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发动机在运行过程中,其技术状况良好时,在怠速运转时能听到均匀而轻微的排气声;在高速运转时,为平稳的轰鸣声;而加速运转时,则发出有力、过渡圆滑的轰鸣。如果在发动机运转过程中,除上述声音外,还伴随有连续的金属摩擦声及发动机爆震,表明发动机技术状况已经发生变化出现了故障。这些故障轻则影响发动机的正常使用,使发动机性能降低,重则造成机械事故。所以,当发动机出现异响后应准确的查找原因,提供高效快捷的维修方案,避免维修过程中人力、物力造成不必要的浪费。
一、发动机产生异响的原因及现象
发动机在使用过程中,产生的异响原因很多,主要是由内部机件磨损、松旷、调整、使用不当等诸多因素引起,总体归纳为以下几个方面:
1、突燃或早燃。此原因所引起的声响,是一种金属敲击声,称为点火敲击声。
2、某些运动件因自然磨损使其配合间隙过大,并超出容许限度所致。例如活塞与缸壁的敲击声响、连杆轴承与轴颈敲击声响、气门脚与调整螺钉的敲击声响等,往往由于这种原因而引起。
3、运动件因润滑不良使其配合间隙很快增大并超出容许限度。例如连杆轴承响、主轴承响等,均可由此类原因而引起。
4、运动件因紧固不良而引起撞击。例如飞轮固定螺栓松动、连杆盖螺栓松动、凸轮轴正时齿轮固定螺母松动等所导致的异响。
5、个别机件损伤。例如气门弹簧折断、曲轴折断、凸轮轴正时齿轮破裂等所引起的声响。
6、机件因修理不当或调整不当,使其配合间隙失准。例如活塞销装配过紧、气门座圈材料选用不当,或过盈量太小而造成的静配合松动、气门脚间隙调整不当,点火时间过早所引起的声响。
二、发动机异响受工作特性影响的因素
发动机运行后出现异响不仅要分析机械原因,还应考虑与工作循环、负荷、温度、振动部位及其它现象的关系,并进行特性分析,才能准确的判断故障,排除故障。
1、与工作循环有关的异响
曲柄连杆机构或配气机构中某些运动件发响,明显与工作循环有关。鉴别异响与发动机工作循环有关时,最简单的方法是断火试验。
(1)曲轴连杆机构引起的响声与工作循环有关时,曲轴每转一转发响一次(火花塞跳火一次发响两次),其发响原因主要有:活塞敲击缸壁;活塞销敲击声;活塞顶碰气缸凸肩(因磨损所致);连杆轴承松旷过甚;活塞环漏气。
(2)配气机构引起的响声与工作循环有关时,曲轴每转两转发响一次(火花塞跳火一次发响一次),其发响原因主要有:气门脚间隙过大;挺杆与其导孔间隙过大;凸轮线性磨损;气门杆与其导管间隙过大;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。
2、与发动机工作循环无关的异响
发动机运转过程中,有些异响与工作循环是无关,即发响次数与曲轴转数不成规律。发动机若在怠速运转时所出现的间隙发响、或金属连续摩擦声音或金属连续敲击声响等。发现此类声响,应注意其发响区域。通常与工作循环无关的间歇发响,多为发动机附件故障。
3、异响与发动机负荷关系
发动机运转过程中的某些异响与发动机负荷有关。异响与缸位有明显关系。诊断时可取逐缸解除负荷进行试验。通常采用解除一缸或二缸的负荷来鉴别异响与负荷关系。
(1)某缸断火异响顿无或减轻称为“上缸”现象。一般这种情况为活塞敲缸、连杆轴承松旷、活塞环漏气、活塞销折断等原因。
(2)若某缸断火声响加重或原来无响反而出现声响即“反上缸”现象,故障在于活塞销铜套松旷、活塞裙部圆柱度过大、活塞销窜出、连杆轴承盖固定螺丝松动过甚或轴瓦烧蚀脱净、飞轮螺丝松动过甚。
(3)若因相邻双缸断火异响减轻或消失,属曲轴主轴承松旷。
4、异响与发动机温度的关系
发动机有些异响与温度有关,某些异响将因温度升高而减轻,甚至消失,有些温度升高而加重,或低温时不响,温度升高后出现声响。
(1)温度升高后声响减轻甚至消失,其发响原因为活塞与缸壁间隙过大;活塞因主轴承机油槽深度、宽度失准或机油压力低而润滑不良。
(2)升温后有异响,温度降低后减轻或消失,这种情况属于过热引起的早燃;活塞反反椭圆;活塞椭圆度过小;活塞与缸壁间隙过小;活塞变形;活塞环各间隙小。
5、异响与发动机转速的关系:异响与发动机的转速有关,且关系极为重要,大多数常见异响的存在均取决于发动机的转速。
