又有一些异响将在发动机急减速时更明显，如凸轮轴正时齿轮破裂损坏发响、凸轮轴轴向间隙过大或衬套松旷发响、活塞销衬套松旷发响等；而另有些异响，仅在发动机怠速或低速运转期间出现，当转速提高后则消失，如活塞与缸壁间隙过大、活塞销装配过紧或连杆轴承装配过紧引起的异响。5.异响与其他故障现象的关系发动机的某些异响故障，常常伴随出现其他故障现象。例如主轴承松旷发响，往往伴随着机油压力降低、机件抖动等异常现象。因此，这些伴随现在就成为辅助诊断异响故障的重要依据。通常伴随异响的其他故障现象还有加机油口脉动冒烟、排气管冒烟且烟色不一、功率降低、个别缸不工作、加速迟缓、燃料消耗过大等。第八章发动机异响的检测诊断与维修一、发动机产生异响的原因二、发动机异响特性分析三、发动机异响故障的诊断四、发动机异响诊断仪一、活塞敲缸响1.故障现象发动机怠速或低速运转时，在气缸的上部发出清晰而明显的、有节奏的“嗒嗒嗒”的连续不断的金属敲击声，严重时响声沉重，即为“铛铛铛”声响。2.故障原因（1）活塞与气缸壁的配合间隙过大，使活塞在气缸内摆动，撞击气缸壁而发出响声。（2）气缸壁的的润滑状况变坏。（3）活塞销与连杆衬套配合过紧。（4）连杆弯曲。3.故障诊断①转速关系：发动机在怠速或低速时，敲缸声明显清晰，转速升高后，响声会减弱或消失；②温度关系：发动机低温时，响声明显，温度升高时，异响逐渐消失；③缸位关系：断缸，判断敲缸的具体位置；④负荷关系：负荷越大，响声越大，但是机油压力不下降。实际判断时：可以从火花塞孔用长嘴油壶注入活塞顶部少量机油，摇转曲轴数圈，使气缸与活塞之间充满润滑油膜，然后启动发动机，响声明显减弱或消失，随油膜的流失或烧掉，响声又很快出现，即为敲缸响。活塞拉缸响1.故障现象这种故障在新车或大修、走合期容易发生，拉缸响是发动机运转中活塞与气缸相互拉损而发出的异响。气缸内壁被拉成很深的沟纹，活塞、活塞环与气缸壁摩擦副丧失密封性，从而导致气缸压缩压力降低，动力性丧失；可燃混合气下窜使曲轴箱压力增大，严重时会引起曲轴箱爆炸；润滑油上窜到气缸内引起烧机油现象发生；排气管冒烟严重；发动机噪声异常；发动机不能正常工作甚至熄火。2.故障原因①活塞与气缸配合间隙过小；②活塞环与活塞间的侧隙和背隙过小，发动机运转时活塞环折断或卡死在环槽内；③润滑不良或机油内机械杂质过多；④发动机温度过高；⑤活塞销卡环脱落。3.故障诊断①转速关系：怠速明显，提高发动机转速时其加速性能不灵敏；②缸位关系：断缸判断时不明显；③温度关系：温度升高，响声不减弱反而有加重；④拆下有异响气缸的火花塞，往气缸内注入少量润滑油，装回火花塞，启动发动机，响声应无变化。二、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，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。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）活塞销断裂。二、活塞销响3.故障诊断①转速关系：怠速转入中速时，从机油加注口查听，有明显的金属敲击声（转速升高后异响消失）；②缸位关系：利用断缸检查具体的缸位；③温度关系：发动机温度升高后，响声不减弱。三、曲轴主轴承响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。2.故障原因（1）主轴承盖固定螺钉松动，主轴承减磨合金烧毁或脱落。（2）主轴承和轴颈磨损过甚、轴向止推装置磨损过甚，造成径向和轴向间隙过大。（3）曲轴弯曲。（4）机油压力太低或机油变质。①转速关系：反复变更发动机转速，当突然加速或减速时，如有明显沉重的“当当当”金属敲击响声，则是主轴承响；②温度关系：发动机低温时，响声明显，温度升高时，异响逐渐消失；③缸位关系：单缸无影响，相邻两缸断火，则响声减弱，则为该两缸主轴承响；④负荷关系：高速机体有较大振动感，负载爬坡驾驶室有振动，机油压力下降，则为主轴承间隙过大，轴瓦合金脱落。四、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，急加速时有明显的较重且短促的“当当当”连续的敲击声。