发动机敲缸.doc

发动机敲缸.doc 发动机敲缸 柴油发动机活塞敲缸多发生在柴油发动机严重磨损或大修后不久。当柴油发动机出现该故障时，应及时排除。本文就活塞敲缸故障产生的原因，提出了故障诊断、排除方法及预防措施。 关键词:柴油发动机 活塞敲缸 原因 诊断及排除 预防措施 柴油发动机相对于汽油发动机来讲，正常工作时，其声音比汽油发动机的声音要粗暴，虽然粗暴，但正常工作时是比较有节奏感的，但随着其油量控制拉杆即齿条位置不同或其负荷不同，其节奏快慢也不同，而汽油发动机正常工作时其声音比较柔和(怠速运转时尤为明显)。但因为柴油发动机的工作环境一般比汽油发动机较恶劣(柴油发动机大多安装在大功率的工程机械、轮船或农用机机械上，有的也作发电机组用)，输出功率或扭矩大，由于种种原因，燃烧室内会发出异常噪音，即柴油发动机发生敲缸(因为柴油发动机工作时声音比较粗暴，且振动也比较大，所以必须仔细观察方能发现，必要时须借助一些简单的诊断工具才能够进行诊断。下面从五个方面简单分析柴油发动机活塞敲缸的实质、类型、原因、诊断排除方法及预防措施。 一、活塞敲缸异响的实质: 活塞在汽缸里的运动实际上相当于滑块在导向轨道里作往复式的导向运动，连杆实际上就是简单的二力构件，因为连杆两端都是铰链连结，连杆本身也只承受拉力或压力的作用，且主要是承受压力作用，而其它外力可勿略不计。因此活塞敲缸异响的实质是活塞侧面敲击汽缸壁产生的异响。当活塞与汽缸配合间隙因磨损严重而过大时，活塞在压缩行程中受侧压力即连杆给活塞的作用力沿水平方向的分力作用，活塞经过上止点时侧压力或水平分力的作用方向改变，在活塞瞬时换向时，从靠汽缸壁一侧迅速转变到靠向另一侧，与汽缸壁发生撞击而产生响声，从发动机前端往后看，若发动机曲轴回转方向是顺时针转向，则此响声发生活塞作功行程刚开始瞬间发动机横向左侧缸壁与活塞之间且在汽缸壁中上部位置。 二、常见活塞的敲缸类型: (1)柴油发动机冷启动后活塞敲缸异响严重，汽缸内发出一种清脆有节奏且较沉闷的”铛、铛、铛”金属敲击声，其响声随温度变化而不同(即发动机工作温度正常之后响声减轻或消除。 (2)柴油发动机低温时基本正常，正常工作温度加速时敲缸严重。 (3)柴油发动机无论低温还是正常工作温度总有敲缸异响，低温时敲缸异响较轻，正常工作温度时敲缸异响较重。 (4)某一汽缸敲缸异响，将该缸喷油器旋出后响声减弱或消失。 (5)多个汽缸发响，响声杂乱，加大油门便发生快节奏噪声。 三、活塞敲缸的常见原因: (1)活塞与汽缸配合间隙过大。由于修配不当造成活塞与气缸配合间隙较大，或因气缸磨损严重造成间隙过大。发动机低温时活塞间隙较大，敲缸异响严重，发动机温度升高后活塞产生膨胀，使得活塞配合间隙变小，敲缸异响随之减轻或消失。 (2)活塞方向装反或活塞变形，破坏了活塞与汽缸配合的正常间隙，造成活塞敲缸响声。 (3)汽缸壁润渭不良。润滑条件不佳，机油压力低或机油粘度过低，汽缸壁飞溅润滑不良，活塞与缸壁之间不能形成正常的润滑油膜，活塞与汽缸直接相碰而敲缸。 (4)连杆弯曲或扭曲变形，活塞连杆组的装配使活塞在汽缸中歪斜量超过许可范围，不但使密封性变坏、润滑条件恶化，而且造成汽缸不正常磨损，从而使活塞与汽缸壁敲击而出现响声。 (5) 润滑油道堵塞，不能形成正常的压力润滑;连杆轴瓦或活塞销配合过紧，引起活塞运动中与缸壁产生撞击发出响声。 (6)燃烧室内积炭严重。燃烧室内积炭过多时造成柴油发动机压缩比增大，气体压力温度过高，喷射入汽缸的雾状柴油遇到高温高压的气体即着火燃烧产生所谓的爆震。爆震时火焰以极高的速率向外传播，甚至在气体来不及膨胀的情况下，温度和压力急剧升高，形成压力波(以声速向前推进。当这种压力波撞击汽缸壁时就发出尖锐的敲缸声。 (7)喷油提前角过大。当喷油提前角过大时，即较早地喷射入雾状柴油与空气形成可燃混合气，发动机达到正常工作温度之后，此时缸内压力即使未达到正常工作压力，但缸内工作温度很容易升至柴油着火点，使缸内可燃混合气迅速燃烧膨胀，缸内压力迅速上升，此时缸内因气体迅速膨胀面使汽缸燃烧压力最高点提前，造成缸内压力过大，敲击汽缸壁的力增加而出现敲缸异响。