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汽车检测与诊断技术 Inspection and Diagnosis of Automobile题 目:第6节 发动机异响诊断授课方式 :讲 授 课 时 数 :2教学目的 :了解发动机异响故障的诊断方法;重点难点 :发动机异响特性及分析第六节 发动机异响诊断 发动机异响:发动机技术状况不良时,会产生与发动机正 常运转时发出的噪声有所不同的异常声响。 1.机械异响:主要是运动副配合间隙太大或配合面有损伤 ,运转中引起冲击和振动造成的。因磨损或调整不当造成 运动副配合间隙太大时,运转中要产生冲击和振动声波, 如曲轴主轴承响、连杆轴承响、凸轮轴轴承响、活塞敲缸 响、活塞销响、正时齿轮响等。 2.燃烧异响:主要是发动机不正常燃烧造成的。如柴油机 工作粗暴时汽缸内会产生极高的压力波,这些压力波相互 撞击,发出了强烈的类似敲击金属的异响。 3.空气动力异响:主要是在发动机进气、排气和运转中的 风扇,因气流振动而造成的。 4.电磁异响:在发动机、起动机和电磁元件内,由于磁场 的交替变化,引起某些部件产生振动而发出异响。一、发动机异响特性分析1. 发动机异响的性质一组复杂噪声发动机的工作过程是周期性循环的,工作时发出的各 种噪声和异响也是周期性重复出现的。2. 发动机异响的特征(1)振动频率和振幅:振动物体发出的声音以波的形 式向外传播。声波导致的发动机外表面的振动具有与 声波的频率和振幅相对应的振动频率和振幅。发动机异响引起的振动多由一组频率不同的振动 组成,但每种声响引起的一组频率不同的振动中常含 有一个或多个不同于其他声响的振动频率,该频率称 为信息频率。因此,可根据信息频率判断发出异响的 声源和异响部位。(2)相位:发动机各缸按一定次序周期性工作,燃烧 产生的最高压力也以该次序产生。因此,尽管各缸同 类部件发出异响的特征频率相同或相似,但出现的相 位不同,各缸异响信号间会存在时间上的差异。 3.影响异响诊断的因素: (1)异响与发动机工作循环的关系 在发动机运转过程中,如果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。 活塞与缸壁间隙过大所引起的敲击声,曲轴每转一 转,就会发响一次。 曲柄连杆机构引起的响声与工作循环有关时,均为 火花塞跳火一次就发响两次,如活塞销敲击声、活 塞顶碰气缸凸肩声、连杆轴承松旷响等; 配气机构引起的响声与工作循环有关时,均为火花 塞跳火一次就发响一次,如气门响、气门弹簧折断 响、凸轮轴正时齿轮响等。(2)异响与负荷的关系 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实验。 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。 某缸断火时,异响顿无或减轻;或声响反而加重或 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 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; 一些异响,则因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。 这类异响特性主要是由于温变化而导致机件配合间 隙与变形程度、机油粘度、润滑条件、燃烧状况的 变化起的。(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)异响与其他因素(润滑条件和诊断部位)的关系 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。