發(fā)動(dòng)機(jī)異響的檢測(cè)與診斷

汽車(chē)檢測(cè)與診斷技術(shù)

InspectionandDiagnosisofAutomobile題目：第9節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)異響診斷授課方式

：講

授課時(shí)數(shù)：2教學(xué)目的：了解發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障的診斷方法;

重點(diǎn)難點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)異響特性及分析第9節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)異響診斷發(fā)動(dòng)機(jī)異響：發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況不良時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的噪聲有所不同的異常聲響。1.機(jī)械異響：主要是運(yùn)動(dòng)副配合間隙太大或配合面有損傷，運(yùn)轉(zhuǎn)中引起沖擊和振動(dòng)造成的。因磨損或調(diào)整不當(dāng)造成運(yùn)動(dòng)副配合間隙太大時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)中要產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)聲波，如曲軸主軸承響、連桿軸承響、凸輪軸軸承響、活塞敲缸響、活塞銷(xiāo)響、正時(shí)齒輪響等。

2.燃燒異響：主要是發(fā)動(dòng)機(jī)不正常燃燒造成的。如柴油機(jī)工作粗暴時(shí)汽缸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生極高的壓力波，這些壓力波相互撞擊，發(fā)出了強(qiáng)烈的類(lèi)似敲擊金屬的異響。3.空氣動(dòng)力異響：主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣、排氣和運(yùn)轉(zhuǎn)中的風(fēng)扇，因氣流振動(dòng)而造成的。4.電磁異響：在發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)機(jī)和電磁元件內(nèi)，由于磁場(chǎng)的交替變化，引起某些部件產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出異響。一、發(fā)動(dòng)機(jī)異響特性分析

