单元五 汽车综合性能检测实训(一)：发动机异响的检测

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1、水利电力、交通工程系Automobile Electrics单元五：汽车综合性能检测实训(一) 发动机异响的检测水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8发动机异响的检测技术状况良好的发动机，运转中仅能听 到均匀的排气声和轻微的噪声，这是正常的 响声。如果发动机在运转过程中，伴随有间 歇或连续的金属敲击声，连续的摩擦声等， 那就表明发动机运转声响不正常。这种不正 常的声响，通常称为异响。水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8发动机异响的检测异响标志着发动机某一机构的技术状况 、发生了变化，也就是说发动机存在有某种 故障。对于有异响的发动机，应

2、根据故障现 象，分析产生的原因，找出异响的部位，准 确地将其诊断出来，避免可能发生的事故性 损伤。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.1发动机异响的类型及影响因素1.发动机异响的类型 发动机的异响是发动机产生的不正常的响声,主要有机械异 响、燃烧异响、空气动力异响和电磁异响。（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，运转中会引起冲击和振动 ，产生声波。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、气门响、正时齿轮响等，多 是因配合间隙太大造成的。但有些异

3、响也可能是配合面（ 如正时齿轮齿面）有损伤或其他原因造成的。水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.1发动机异响的类型及影响因素（2）燃烧异响。主要是发动机不正常燃烧造成 的。如汽油发动机产生突爆和表面点火时，柴 油发动机工作粗暴时，气缸内均会产生极高的 压力波。这些压力波撞击燃烧室壁及活塞连杆 组，发出了强烈的类似敲击金属的异响。当汽 油发动机化油器发出回火声，排气管发出放炮 声或“突、突”声时，也属于燃烧异响。水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.1发动机异响的类型及影响因素（3）空气动力异响。主要是在发动机 进气口、排气口和运转中

4、的风扇处，气流 振动而造成的。（4）电磁异响。主要是在发电机、电 动机和某些电磁元件内，由于磁场的交替 变化，引起机械中某些部件或某一部分空 间容积产生振动而造成的。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.1发动机异响的类型及影响因素2.异响的影响因素 发动机异响常与发动机的转速、负荷、温度、润滑条件和工作循环有关，通过对异响进行特性分析，可找出 其变化规律。（1）转速。一般情况下，转速愈高机械异响愈强烈。但有时高转速时各种响声混杂一起，听诊某些异响 反而不易辨清。所以，诊断转速不一定是高速，要具体异响具体对待：如听诊气门响和活塞敲缸时，在怠速 下或低速下就能听得

5、非常明显；当主轴承响、连杆轴承响和活塞销响较为严重时，在怠速和低速下也能听到 。（2）温度。有些异响与发动机温度有关，而有些异响与发动机温度无关或关系不大。在机械异响诊断中 ，对于热膨胀系数大的配合副要特别注意发动机的热状况，最典型的例子是活塞敲缸。在发动机冷起动时， 该响声非常明显，然而一旦温度升高，响声即减弱或消失。所以，诊断该响声应在发动机低温下进行。热膨 胀系数小的配合副所产生的异响，如曲轴主轴承响、连杆轴承响、气门响等，发动机温度的变化对异响的影 响不大，因而对诊断温度无特别要求。 发动机温度也是燃烧异响的影响因素之一。汽油发动机过热时，往往产生点火敲击声（突爆或表面点火）； 柴油发

6、动机过冷时，往往产生着火敲击声（工作粗暴）。（3）负荷。许多异响与发动机的负荷有关。如曲轴主轴承响、连杆轴承响、活塞敲缸响、气缸漏气响、 汽油机点火敲击响等，均随负荷增大而增强，随负荷减小而减弱；柴油机着火敲击声随负荷增大而减小。但 是，也有个别异响与负荷无关，如气门响，负荷变化时异响不变化。（4）润滑条件。不论什么机械异响，当润滑条件不佳时，异响一般都显得严重。（5）发动机工作循环。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