这些伴随现象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、燃料消耗大等。 活塞敲缸声响,与发动机的工作循环、负荷、温度、 转速和伴随现象有关。 连杆轴承发响,只与转速、负荷、工作循环等有关。 若将每种异响与这些因素的关系,系统归纳起来,就 构成了每种异响的完整特征,即异响特性。 诊断异响的过程就根据声响特征,进行特性分析从而 确定故障原因的过程。二、发动机异响故障的经验诊断 (一)异响故障的诊断原则 诊断发动机异响故障,应考虑新老发动机的不同特点 。 通常新发动机的技术状况比较好,运转过程中一般无 杂乱声响。一旦因某种原因引起异常声响时,会清晰 而单纯地暴露出来,可以对异响直接进行特性分析, 查明原因。 接近大修时的旧发动机,不可避免地要存在着各种声 响,以致显得噪声嘈杂,其异响就不容易分辨,则应 按一定的原则进行诊断。 应首先区分哪些异响可以暂时忽视,哪些是必须确诊 排除的。 原则:声响仅在怠速运转期间存在,转速提高后即消 失,且声响又无明显变化的,就属于危害不大的异响 ,可暂时忽略,待适当时机再修理。 若声响在发动机急加速或急减速出现,并且在中、高 速运转期间仍存在,同时机体振抖,一般属于应立即 确诊排除的异响。 若在发动机运转过程中,突然产生较重的异常声响, 应立即停机,不可继续运转,否则将可能招致发动机 的严重损坏。 遇此情况,应逐步拆检排除,通常可以先拆下油底壳 ,对轴瓦进行检查,如未发现问题,可进而拆下气缸 盖检查气缸壁、活塞等。然后,对异响进行确诊。 确诊异响,就是对异响进行特性分析,查明异响的特 征,然后断定其原因,予以排除。(二)异响故璋的诊断区域 发动机有异响存在时,在发动机某些部位就会产生振 动,其振动频率与异响声音频率一致。 不同发响机件所处部位不同,在发动机上的振动区域 亦不一样。 寻找重点区域进行听诊,可以大致判明发响机件的部 位。 常见异响所引起的振动,在发动机的气缸盖、气门室 及其凸轮轴部位和曲轴箱分界面部位有所反应。 在加机油口、正时齿轮盖处,也能听出异响。 常见异响在发动机上进行诊断的区域,可以分为四个 区域两个部位,如图所示。1)A-A区域。在该区域,可用旋具接触气缸盖各缸燃烧 室部位或接触与气门等相对的部位。可以辅助诊断活 塞顶碰缸盖、气缸凸肩、气门座圈脱出等故障。 2)B-B区域。在该区域的气门室一侧,可听察气门组合 件及挺杆等发响。在气门室对面,用旋具触试,可辅 助诊断活塞敲缸一类故障,拆下加机油口盖,用耳听 察,可辅助诊断活塞销响、连杆轴承响、活塞环漏气 等故障。 3)C-C区域。在该区域,用旋具触试凸轮轴衬套部位或 触试正时齿轮盖部位,可辅助诊断凸轮轴正时齿轮破 裂或其固定螺母松动、凸轮轴衬套松旷等故障。 4)D-D区域。在该区域,用旋具触试气缸体与油底壳分 界面处(凸轮轴的对面)可以辅助诊断主轴承发响等 故障。 5)两个部位。即加机油口部位和正时齿轮盖部位。 (三)常见异响故障的诊断 1.活塞敲缸响 (1)响声特征 u怠速或低速时在气缸上部发出有节奏的金属敲击声 ,转速升高后响声减弱或消失,发动机温度变化时 响声变化,多为冷车时较响而热车时响声减弱或消 失,其响声与发动机负荷有关,多为单缸断火后响 声减弱或消失,个别情况单缸断火后响声不变或加 重。 (2)故障原因 1)活塞与缸壁间隙过大。 2)活塞与缸壁间润滑不良。 3)活塞圆度不合标准。 4)活塞销与座孔装配过紧;活塞销与连杆衬套装配过 紧。5)连杆轴颈与主轴颈不平行;连杆衬套轴向偏斜,连杆 弯曲。 6)活塞裙部圆柱度不合标准。 (3)异响诊断 u该异响的诊断部位:B-B区域。 1)发动机初起动时,低温运转,发出有节奏的“嗒、嗒 、嗒”金属敲击声,发动机转速控制在声响最明显的 范围内,然后缓慢加速至中速及中速以上,响声减弱 或消失,可初步诊断该异响为活塞敲缸响。 