2.7发动机异响诊断

主讲：赵林峰主讲：赵林峰 主讲：赵林峰 第二章发动机的检测与诊断 题 目：第7节 发动机异响诊断 授课方式 ：讲 授 课 时 数 ：1 教学目的 ：掌握发动机异响故障的诊断方法; 重点难点 ：异响特性分析；异响的故障诊断。 第七节第七节 发动机异响诊断发动机异响诊断 ™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。 ™间歇发出金属敲击声、连续的金属敲击声、连续的 金属摩擦声等。 ™异响是发动机发生破坏故障的前兆；例如连杆螺栓 松动的连杆轴承响、气门座圈响。 ™异响仅是现象，故障才是本质。 ™对发动机异响的诊断，就是透过现象看本质，是汽 车故障诊断的一个重要方面。 ‹异响可分为机械噪声、燃烧噪声、空气动力噪声和 电磁噪声。 一、发动机产生异响的原因 ‹发动机产生异响的原因： 1)爆燃或早燃所引起的声响，是一种金属敲击声。 2)某些运动件配合间隙过大，超出允许限度，引起异响。 3)某些运动件因紧固不良而引起撞击异响。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。 4)个别机件损坏而引起异响。例如气门弹簧折断、凸轮 轴正时齿轮破裂等所引起的异响。 5)某些机件因修理不当或调整不当，使其配合间隙不准 而引起异响。例如活塞销（浮式）装配不当、气门间 隙调整不当、点火时间过早等所引起的异响。 二、发动机异响特性分析 ™发动机的各种异响，将因发响机件的形状、大小、 材料、工作状态和振动频率不同而使其声音也各 异。 ™发动机的连杆轴承松旷发响，当轴承松旷不甚严 重时，其声调较尖锐，而当轴承松旷过甚时，其 声调则变得沉重得多，以致与主轴承松旷发响难 以区分。 ™异响与发动机的工作循环、转速、负荷、温度和 区域有着不同的关系，有些异响还伴随着其他故 障现象发生。 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 ™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)与工作循环无关的异响 ™在发动机运转过程中，有些异响的发响次数与曲 轴转数不成规律。 ™发动机怠速运转时所出现的间歇发响，或金属连 续摩擦声音或金属连续敲击声响等。查听此类声 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，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。 ™此类异响，可根据发动机附件分别停转试验和异 响特征予以诊断。 2.异响与负荷的关系 ™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.异响与其他故障现象的关系 ™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。 三、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。 异响故障的诊断原则 ™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，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2-49所 示。 异响故璋的诊断区域 1)A-A区域。在该区域，可用旋具接触气缸盖各缸燃烧室 部位或接触与主轴承、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、主轴承松 旷等故障。 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 ‹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。 4)活塞销与座孔装配过紧；活塞销与连杆衬套装配过紧。 活塞敲缸响 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 ‹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。 活塞敲缸响 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。 ¾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。 2.活塞销响 (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.曲轴主轴承响 (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.曲轴主轴承响 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)连杆轴承与轴颈径向间隙过大。 3)连杆轴承合金烧毁或脱落。 4)连杆轴颈失圆，使轴与轴承之间接触不良。 5)连杆轴承尺寸不符引起转动而阻塞油道或轴瓦破裂 6)机油油压不足，使连杆轴承润滑不良。 4.连杆轴承响 (3)异响诊断 ™在拆下堵盖后的加机油口处仔细听察，其响声较大。 1)发动机温度低初起动时，由于转速不高，油压低，发动 机发出“当、当、当”有节奏性的清晰而明显的敲击 声，而待油压上升后，若响声减弱或消失，则这种响声 为个别连杆轴承间隙稍大或轴瓦合金层有剥落所致。 2)发动机温度较高时，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，响声减弱或消失， 此时进行逐缸断火试验，若某缸断火后响声减弱或消 失，而复火后恢复，则故障为该缸的连杆轴承响，主要 是连杆轴承间隙大所致。 3)如果响声严重，又伴随有机油压力低，可确诊为连杆轴 承响，其原因是连杆轴承间隙过大。这点往往是区别连 杆轴承响与活塞销响、活塞敲缸响的重要依据。 5.气门响 (1)响声特征 ™发动机怠速时，发出有节奏的“嗒、嗒、嗒”响声；转 速增高，响声也随增大；发动机温度变化或作断火试验 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)异响诊断 1)在气门室罩旁查听。响声不随发动机温度、断火试验变 化，而声响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)将气门室盖拆下，在怠速时用适当厚度的塞尺插入气门 间隙中，逐个试验。当插入某个气门间隙中时，响声减 弱或消失，即可诊断是该气门响，且由气门间隙过大造 成。 四、发动机异响的仪器诊断 ™发动机异响诊断仪可以用来检测发动机异响，它 主要是根据异响的振动波形、振幅、频率来进行 诊断的。 ™采用带相位选择的示波器显示异响诊断仪或具有 异响诊断功能的发动机综合检测仪检测时，可通 过对异响振动波形的检测进行发动机异响故障诊 断，图2-50、图2-51、图2-52分别为曲轴轴承异 响、活塞敲缸异响和活塞销异响故障波形的检测 实例。 ™将异响的仪器诊断和经验判断相结合，可大大提 高对异响诊断的准确率。 谢谢！ Thank you for your attention!