7、机作功一次发响一次。正确掌握和利用异响的这些特点和规律，是进行发动机异响诊断的基础。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.1发动机异响的类型及影响因素要深入研究发动机异响与其技术状况的关系, 迅速而准确地判断故障，仅仅依靠经验是不够的， 必须借助于发动机异响诊断仪。实践证明，使用异 响诊断仪是在纯粹靠人听觉判断异响方面进了一步 ，只需熟悉发动机一般构造和操作的工人就能掌握 。诊断发动机异响所用的仪器，较常见的是异响示 波器诊断仪。利用异响示波器，能观测到异响产生 的波形。通过分析、判断异响波形，实现对异响快 速诊断。 水利电力、交通工程系Automobile E

8、lectrics5.8.1发动机异响的类型及影响因素1.仪器诊断发动机异响的基本原理发动机机件配合间隙过大或配合面有损伤时，在运转中要引起机械振动形成声 源。当我们把发动机气缸体、气缸盖，油底壳等机件的外表面作为声源的测试部位 时，这些测试部位实质上是由主声源激发出来的二次声源，它们的振动规律（频率 、振幅、相位、持续时间等）既和主声源的振动规律有关，也和该点的固有振动频 率有关。以解放CA-10B型发动机为例，曲轴主轴承的振动频率较低，它在面积较大 因而固有振动频率也较低的油底壳或曲轴箱侧壁上，能激发出约400Hz的低频振动： 连杆轴承响则在离其最近的曲轴箱侧壁上激发出约800Hz的振动，活

9、塞销响在正对该 缸活塞顶的气缸上激发出约1200Hz的振动；由于振动方向的原因，活塞敲缸响则在 正对该气缸体左侧（面对发动机）上部产生的振幅最大，振动频率约为1200Hz；配 气机构的响声是比较复杂的，气门落座响在正对活塞顶的缸盖上，激发出约2800Hz 的振动，而同一主声源在正对该气门的缸盖上，激发出的振动频率会更高。总之， 不同型号的发动机各种异响的特征频率（振幅最大的频率）是会有差异的，这要通 过实验来获得。用仪器诊断发动机异响，就是利用振动传感器（拾振器）把各种异响对应的振 动信号拾取出来，经过选频放大后送到点火示波器显示出波形，对异响进行频率鉴 别和幅度鉴别，再辅之以单缸断火（或单缸

10、断油）、转速变换等手段，迅速、准确 地判断出异响的种类、部位和严重程度。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.2发动机异响仪器检测法2.带相位选择的示波器显示异响诊断仪诊断仪基本上由振动传感器、选频网络，功率放大、相位选择、显示等部分组成，其原理如图所示。传感器多采用压电式加速度计。它输出的电信号同振动加速度成正比，可用以确定振动加速度，速度、振幅、频率和振动波形。传感器的固定常用两种方法；一种是用强磁材料把传感器吸附在发动机表面上；另种是手持探针传感器，以一定压力使探针接触所要检查的部位。传感器由屏蔽导线接入选频网络，该网络是一组不同中心频率的选频放大器。中心

11、频率即为发动机各主要异响的特征频率，它是通过频谱分析和同步滤波器滤波反映决定的。检测时，中心频率靠异响选择键来变换，键上标有对应的声响部位，各种经过选频放大的特征频率信号强度远比其他频率信号高，特别是那些空气动力声音能大大减弱，频率选择装置选择的振动信号输送到点火示波器的输入端。一般而言，在点火提前角正常的情况下，活塞销响的异响故障波形出现在整个波形的前部（或中部），活塞敲缸异响故障波形出现在整个波形的中部（或前部），连杆轴承响出现在中后部，曲轴轴承响出现在波形最后部。因各种异响对应着不同振动频率，同时振动中的振幅大小变化过程存在差异，因此显示在示波器上的振动波形所对应的凸轮轴转角和形状有所不