(1)当发动机急加速时出现异响,维持高运转仍存在,一般属连杆轴承松旷,轴瓦烧熔,尺寸不符而转动;主轴承松旷,轴瓦烧熔;活塞销折断;曲轴折断(有平衡重的)。
(2)维持某转速时,声响紊乱,急减速时,相继发出短暂声响,这种情况一般为:凸轮轴正时齿轮破裂或固定螺丝松动;曲轴折断(无平衡重的);活塞销衬套松旷;凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松旷。
(3)异响在怠速或低速时存在,一般为: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;挺杆与其导孔间隙过大;凸轮有线性磨损;起到爪松动影响皮带轮响(并在改变转速时明显)。
异响与转速有特殊关系,在诊断故障时,应多做转速试验,搞清异响与转速的关系。
6、异响在发动机上的振动部位(区域)。
发动机异响存在时,在发动机某部位(区域)就会产生振动。其振动频率与异响声频一致。常见异响在发动机上引起振动的部位(区域):缸盖部位、气门室及其对面凸轮轴部位、曲轴箱与缸体分开面、加机油口部位和正时齿轮盖部位等,以上这些部位可用起子触试来判断所在部位的相关件的异响。
7、异响与其它故障现象的关联
发动机的某些异响故障,在其发响后,常常与其它故障现象有着内在的关联,因此,这些伴同出现的故障,可作为异响诊断的重要依椐。
(1)当机油压力下降,机体振抖时应考虑主轴承径向间隙过大或轴瓦合金烧蚀。
(2)机油压下降一般属于连杆轴承松旷过甚。
(3)当机油口脉动冒烟,排气管冒浓蓝烟,机油消耗多,燃油消耗多而功率下降,一般在于活塞与缸壁间隙过大,活塞環对口或抱死。
(4)个别缸不工作,发动机抖动,不易加速,一般原因为排气门弹簧折断。
综上所述,发动机产生异响原因错综复杂,多种多样,不同的故障反映出来的异响相似;同一故障又有可能反映出不同声响特征;正常的声响和异响混杂在一起,不易分辩。这就需要维修人员进行周密的检测、研究,反复分析、比较、辨别,透过现象看本质,由浅入深掌握发动机产生异响的规律性,与温度、运转速度、负荷、润滑等参数和工作循环的关系,即异响特征,并进行分析,找出每个异响的变化规律,排除故障。因此诊断异响故障的方法,就是根据异响特征,进行特性分析的过程。
总之,当发动机出现故障后,分析发动机故障时,应按照“弄清现象、结合原理、区别情况、周密分析、从简到繁、由表到里、诊断准确、少走弯路”的原则,从而准确地诊断、排除故障。
一、发动机产生异响的原因及现象
发动机在使用过程中,产生的异响原因很多,主要是由内部机件磨损、松旷、调整、使用不当等诸多因素引起,总体归纳为以下几个方面:
1、突燃或早燃。此原因所引起的声响,是一种金属敲击声,称为点火敲击声。
2、某些运动件因自然磨损使其配合间隙过大,并超出容许限度所致。例如活塞与缸壁的敲击声响、连杆轴承与轴颈敲击声响、气门脚与调整螺钉的敲击声响等,往往由于这种原因而引起。
3、运动件因润滑不良使其配合间隙很快增大并超出容许限度。例如连杆轴承响、主轴承响等,均可由此类原因而引起。
4、运动件因紧固不良而引起撞击。例如飞轮固定螺栓松动、连杆盖螺栓松动、凸轮轴正时齿轮固定螺母松动等所导致的异响。
5、个别机件损伤。例如气门弹簧折断、曲轴折断、凸轮轴正时齿轮破裂等所引起的声响。
6、机件因修理不当或调整不当,使其配合间隙失准。例如活塞销装配过紧、气门座圈材料选用不当,或过盈量太小而造成的静配合松动、气门脚间隙调整不当,点火时间过早所引起的声响。
二、发动机异响受工作特性影响的因素
发动机运行后出现异响不仅要分析机械原因,还应考虑与工作循环、负荷、温度、振动部位及其它现象的关系,并进行特性分析,才能准确的判断故障,排除故障。
1、与工作循环有关的异响
曲柄连杆机构或配气机构中某些运动件发响,明显与工作循环有关。鉴别异响与发动机工作循环有关时,最简单的方法是断火试验。
(1)曲轴连杆机构引起的响声与工作循环有关时,曲轴每转一转发响一次(火花塞跳火一次发响两次),其发响原因主要有:活塞敲击缸壁;活塞销敲击声;活塞顶碰气缸凸肩(因磨损所致);连杆轴承松旷过甚;活塞环漏气。
