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1、 摘要发动机发生故障时,时常伴随着异常声音出现。分析了几种故障产生的原因及异响特 征,并提出了排除方法,以供参考。 关键词发动机;异响;原因;排除 发动机发生故障时,时常伴随着异常的声音出现,发动机出现异响,首先要根据声响的类 别辨别是由于正常爆发声而产生的敲击声,还是由于不正常运动而产生的撞击声,然后再根据 异响特征,结合构造原理找出原因,进行排除1-4。现将几种故障产生的原因、异响特征及其 排除方法分析如下。 (1)柴油机工作粗暴引起的异响,俗称“敲缸声”;低速运转时,声音强,在距发动机十几米远 处听得比较真切;同时伴随着起动困难,发动机着火后,运转不平稳,冷却水消耗较快。这种异 响是由喷
2、油时间太早引起的,应当重新调整供油提前角。 (2)异响有一定规律,有时敲缸,有时放炮,同时伴随着柴油机转速不稳定及间断排放黑烟 等现象。这种不均匀的异响是由于喷油器滴漏柴油引起的,当出现这种现象时,应对喷油器进 行保养。 (3)排气管在排气时伴随着连续放炮声,同时排黑烟,排气管过热,起动较困难。当低速时, 放炮声有所减轻。这种异响是喷油时间过迟引起的,应及时调整供油提前角。 (4)发动机发出“空咚”、 “空咚”的敲击声,在发动机低速运转或转速突然变化时特别明显, 同时伴有烧机油的现象。这种异响声是由于活塞与气缸壁间隙过大,当柴油机工作时增加了 活塞对气缸壁的撞击而引起的。为了进一步证实,可在柴
3、油机温度正常时停车,向气缸套内加 入少许机油,待 1 min 后重新启动,若响声减弱或消失,则证明是活塞撞击气缸壁。这是因为 加入的机油产生油膜补偿了活塞裙部与气缸之间的间隙,但待加入的机油耗尽时撞击声又出 现,消除的办法是换气缸套或活塞。 (5)在气缸体全长部位都能听到似小锤轻轻敲击铁砧的“当当”响声,当发动机转速突然变 化时声响更明显。这是因为活塞环侧间隙太大引起的,应更换活塞环,必要时活塞环一起更换。(6)气缸罩盖周围发出“咯嗒”、 “咯嗒”的敲击声,热机时声音小,冷机时声音大,低速停止供 油时声音不消失。主要原因是因为气门间隙太大,造成气门杆头与摇臂撞击,应调整气门间隙。(7)发动机工
4、作时,在其气缸体中部可听到沉重的敲击声,工作时响声更大,同时有机油门 压力下降的现象。这种响声是由于主轴承间隙过大而引起的,应及时修理曲轴主轴颈或更换 主轴瓦。 (8)在发动机转速突然变化或负荷加大时,在气缸盖处可听到“嘶嘶”异响声,伴随有起动 困难,功率降低,有时会烧坏喷油咀,这是因为喷油器安装孔处漏气,漏气的原因有未装喷油器 密封垫圈或垫圈损坏、安装孔内的平面不平、喷油器的压板螺栓未上紧或扭力不均匀、喷 油器的压板装反等,使喷油器不能压紧。 (9)定时齿轮室响,在定时齿轮室处可听到齿轮撞击声,改变柴油机转速时,声音更明显。 主要原因是齿轮轴套等零件磨损严重,使齿轮的齿侧间隙变大,应更换磨损
5、严重的齿轮和轴套。(10)在气门室罩处能听到“嚓嚓”声,或发出 2 根弹簧撞击声,同时柴油机间断爆发,工作不稳定。 这是气门弹簧折断所致,应停车检查,以免锁夹脱落,气门掉入气缸,捣坏活塞及气缸盖。 (11)当齿轮磨损后,啮合间隙过大时柴油机工作起来会发出“咯拉”、 “咯拉”的噪音,停车时,晃 动曲轴,也会听到齿轮相撞的声音。应用铅片测量其齿侧间隙,超过规定尺寸应更换,如齿轮 有剥落、缺损现象也应更换。某一个齿轮的衬套与轴配合松旷或齿轮轴轴承磨损过甚,也会 发出很大噪音,如果因装有齿轮的某两根轴轴线不平行,使两轴上的齿轮啮合不正常,则发出 “嘶啦,嘶啦”声音,应修复或更换有关零件。如有的齿轮因轴