(注意此异响与喷油提前角过小无关)。 (8)可燃混合气燃烧速度过快，引起缸内压力过高，活 塞裙部撞击汽缸壁而出现敲缸异响。 (9)汽缸垫过蒲或缸体顶面磨削过多，造成柴油发动机压缩比增大(压缩比大是柴油发动机的一大特点)，引起爆燃出现敲缸声。 四、柴油发动机敲缸响的简单诊断及排除方法: (1)把柴油发动机转速固定在敲击最响的位置上，采取逐缸断油法进行试验。拆下某缸高压油管，如果试到该缸时，声响显著减弱或消失(则证明是该缸活塞敲击汽缸壁。 (2)用听诊棒触听缸体中部，可明显察觉到拍击声，且响声区域清新，并略有振动感，此时应注意仔细听诊，因柴油发动机工作时，其噪声大、振动大是其工作特点，故应仔细区分。 (3)柴油发动机怠速运转时活塞敲缸异响明显而清晰，随着柴油发动机水温升高或转速处于中速以上，响声减弱或消失。 (4)卸下喷油器，从其安装孔处向气缸内加注少量机油，用启动机带动柴油发动机曲轴旋转几圈，使活塞与缸壁间充满润滑油膜，然后启动柴油发动机。若在启动后的瞬间响声明显减弱或消失。但随着油膜的流失或烧蚀，响声会很快出现(说明敲缸异响发生在该缸。 (5)拆下汽缸盖，检查柴油发动机燃烧室的积炭情况。如果柴油发动机燃烧室内积炭太多，应用机械或化学方法清除。 (6)拆下汽缸盖后，检查汽缸垫的厚度。如果汽缸垫过薄或缸体顶面磨削过多，应选用加厚的汽缸垫以防止因燃烧室容积过度减小而使压缩比增大。 (7)拆下汽缸盖后，检查、测量汽缸的磨损程度，如果汽缸磨损过大或损坏，应按修理进行搪削或更换汽缸。 (8)抽出活塞连杆组，用外径千分尺和量缸表测量活塞同汽缸的配合间隙以及活塞销同活塞销孔的配合间隙是否符合使用要求。 (9)检查连杆。检查连杆的弯曲、扭曲变形情况。如果变形超限，应冷压校正或更换;检查连杆小头铜套，若磨损超限，应更换铜套;连杆及连杆螺栓应进行磁力探伤，连杆出现任何形式的裂纹，都必须更换。 (10)在装配时应检查活塞安装方向，特别是活塞销偏置设计的柴油发动机，目的是降低发动机活塞敲缸机会，一旦方向装反，则必然会导致或加剧发动机的敲缸异响。 五、预防柴油发动机敲缸异响的常见措施 (1)修理柴油发动机时选用符合质量标准的零部件，以保证各零部件合适的配合间隙。 (2)按规定对柴油发动机进行曰常、一级、二级维护保养。 (3)发动机的供油时刻要调整适当，防止因早燃而造成敲缸。 (4)随时观察机油稠度和压力，防止因机油稠度过稀或油道堵塞使机油压力过低，活塞与汽缸润滑不良造成敲缸。 (6)发动机从小负荷到大负荷工作时，油门开度从小到大要过度平稳，不要长时间超负荷作业，否则会加剧活塞与缸壁的磨损从而导致发动机敲缸响。 (7)作业中如发现强烈的敲击声，要立即停车检查，切忌让发动机继续运行。 综上所述:因柴油发动机的工作环境各不一样、工作负荷大、操作人员的水平各不相同，因此引起其敲缸响的原因是多方面的，其排除方法也有所不同，以上仅是本人在查阅众多资料的基础上对长期在实验室工作所积累的一点经验进行总结与各位同仁进行交流，以求共同进步，不对之处也恳请各位批评指正 烧机油的表现是行车时尾部排出蓝色的尾气，这表示过多的机油进入燃烧室参与燃烧。在正常状态下，发动机燃烧时也会烧掉一部分机油，这些机油来自对缸体、活塞、气门润滑用的机油，不过量很少而已，这里所讨论的烧机油现象是作为故障，就是超过正常范围的烧机油现象。 烧机油一般来说有两大部分:一部分是缸体，一部分是缸盖。 缸体烧机油也分几种情况:一种是缸筒磨损过大，一种是活塞磨损过大或活塞环失效。当缸筒磨损过大，在活塞上止点形成“台”时，还有缸筒磨损不均，行车锥型或椭圆时，被活塞环代上来的机油会存积并参与燃烧;当活塞磨损过大或活塞环长期使用后失去弹性时，密封不严，带上来过多的机油进入燃烧室参与燃烧也会形成烧机油。 