1.發(fā)動(dòng)機(jī)異響的性質(zhì)——一組復(fù)雜噪聲

發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程是周期性循環(huán)的，工作時(shí)發(fā)出的各種噪聲和異響也是周期性重復(fù)出現(xiàn)的。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)異響的特征（1）振動(dòng)頻率和振幅：振動(dòng)物體發(fā)出的聲音以波的形式向外傳播。聲波導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)外表面的振動(dòng)具有與聲波的頻率和振幅相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)頻率和振幅。發(fā)動(dòng)機(jī)異響引起的振動(dòng)多由一組頻率不同的振動(dòng)組成，但每種聲響引起的一組頻率不同的振動(dòng)中常含有一個(gè)或多個(gè)不同于其他聲響的振動(dòng)頻率，該頻率稱為信息頻率。因此，可根據(jù)信息頻率判斷發(fā)出異響的聲源和異響部位。（2）相位：發(fā)動(dòng)機(jī)各缸按一定次序周期性工作，燃燒產(chǎn)生的最高壓力也以該次序產(chǎn)生。因此，盡管各缸同類(lèi)部件發(fā)出異響的特征頻率相同或相似，但出現(xiàn)的相位不同，各缸異響信號(hào)間會(huì)存在時(shí)間上的差異。3.影響異響診斷的因素：（1）異響與負(fù)荷的關(guān)系表現(xiàn)是異響與缸位負(fù)荷有明顯的關(guān)系，在診斷過(guò)程中，可采取逐缸解除負(fù)荷的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用單缸或雙缸斷火，解除一到二缸負(fù)荷，以鑒別異響與負(fù)荷的關(guān)系。某缸斷火時(shí)，異響頓無(wú)或減輕；或聲響反而加重或原本無(wú)異響，反而異響復(fù)出等，均說(shuō)明異響與負(fù)荷有關(guān)。如聲響無(wú)變化，則說(shuō)明異響與負(fù)荷無(wú)關(guān)。通常曲柄連桿機(jī)構(gòu)某些故障所引起的聲響與缸位負(fù)荷有比較明顯的關(guān)系，如活塞敲缸響、活塞銷(xiāo)響、連桿軸承松曠響、曲軸主軸承松曠響、活塞環(huán)漏氣響。（2）異響與發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的關(guān)系某些異響低溫嚴(yán)重而高溫減輕或消失，如活塞與缸壁間隙過(guò)大而敲缸等；一些異響，則因發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的升高而加重，或低溫時(shí)不響，而機(jī)溫升高后出現(xiàn)聲響，如過(guò)熱引起的早燃噪聲、活塞不正常變形和活塞圓度過(guò)小及活塞與缸壁間隙過(guò)小發(fā)響等。這類(lèi)異響特性主要是由于溫變化而導(dǎo)致機(jī)件配合間隙與變形程度、機(jī)油粘度、潤(rùn)滑條件、燃燒狀況的變化起的。（3）異響與轉(zhuǎn)速的關(guān)系發(fā)動(dòng)機(jī)異響與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也有很大關(guān)系，有些異響將在發(fā)動(dòng)機(jī)急加速時(shí)現(xiàn)，如主軸承松曠發(fā)響、連桿軸承松曠發(fā)響等；而又有一些異響將在發(fā)動(dòng)機(jī)急速時(shí)更明顯，如凸輪軸正時(shí)齒輪破裂損壞發(fā)響、凸輪軸軸向間隙過(guò)大或襯套松曠發(fā)響、活塞銷(xiāo)襯套松曠發(fā)響等；而另有些異響，僅在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或低速運(yùn)轉(zhuǎn)期出現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高后則消失，如活塞與缸壁間隙過(guò)大、活塞銷(xiāo)裝配過(guò)緊或連桿軸承裝配過(guò)緊引起的異響。（4）異響與其他因素（潤(rùn)滑條件和診斷部位）的關(guān)系不論何種機(jī)械異響，當(dāng)潤(rùn)滑條件不良時(shí)，一般都表現(xiàn)得較為明顯。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生異響的部位由發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)確定，但異常的能量隨離開(kāi)聲源的距離越遠(yuǎn)越弱，即聲波的聲強(qiáng)或聲波在發(fā)動(dòng)機(jī)外表面所引起的振動(dòng)的振幅，隨檢測(cè)點(diǎn)距聲源的遠(yuǎn)近而變化。若將每種異響與這些因素的關(guān)系，系統(tǒng)歸納起來(lái)，就構(gòu)成了每種異響的完整特征，即異響特性。診斷異響的過(guò)程就根據(jù)聲響特征，進(jìn)行特性分析從而確定故障原因的過(guò)程。二、發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障的經(jīng)驗(yàn)診斷（一）異響故障的診斷原則診斷發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障，應(yīng)考慮新老發(fā)動(dòng)機(jī)的不同特點(diǎn)。通常新發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況比較好，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中一般無(wú)雜亂聲響。一旦因某種原因引起異常聲響時(shí)，會(huì)清晰而單純地暴露出來(lái)，可以對(duì)異響直接進(jìn)行特性分析，查明原因。接近大修時(shí)的舊發(fā)動(dòng)機(jī)，不可避免地要存在著各種聲響，以致顯得噪聲嘈雜，其異響就不容易分辨，則應(yīng)按一定的原則進(jìn)行診斷。應(yīng)首先區(qū)分哪些異響可以暫時(shí)忽視，哪些是必須確診排除的。原則：聲響僅在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間存在，轉(zhuǎn)速提高后即消失，且聲響又無(wú)明顯變化的，就屬于危害不大的異響，可暫時(shí)忽略，待適當(dāng)時(shí)機(jī)再修理。若聲響在發(fā)動(dòng)機(jī)急加速或急減速出現(xiàn)，并且在中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)期間仍存在，同時(shí)機(jī)體振抖，一般屬于應(yīng)立即確診排除的異響。若在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，突然產(chǎn)生較重的異常聲響，應(yīng)立即停機(jī)，不可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，否則將可能招致發(fā)動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞。遇此情況，應(yīng)逐步拆檢排除，通常可以先拆下油底殼，對(duì)軸瓦進(jìn)行檢查，如未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可進(jìn)而拆下氣缸蓋檢查氣缸壁、活塞等。然后，對(duì)異響進(jìn)行確診。確診異響，就是對(duì)異響進(jìn)行特性分析，查明異響的特征，然后斷定其原因，予以排除。（二）異響故璋的診斷區(qū)域發(fā)動(dòng)機(jī)有異響存在時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)某些部位就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與異響聲音頻率一致。不同發(fā)響機(jī)件所處部位不同，在發(fā)動(dòng)機(jī)上的振動(dòng)區(qū)域亦不一樣。尋找重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行聽(tīng)診，可以大致判明發(fā)響機(jī)件的部位。常見(jiàn)異響所引起的振動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋、氣門(mén)室及其凸輪軸部位和曲軸箱分界面部位有所反應(yīng)。在加機(jī)油口、正時(shí)齒輪蓋處，也能聽(tīng)出異響。常見(jiàn)異響在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行診斷的區(qū)域，可以分為四個(gè)區(qū)域兩個(gè)部位，如圖所示。1)A-A區(qū)域。在該區(qū)域，可用旋具接觸氣缸蓋各缸燃燒室部位或接觸與氣門(mén)等相對(duì)的部位。可以輔助診斷活塞頂碰缸蓋、氣缸凸肩、氣門(mén)座圈脫出等故障。2)B-B區(qū)域。在該區(qū)域的氣門(mén)室一側(cè)，可聽(tīng)察氣門(mén)組合件及挺桿等發(fā)響。在氣門(mén)室對(duì)面，用旋具觸試，可輔助診斷活塞敲缸一類(lèi)故障，拆下加機(jī)油口蓋，用耳聽(tīng)察，可輔助診斷活塞銷(xiāo)響、連桿軸承響、活塞環(huán)漏氣等故障。3)C-C區(qū)域。在該區(qū)域，用旋具觸試凸輪軸襯套部位或觸試正時(shí)齒輪蓋部位，可輔助診斷凸輪軸正時(shí)齒輪破裂或其固定螺母松動(dòng)、凸輪軸襯套松曠等故障。4)D-D區(qū)域。在該區(qū)域，用旋具觸試氣缸體與油底殼分界面處（凸輪軸的對(duì)面）可以輔助診斷主軸承發(fā)響等故障。5)兩個(gè)部位。即加機(jī)油口部位和正時(shí)齒輪蓋部位。