12、同。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.2发动机异响仪器检测法2.发动机异响的检测方法这里以国产QFC-5型发动机综合测试 仪为例，说明检测发动机异响的方法。（1）（5）步骤同本章发动机功率 检测1)5)。（6）键入“4”，选择发动机异响检 测，进入“发动机异响检测”程序。（7）曲轴主轴承响。选择频率档1， 将振动传感器抵在发动机油底壳中上部 稍前的位置上，如图中黑点所示。用抖 油门的方法，使发动机在1200- 1600r/min或更高的转速范围内作变速运 转，观察抖动油门时各缸波形的最后部 ，有无明显的频率较低的正弦波出现。 调整异响盒旋钮1，使波形幅度最大

13、、最 清晰。通过功能键将波形存贮，以便分 析判断。必要时可进行逐缸断火试验， 断火时曲轴轴承响的异响波形基本消失 。水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.2发动机异响仪器检测法（8）连杆轴承响。选择频 率挡2，将振动传感器抵在曲轴 箱上部对正连杆轴承处。测1、2 、3缸时抵在A点处，测4、5、6 缸时抵在B点处，如图所示。使 发动机从怠速开始逐渐提高转速 直到2000r/min，观察各缸波形 的中后部有无故障波形，调整异 响盒旋钮2，使波形幅度最大、 最清晰。随着转速的提高，异响 波形幅度明显增加，必要时可用 抖动油门的方法观测，并可进行 逐缸断火，测得不同转速时

14、的异 响波形。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.2发动机异响仪器检测法（9）气门落座响。选 择频率挡4，将振动传感器 抵在缸盖上对应进排气门 附近，如图所示。使发动 机转速稳定在1000r/min（ 转速不能太高，否则波形 连在一起不易辨认），观 察有无故障波形，调整异 响盒旋钮4，使波形幅度最 大、最清晰。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.2发动机异响仪器检测法（10）活塞销响。选择频率挡4 。将振动传感器抵在缸盖上对准各 缸活塞处，如图所示。使发动机由 800r/min，逐渐提高到2400r/min， 观察波形上各缸上

15、止点附近有无异 响波形，调整异响盒旋钮2或3，使 波形幅度最大、最清晰。必要时可 在中、高速范围内用抖动油门的方 法观测和断火试验。综上所述，用示波器诊断发动 机异响时，应遵循的一般方法是： 在响声明显的转速下微抖节气门， 使发动机反复加速运转；选取故障 部位的振动频率；振动传感器的拾 振位置应与异响位置相一致；要始 终配合以听诊、单缸断火、双缸同 时断火等方法；观察波形，分析、 判断异响。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.2发动机异响仪器检测法（10）活塞销响。选择频率挡4 。将振动传感器抵在缸盖上对准各 缸活塞处，如图所示。使发动机由 800r/min，

16、逐渐提高到2400r/min， 观察波形上各缸上止点附近有无异 响波形，调整异响盒旋钮2或3，使 波形幅度最大、最清晰。必要时可 在中、高速范围内用抖动油门的方 法观测和断火试验。综上所述，用示波器诊断发动 机异响时，应遵循的一般方法是： 在响声明显的转速下微抖节气门， 使发动机反复加速运转；选取故障 部位的振动频率；振动传感器的拾 振位置应与异响位置相一致；要始 终配合以听诊、单缸断火、双缸同 时断火等方法；观察波形，分析、 判断异响。 水利电力、交通工程系Automobile Electrics5.8.3检测标准及检测结果分析1曲轴主轴承响若分析仪显示屏上有瞬时波形出现，发出的响声又沉重有力，说明是主轴承响。例如图5.57b）所显示是主轴承响全缸波形，从图中可以看出，有一道靠近3缸的主轴承波形幅度是最高的。再单独显示出各缸波形。其中3缸波形幅度最高，显然是故障波形，如图5.57c）所示。亦可结合经验法进行诊断。如当3缸断火或与相邻缸双缸同时断火时，波形减弱或消失，这样不仅可确诊为是主轴承响，而且还