缸盖烧机油是因为气门导管偏磨形成缝隙，机油漏进燃烧室和(或)气门油封老化，密封度下降导致机油延气门流入燃烧室。 在烧机油轻微的时候，可以通过观察排气来大致判断故障部位:如果凉车着车时烧机油，多半是气门油封，如果热车烧机油则多半是活塞或活塞环。 当烧机油严重时，很难判断是缸体还是缸盖烧机油，必须拆散发动机检查，有时候还必须将活塞从缸筒中捅出来，用内径千分尺测量缸筒的圆度、锥度来判定。 解决方法 解决烧机油最根本的办法肯定是拆散修理，更换掉磨损部件，这样虽然一次性投入大一点，但耐久度和可靠性以及对车辆动力的恢复是有保障的。 至于使用添加剂，那只是临时的办法。如果不是想换车，不建议靠添加剂来解决。目前世面上流行的添加剂大概分几种(名称是我自己起的，明白意思就行，不是正规名称及分类): 1.润滑类:通过提高机油的润滑能力，减小摩擦阻力，降低内耗来提升发动机动力。这种添加剂显然不适合烧机油的车辆。 2.熔铸类:通过软金属或其它特殊材料(比如早期的“特氟龙”)附着在摩擦表面代替原金属摩擦，一方面增强密封性，一方面保护原摩擦面金属。这类添加剂可以在烧机油初期起到一定作用，但因为其本身为颗粒状且随机油流动，容易堵塞油路及虑芯，引起更大的故障，另外，因其本身硬度小，随使用会逐渐损耗，更换机油时也会随机油排出，需要不断添加。 3.锻造类:通过发动机工作时内部的高温、高压将金属锻造在摩擦表面，形成新的摩擦面，增加原工件尺寸，增强密封，保护原摩擦面。这类添加剂目前市面比较少见，如果足量情况下，可以做到一次添加后短期甚至长期不必再添加。 2.和3.两种添加剂都可以在一定程度上缓解烧机油的现象，但需要提醒的是添加剂都不能解决烧机油问题。首先:添加剂价格都不便宜，如果经常使用过不了多久就和修发动机的费用一样了，却不如修发动机可靠。其次:即使是锻造型添加剂，也只能提高金属表面的硬度和耐磨程度，并不会使金属的性能改善和恢复金属疲劳，比如活塞环，即使表面镀层有足够厚度，足以弥补磨损的部分，但并不能使其自身弹性恢复，没有弹性的活塞环就象没有弹性的皮筋一样是废物。其三:添加剂发挥作用多依赖高温和高压环境，在发动机内部能提供这样环境的也只有活塞部分，而曲轴、突轮轴等地方的压力和温度都不是很高，其它诸如气门导管、油封等位置要不就是压力够温度不够，要不就是温度够压力不够，添加剂的作用要打很大折扣。 因此我个人不主张靠添加剂来维持或整治烧机油，还是去修理比较好。当然，修理牵涉到选择价格合适的、技术过硬、零件货真价实的厂家，这点非常重要，可以说是决定发动机在维修后使用里程的绝对因素。 如何预防 避免发动机烧机油总体来说就是使用合格的、合适的润滑油，并且定期更换。但需要主意的是各国车系发动机的设计理念不同: 日本车发动机，大部分是一次性设计，由于日本人的精明(也可以叫吝啬)，发动机的很多零件在设计和制造上有很大不同，比如表面硬化处理，日本人只处理表面一层，让其很坚硬、耐磨，在设计寿命中几乎可以不出问题，可一旦表面硬化层磨掉，里边基本等于豆腐，更换又十分昂贵，日本车的设计理念就是一次性使用，用到完蛋就扔，不去修。这样的设计可以节省材料，加快更新换代频率，与日本人的文化、国情和一贯作风相吻合，也是一种占领时常的策略。 而欧洲车，以德国车为例，在零件硬化方面还是沿用以前的粹火工艺，就是把工件全面加热到需要的温度后放如需要的介质中降温，靠金属本身的收缩来提高硬度。当然，他们也采用更新的表面硬化处理，但相对来说用料更讲究一些，做工也更扎实一些。可以说欧洲车更趋向把性能和耐用作为卖点。 美国车在发动机上和欧洲、日本相比不是很在意，因为美国的文化关系，曾经的二战导致美国一越成为世界强国，当时普遍靠提高排量来增加动力，增加动力的目的是提高舒适性， 而在耐久及能耗方面因为雄厚的经济基础，并不很在意。所以美国车多宽大舒适。只是后来的石油危急和经济危急还有面临国外汽车业的竞争才不得不开始发展发动机技术。 