(2)配气机构引起的响声与工作循环有关时,曲轴每转两转发响一次(火花塞跳火一次发响一次),其发响原因主要有:气门脚间隙过大;挺杆与其导孔间隙过大;凸轮线性磨损;气门杆与其导管间隙过大;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。
2、与发动机工作循环无关的异响
发动机运转过程中,有些异响与工作循环是无关,即发响次数与曲轴转数不成规律。发动机若在怠速运转时所出现的间隙发响、或金属连续摩擦声音或金属连续敲击声响等。发现此类声响,应注意其发响区域。通常与工作循环无关的间歇发响,多为发动机附件故障。
3、异响与发动机负荷关系
发动机运转过程中的某些异响与发动机负荷有关。异响与缸位有明显关系。诊断时可取逐缸解除负荷进行试验。通常采用解除一缸或二缸的负荷来鉴别异响与负荷关系。
(1)某缸断火异响顿无或减轻称为“上缸”现象。一般这种情况为活塞敲缸、连杆轴承松旷、活塞环漏气、活塞销折断等原因。
(2)若某缸断火声响加重或原来无响反而出现声响即“反上缸”现象,故障在于活塞销铜套松旷、活塞裙部圆柱度过大、活塞销窜出、连杆轴承盖固定螺丝松动过甚或轴瓦烧蚀脱净、飞轮螺丝松动过甚。
(3)若因相邻双缸断火异响减轻或消失,属曲轴主轴承松旷。
4、异响与发动机温度的关系
发动机有些异响与温度有关,某些异响将因温度升高而减轻,甚至消失,有些温度升高而加重,或低温时不响,温度升高后出现声响。
(1)温度升高后声响减轻甚至消失,其发响原因为活塞与缸壁间隙过大;活塞因主轴承机油槽深度、宽度失准或机油压力低而润滑不良。
(2)升温后有异响,温度降低后减轻或消失,这种情况属于过热引起的早燃;活塞反反椭圆;活塞椭圆度过小;活塞与缸壁间隙过小;活塞变形;活塞环各间隙小。
5、异响与发动机转速的关系:异响与发动机的转速有关,且关系极为重要,大多数常见异响的存在均取决于发动机的转速。
(1)当发动机急加速时出现异响,维持高运转仍存在,一般属连杆轴承松旷,轴瓦烧熔,尺寸不符而转动;主轴承松旷,轴瓦烧熔;活塞销折断;曲轴折断(有平衡重的)。
(2)维持某转速时,声响紊乱,急减速时,相继发出短暂声响,这种情况一般为:凸轮轴正时齿轮破裂或固定螺丝松动;曲轴折断(无平衡重的);活塞销衬套松旷;凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松旷。
(3)异响在怠速或低速时存在,一般为: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;挺杆与其导孔间隙过大;凸轮有线性磨损;起到爪松动影响皮带轮响(并在改变转速时明显)。
异响与转速有特殊关系,在诊断故障时,应多做转速试验,搞清异响与转速的关系。
6、异响在发动机上的振动部位(区域)。
发动机异响存在时,在发动机某部位(区域)就会产生振动。其振动频率与异响声频一致。常见异响在发动机上引起振动的部位(区域):缸盖部位、气门室及其对面凸轮轴部位、曲轴箱与缸体分开面、加机油口部位和正时齿轮盖部位等,以上这些部位可用起子触试来判断所在部位的相关件的异响。
7、异响与其它故障现象的关联
发动机的某些异响故障,在其发响后,常常与其它故障现象有着内在的关联,因此,这些伴同出现的故障,可作为异响诊断的重要依椐。
(1)当机油压力下降,机体振抖时应考虑主轴承径向间隙过大或轴瓦合金烧蚀。
(2)机油压下降一般属于连杆轴承松旷过甚。
(3)当机油口脉动冒烟,排气管冒浓蓝烟,机油消耗多,燃油消耗多而功率下降,一般在于活塞与缸壁间隙过大,活塞環对口或抱死。
(4)个别缸不工作,发动机抖动,不易加速,一般原因为排气门弹簧折断。
综上所述,发动机产生异响原因错综复杂,多种多样,不同的故障反映出来的异响相似;同一故障又有可能反映出不同声响特征;正常的声响和异响混杂在一起,不易分辩。这就需要维修人员进行周密的检测、研究,反复分析、比较、辨别,透过现象看本质,由浅入深掌握发动机产生异响的规律性,与温度、运转速度、负荷、润滑等参数和工作循环的关系,即异响特征,并进行分析,找出每个异响的变化规律,排除故障。因此诊断异响故障的方法,就是根据异响特征,进行特性分析的过程。
总之,当发动机出现故障后,分析发动机故障时,应按照“弄清现象、结合原理、区别情况、周密分析、从简到繁、由表到里、诊断准确、少走弯路”的原则,从而准确地诊断、排除故障。