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，或连杆轴承油道堵塞，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。3.故障诊断转速关系：反复变更发动机转速，当突然加速或减速时，如有明显沉重的“当当当”金属敲击响声，则是主轴承响；①温度关系：发动机低温时，响声明显，温度升高时，异响逐渐消失；②温度较高时，由低速突然加至中高速，其发出的敲击声明显加重，而转速再升高时，响声减弱，注意是连杆轴承间隙过大所致。③如果响声严重，伴随机油压力降低。这是区别连杆轴承响与活塞销响、活塞敲缸响的重要依据。故障现象：福特天霸轿车发动机前部异响，而且随着发动机转速的提高响声增大，此声音类似于点火提前的声音。故障诊断与排除：此响声可能是传动带张紧轮、水泵和曲轴带轮发出的，于是拆下发动机的传动带用手转动各轮都没有响声。进一步判断可能是曲轴带轮发出的响声。根据经验可以在不装传动带的情况下起动让曲轴带轮转动（发动机起动不能时间过长）此时发现有异响，故障找到，可以判定曲轴带轮有损坏处拆下曲轴带轮发现曲轴带轮上的减振胶块破裂，带轮运转时发生刚性冲击发出异响，更换曲轴带轮后异响消失。五、气门响1.故障现象发动机怠速时，发出有节奏的“嗒、嗒、嗒”响声，转速增高，响声也随之增大；发动机温度变化或做断火试验时，响声不变。2.故障原因（1）气门间隙过大。（2）气门挺杆处润滑不良。3、故障诊断（1）气门室罩旁听，若响声不随发动机温度、断火试验变化，而响声频率随发动机转速不同而变化，且高、中、低速时均有响声，则可诊断为气门挺杆响。（2）用塞尺做试验，插入某个气门间隙中，响声减弱或消失，即可诊断是该气门响。案例剖析故障现象：一辆丰田佳美（2.0L）轿车刚做完大修，即出现起动时发动机异响。故障诊断与排除：经初步判断是液压挺柱异响，首先观察测量机油的油位、粘度，结果都正常。打开气门室盖，检查也没有发现异常情况，装车又试故障又现。重新拆下进排气凸轮轴，用螺钉装配好每对齿轮，再装上两凸轮轴，调好位置，然后拆下螺钉，装复起动，异响消失，故障排除。佳美车的进气凸轮轴和排气凸轮轴之间是靠齿轮啮合驱动的，相互啮合的这对齿轮各自又分别由两个齿轮构成（一个是固定的，另一个是内部用强力弹簧驱动的步进齿轮，这是为了保证齿轮的充分啮合）。拆装时，拆下的两个凸轮轴时，要把原始位置保持好，要把每个凸轮轴上的两个齿轮用固定螺钉固定起来然后再拆卸。故障现象：有两辆丰田雷克萨斯LS400轿车，都因气缸盖后侧水道堵头锈蚀、严重漏水而进厂维修。维修后经试车，发动机有异响。故障诊断与排除：经用听诊器检测，初步判断为气门发响，决定先拆检其中一辆车。拆检后，没有发现气门间隙、气门挺柱有问题，重新装配后，调整了气门间隙，再试车，异响无明显变化。再次判断，认为是凸轮轴调整垫片在装配时因个别换位，造成了垫片之间的磨合差异而引起的响声。再次拆检时，将垫片位置恢复原位，安装后试车，异响仍然存在。询问得知该车入厂维修前没有异响，异响是在更换了水堵后出现。怀疑异响肯定是在维修过程中，在某个部位上装配不当而造成的。重新进行解体，逐项检查，仍未发现会造成异响的因素。装配排气凸轮轴总成时，逐步、逐项按规定操作程序安装，装配结束后试车，异响消失了。第八章发动机异响的检测诊断与维修一、发动机产生异响的原因二、发动机异响特性分析三、发动机异响故障的诊断四、发动机异响诊断仪异响波形观测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。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。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。(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.（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判断。（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。（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