因此，针对不同国家的车型，修理方面的费用和修理后的效果差异很大，有普遍意义和实用的建议也就是用好机油和定期更换了。另外，欧洲车、美国车普遍在密封和精密度方面不如日本车，所以平时要主意检查工作状况，到期需更换的部件一定要立刻更换，有细微瑕疵的部件有可能的情况下也要马上更换，往往一个小零件的损坏会导致其它重要零件报废 所谓的“烧机油”是指机油进入了发动机的燃烧室，与混合气一起参与了燃烧。一般有“烧机油”现象的车辆都会有不同程度的尾气冒“蓝烟”症状，机油消耗明显增加，较短的时间内就不得不补加机油。 发动机烧机油 “烧机油”之所以成为车友心中的痛是因为这不仅造成机油浪费，而且会造成动力下降。“烧机油”会加剧气缸与活塞的磨擦，同时还会使气缸内积碳增多，机油容易污染火花塞，导致点火能量降低，功率输出降低，同时会使汽油油耗上升，还会使汽车尾气排放品质降低，加重空气污染。 汽缸的密封性差应是造成烧机油的主要原因，通常大修后或新车磨合不好很可能出现这样的问题。 一是如果只在车启动时排气管冒蓝烟，这说明机油是在车辆熄火后进入燃烧室的，最大的可能是气门导管与导管承孔密封不严造成机油泄漏，进而渗入燃烧室所致。 二是如果排气管在正常工作时冒蓝烟，这说明活塞与缸壁密封良好，可能是气门杆磨损过度或气门杆油封失效，使气门室内的机油被吸入燃烧室所致，也可能是曲轴箱通风单向阀密封不好或装反，使机油随可燃混合气经进气管进入燃烧室造成的。 三是如果除了排气管冒蓝烟，还可看到从加机油口冒出脉动蓝烟，这说明机油燃烧后的废气进入曲轴箱，并从加机油口脉动冒出，可初步判定活塞连杆组密填充效果不好，活塞连杆组如活塞与缸壁间隙过大、活塞环弹力小、抱死或对口、活塞环磨损使端隙、边隙过大等问题，使活塞环产生泵油现象。 发动机常见的怠速抖动故障有两种，一种是有节奏的周期性抖动，另一种则是没有规律的偶尔抖动。 从大的范围来讲，两种故障都是因为发动机各缸工作不平衡所致，而且故障现象相似，很容易使一些人误认为是同一种原因所引起。从而在排除故障时多走了弯路，更换那些本不应该更换的零部件，使车主增加不必要的维修成本。其实经过仔细观查和分析，两种故障从现象和原因上，都有很大的区别。 前一种的怠速抖动现象明显，节奏明快，排气管伴随有明显的突突声，此现象显然是由于发动机某一缸不工作所致，有可能该缸的高压线或火花塞损坏，对于装有直接点火系统的发动机，还可能涉及到电子点火系统控制部分和该缸的高压点火线圈。也有可能是喷油器或喷油控制系统的某个部分损坏，虽说也有发动机机械系统损坏的可能性，但机率是很小的，况且机械系统一旦损坏，必将产生很明显的噪音。其实此种故障无论牵扯到哪个系统，一般只需通过常规的检查和测试，便可找到故障的真正原因和损坏的零部件，排除比较容易。 对于后一种的怠速抖动现象，由于不太明显，故障涉及范围又比较大，而且时有时无，所以不容易捕捉到故障信息。通常还要借助于比较先进的检测仪器和仪表，才可能准确的找到故障所在。虽说后一种故障原因在日常的汽车维修工作中难易发现，但还是可以根据一般的规律性最终找出故障点。比如;当发动机偶尔抖动并能从排气尾管听到轻微的、而且是时有时无的嘭嘭声，即可判断为是因为发动机偶尔失火所致，至于是点火系统的故障还是由于怠速时喷油量少造成个别气缸混合气稀的原因，只需分别对上述两个部分检测后便可得知故障原因。 假若偶尔抖动时并未出现轻微的嘭嘭声，那么就会出现排气脉冲现象，据此推断，很有可能是配气正时的原因。只需检测配气系统，基本上就可找出故障部位。实践证明，发动机工作状况的与否，单从排气的现象就可推测到发生故障的大致部位。 以上仅是个人多年工作经验的一些浅见，是否能借鉴，还需要视情况而定，因为现代新型汽车由于增加了很多高技术含量的结构和控制元件，加上电控单元的集中管理，从而使故障产生的因素相应增加，故障机理也变得似是而非，故障原因和现象往往并不是一一对应的关系，而是一钟相似的关系。如果要最终确定故障部位和元件，还需正确的思路和科学合理的测试方法才能排除.