2)将转速控制在声响最明显的范围内,然后逐缸断火试 验,若某击火后其响声减弱或消失,则说明此缸响。 若发动机温度升高后其响声减弱至消失即可断定其活 塞裙部与缸壁间隙过大。3)若发动机温度低时不响,待温度上升后,在中高速 时,发出急速而有节奏性的“嘎、嘎”的明显响声, 温度越高,声响越大,断火试验时,其声音没有多大 变化,即可诊断为连杆轴颈与主轴颈不平行或连杆衬 套轴向偏斜、连杆弯曲引起的活塞敲缸响。 4)发动机怠速时发出“嗒、嗒”声,机体拌有抖动, 且温度升高后,响声加大。若某缸断火,响声加重, 则该缸为故障缸。 引起异响的原因可能是:活塞圆度不合标准;活塞与 缸壁间隙过小;活塞销装配过紧而变形;活塞环背隙 、端隙过小;缸壁与活塞润滑不良等。 5)发动机低速时发出“嗒、嗒”的金属敲击声,转速 提高后响声消失,而温度变化时其响声不变。若某缸 断火,响声反而加重,并由间隔发响变为连续发响则 该缸为故障缸。引起异响的原因是活塞裙部的圆柱度 不合标准。2.活塞销响 (1)响声特征 响声为较尖锐清脆的金属敲击声。怠速和中速时,响 声比较明显、清晰;发动机转速变化时,响声周期也 随着变化,加速时声响更大;发动机温度升高后响声 不减;单缸断火时响声明显减弱或消失;略将点火时 刻提前,声响加剧。 (2)故障原因 1)活塞销与连杆衬套配合松旷。 2)活塞销与活塞销座孔配合松旷。 3)机油压力过低,机油飞溅不足,润滑条件差。 4)活塞销锁环脱落,使活塞销自由窜动。(3)异响诊断 检查部位:发动机加油口处。 将发动机转速控制在响声最明显的范围内 ,然后逐缸断火试验。 若断火时其响声消失,而在复火的瞬间突 然出现一响或连续两响声,则可诊断为活 塞销响。 这种响声在气缸上、下部较为明显,如响 声不明显,可略将点火提前一些,这时若 响声较前明显,也诊断为活塞销响。3.曲轴主轴承响 (1)响声特征 发动机急加速时,发出沉重的“挡、档、挡”金属敲 击声,严重时发动机发生振动;发动机转速越高, 响声越大;发动机负荷越大,响声越明显;一般单 缸断火,响声不变,而相邻两缸同时断火,响声会 明显减弱;发动机温度变化时响声无变化;响声严 重时机油压力明显降低。 (2)故障原因 1)主轴承盖螺栓松动。 2)主轴承与主轴颈配合间隙过大。 3)主轴承润滑不良,导致轴瓦合金烧毁脱落。 4)主轴承瓦尺寸不符,或装配不当引起轴瓦转动或破 裂。 5)曲轴弯曲或轴向间隙过大。(3)异响诊断 诊断部位:气缸体下部靠近曲轴箱分开面处 (D-D区)及机油加油口处。 1)在机油加油口处查听,反复变更发动机转速 ,当突然加速或减速,如有明显沉重的“挡 、挡、挡”金属敲击响声,则是主轴承响。 2)若发动机高速运转时,机体有较大的振动; 汽车载重爬坡时,驾驶室有振动感,机油压 力显著下降,则说明主轴承间隙过大、轴瓦 合金脱落。3)利用断火法察听响声。单缸断火时响声不变 ,而进行相邻两缸的断火试验,若响声明显 减弱,则故障为该两缸之间的主轴承响。 4)若怀疑曲轴轴向窜动发响时,可以踏下离合 器踏板来察听其响声有无变化来诊断。如响 声减轻或消失,则为曲轴轴向窜动发响。 5)发动机怠速至中速运转时,“当、当、当” 的有节奏性而钝重的响声较明显,而到高速 时响声杂乱,则异响可能是曲轴弯曲引起。4.连杆轴承响 (1)响声特征 当发动机突然加速时,有“当、当、当”连续明显、轻 而短促的敲击声;怠速时响声较小,中速时较为明显 ;发动机温度升高后,响声无大变化;响声随负荷的 增大而加剧;单缸断火后响声明显减弱或消失。 (2)故障原因 1)连杆轴承盖螺栓松动。 2)连杆轴承与轴颈径
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