6、向间隙大,发生轴向窜动,会发出间歇性敲击声,应恢复标准间隙。 (12)柴油机工作时发出沉重有力的“咯咯”声。大小油门均有,改变油门时尤甚。主要原 因:一是飞轮螺母松动,应拧紧螺母并锁定;二是飞轮键槽与曲轴平衡配合松动;三是曲轴轴颈 锥面与轴孔锥面损伤,应修复之。柴油机震动厉害,并发出“空空”声。主要原因是:一是平衡 轴定时齿轮装错,应按要求重装;二是两平衡轴重量不匹配(S195),应重新选配平衡轴;三是平 衡轴承损坏,应更换损坏的轴承。 听诊异响的难度较大,能否正确判断异响声源,主要与听诊者的实际经验及听觉灵敏有关,各 种异响很难用文字确切描述,要靠机手平时多锻炼,不断积累经验,特别是对机车的
7、正常运转 声音要极为熟悉,以便出现异响时能立即识别。当异响严重时不要在运转较长时间后进行听 诊,应立刻停机,在静态下仔细检查分析;另外,当发动机突然出现破坏性异响时,必须立即熄火 检查,以免造成重大事故。发动机异响的原因 发动机异响标志发动机某一机构的技术状态已发生变化。主要是因有些零件磨 损过甚或装配、调整不当引起的。有些异响尚可预告发动机将可能发生事故性 损伤,因而当发动机出现异响时,应及时修理,防止故障扩大。在拆开之前, 先要进行检查,以初步确定故障的所在部位,然后对发动机异响特性的分析, 可以基本上诊断异响的部位、原因和程度,避免拆检的盲目性。 1发动机异 响特性的分析 发动机异响常与
8、发动机的转速、负荷、温度和工作循环有关, 通过对异响进行特性分析,可找出其变化规律。 (1)异响与发动机转速的关 系 发动机的大多数常见异响的存在取决于发动机的转速状态。 异响仅在 怠速或低速运转时存在。发响的原因有:活塞与气缸壁间隙过大;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;配气凸轮轮廓磨损;有时, 起动抓松动而使皮带轮发响(在转速改变时明显)。 维持在某转速时声响 紊乱,急减速时相继发出短暂声响。发响的原因有:凸轮轴正时齿轮破裂或其 固定螺母松动;曲轴折断;活塞销衬套松旷;凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松 旷。 异响在发动机急加速时出现,维持高速运转时声响仍存在。发响的原
9、因有:连杆轴承松旷、轴瓦烧熔或尺寸不符而转动;曲轴轴承松旷或轴瓦烧容; 活塞销折断;曲轴折断。 (2)异响与负荷的关系 发动机上不少异响与其负 荷有明显的关系,诊断时可采取逐缸解除负荷的方法进行试验,通常采用单缸 或双缸断火法解除一或两缸的负荷,以鉴别异响与负荷的关系。 某缸断火, 异响顿无或减轻。发响的原因有:活塞敲缸;连杆轴承松旷;活塞环漏气;活 塞销折断。 某缸断火,则声响加重,或原来无响,此时反而出现声响。发 响的原因有:活塞销铜套松旷;活塞裙部锥度过大;活塞销窜出;连杆轴承盖 固定螺栓松动过甚或连杆轴瓦合金烧熔脱净;飞轮固定螺栓松动过甚。 相 邻两缸断火异响减轻或消失。发响的原因有:
10、曲轴轴承松旷。 (3)异响与温 度的关系 低温发响,温度升高后声响减轻,甚至消失。发响的原因有:活 塞与缸壁间隙过大;活塞因主轴承油槽深度和宽度失准;机油压力低而润滑不 良。 温度升高后有声响,温度降低后声响减轻或消失。发响的原因有:过 热引起的早燃;活塞裙部椭圆的长、短轴方向相反;活塞椭圆度小、活塞与缸 壁的间隙过小;活塞变形;活塞环各间隙过小。 (4)异响与发动机工作循环的关系 发动机的异响故障往往与发动机的工作循环有明显的关系,尤其是曲 柄连杆机构和配气机构的异响都与工作循环有关。就四行程发动机而言,凡由 曲柄连杆机构引起的声响均为发动机作功一次发响两次;凡由配气机构引起的 声响均为发动
11、机作功一次发响一次。 由曲柄连杆机构引起的异响其原因有: 活塞敲击缸壁;活塞销发出的敲击声;活塞顶缸盖;连杆轴承松旷过甚;活塞 环漏气。 由配气机构引起的异响其原因有:气门间隙过大;挺杆与其导孔 间隙过大;凸轮轮廓靡损;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。 若异响与工作循 环无关,则应注意其发响区域。通常,由与工作循环无关的间隙引起的发响多 为发动机附件有故障;若是与工作循环无关的机件发出的连续金属摩擦声,则 可考虑是某些旋转件有故障。 (5)异响与发动机部位的关系 发动机发生异 响时,必然会产生一定程度的振动,根据振动的特点和部位可
12、以辅助诊断发生 异响的原因。发动机常见异响所引起的振动部件和区域如附图所示,可分为 4 个区域(A-B、B-B、C-C、D-D)和两个部位(正时齿轮盖、机油加注口)。 在 A-A 区域可听察燃烧室、主轴承和气门等部位,可以辅助诊断活塞顶碰缸 盖、气缸凸肩磨损过甚、气门座圈脱出、曲轴折断和主轴承松旷等故障。 在 B-B 区域的气门室一侧,可听察气门组合件及挺杆等部位,如在气门室对面, 可辅助诊断活塞敲缸一类的故障;在机油加注口处听察可辅助判明活塞销、连 杆轴承发响和活塞环漏气等故障。 在 C-C 区域可听察凸轮轴的衬套和正时 齿轮,可辅助诊断凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动,以及凸轮衬套松旷
13、等故障。 D-D 区域是在气缸体及油底壳分开面的附近(凸轮轴的对面), 在此区域听察可以辅助判明主轴承发响或曲轴断裂等故障。 (6)异响与其他 故障现象的关系 发动机在发生某些异响故障时,常常伴随出现其他故障现象。 因此,这些伴同现象就成为辅助诊断异响原因的重要依据。发动机发生异响时 常伴随出现的其他故障现象如附表所示。 2发动机异响的诊断 (1)异响 诊断的原则 若声响在低速运转时显得轻微、单纯,在高速运转时显得轰鸣且 平稳均匀,在加速或减速显得圆滑过渡,则为正常声响。 异响原因 伴同现 象 主轴承径向间隙过大或轴瓦合金烧熔脱落 机油压力下降,机体振抖 连杆 轴承松旷过甚 机油压力下降 进、
14、排气门卡滞不能闭 个别缸不工作,机体 振抖。若排气门卡滞将造成排气管有喘气声 活塞与缸壁间隙过大,活塞环对 口或抱死 加机油口出现脉动冒烟,排气管冒浓蓝烟,机油消耗多,燃油消耗 多但是多功率下降 排气门弹簧折断 个别缸不工作,发动机抖动,不易加速 点火时间过迟 燃油消耗多,功率降低 若声响中伴随着沉闷的“镗”“镗” 声,或清脆的“当、当”声,或短促的“嗒、嗒”声,或细微的“涮、涮”声, 或强烈的“嘎、嘎”声,即表明发动机存在不正常的异响,至于其是否严重, 则可依据以下情况判断: 声响若仅在怠速运转时存在,转速提高后即自行 消失,在整个使用过程中声响又无明显的变化,则属于危害不大的异响,允许 暂
15、时存在,待适当时机再行修理。 声响若在突然加速或突然减速时出现, 而且当发动机在中、高速运转期并不消失,同时又引起机体振抖,则属于不允 许再继续存在异响,应予以立即查明原因,进行排除。 声响倘若是在运转 中突然出现的,且又较猛烈,则不应使用发动机继续运转或进行试听诊断,而 应立即停机拆检。一般应先拆油底壳,再拆缸盖。 (2)异响诊断的方法 人工直观试探法。主要是借助听诊器、断火试验,结合变换节气门开度等,凭 耳、眼进行行听、察异响的变化情况。在听察过程中,还要及时观察排气管冒出的烟色、烟量的变化和各仪表的工作情况等。 仪器诊断法。因为发动机 各类异响和振动的声响、声压、振幅等不同,只要发动机各
16、摩擦副磨损,配合 间隙增大或某一部分发生松动,就会产生异响与振动,形成特有的声级、声压 和振幅并通过仪器反映出来。 (3)异响的确诊过程 根据异响出现的时机和 连贯存在的时间来看,异响一般都分别存在于怠速或低速运转期间和高速运转 期间。 当异响出现在怠速或低速运转期间,可依以下顺序进行诊断: 用 单缸断火法检查异响与缸位是否有关联。若某缸断火后异响有明显的变化,说 明故障在该缸。 若某缸断火后异响并无明显的变化,说明异响与缸位并无 关系。继而应逐缸检查异响与工作循环是否有关联,判定故障出在哪一机构。 进而再逐渐提高发动机转速,听察异响有无变化,根据异响随转速的变化, 判断运动机制耗损的程度。 此外,在诊断过程中,还应注意观察发动机温 度的变化对异响的影响。 当异响出现在高速运转期间,可依以下顺序进行诊 断: 从低速逐渐提高发动机转速,直至高速运转。在此过程中,注意异响 出现的时机。 当异响出现后