（三）常見(jiàn)異響故障的診斷1.活塞敲缸響(1)響聲特征怠速或低速時(shí)在氣缸上部發(fā)出有節(jié)奏的金屬敲擊聲，轉(zhuǎn)速升高后響聲減弱或消失，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變化時(shí)響聲變化，多為冷車(chē)時(shí)較響而熱車(chē)時(shí)響聲減弱或消失，其響聲與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷有關(guān)，多為單缸斷火后響聲減弱或消失，個(gè)別情況單缸斷火后響聲不變或加重。(2)故障原因1)活塞與缸壁間隙過(guò)大。2)活塞與缸壁間潤(rùn)滑不良。3)活塞圓度不合標(biāo)準(zhǔn)。4)活塞銷(xiāo)與座孔裝配過(guò)緊；活塞銷(xiāo)與連桿襯套裝配過(guò)緊。5)連桿軸頸與主軸頸不平行；連桿襯套軸向偏斜，連桿彎曲。6)活塞裙部圓柱度不合標(biāo)準(zhǔn)。(3)異響診斷該異響的診斷部位：B-B區(qū)域。1)發(fā)動(dòng)機(jī)初起動(dòng)時(shí)，低溫運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)出有節(jié)奏的“嗒、嗒、嗒”金屬敲擊聲，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制在聲響最明顯的范圍內(nèi)，然后緩慢加速至中速及中速以上，響聲減弱或消失，可初步診斷該異響為活塞敲缸響。2)將轉(zhuǎn)速控制在聲響最明顯的范圍內(nèi)，然后逐缸斷火試驗(yàn)，若某擊火后其響聲減弱或消失，則說(shuō)明此缸響。若發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后其響聲減弱至消失即可斷定其活塞裙部與缸壁間隙過(guò)大。3)若發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)不響，待溫度上升后，在中高速時(shí)，發(fā)出急速而有節(jié)奏性的“嘎、嘎”的明顯響聲，溫度越高，聲響越大，斷火試驗(yàn)時(shí)，其聲音沒(méi)有多大變化，即可診斷為連桿軸頸與主軸頸不平行或連桿襯套軸向偏斜、連桿彎曲引起的活塞敲缸響。4)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā)出“嗒、嗒”聲，機(jī)體拌有抖動(dòng)，且溫度升高后，響聲加大。若某缸斷火，響聲加重，則該缸為故障缸。引起異響的原因可能是：活塞圓度不合標(biāo)準(zhǔn)；活塞與缸壁間隙過(guò)??；活塞銷(xiāo)裝配過(guò)緊而變形；活塞環(huán)背隙、端隙過(guò)??；缸壁與活塞潤(rùn)滑不良等。5)發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)發(fā)出“嗒、嗒”的金屬敲擊聲，轉(zhuǎn)速提高后響聲消失，而溫度變化時(shí)其響聲不變。若某缸斷火，響聲反而加重，并由間隔發(fā)響變?yōu)檫B續(xù)發(fā)響則該缸為故障缸。引起異響的原因是活塞裙部的圓柱度不合標(biāo)準(zhǔn)。2.活塞銷(xiāo)響(1)響聲特征響聲為較尖銳清脆的金屬敲擊聲。怠速和中速時(shí)，響聲比較明顯、清晰；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，響聲周期也隨著變化，加速時(shí)聲響更大；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后響聲不減；單缸斷火時(shí)響聲明顯減弱或消失；略將點(diǎn)火時(shí)刻提前，聲響加劇。

(2)故障原因1)活塞銷(xiāo)與連桿襯套配合松曠。2)活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔配合松曠。3)機(jī)油壓力過(guò)低，機(jī)油飛濺不足，潤(rùn)滑條件差。4)活塞銷(xiāo)鎖環(huán)脫落，使活塞銷(xiāo)自由竄動(dòng)。(3)異響診斷檢查部位：發(fā)動(dòng)機(jī)加油口處。將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制在響聲最明顯的范圍內(nèi)，然后逐缸斷火試驗(yàn)。若斷火時(shí)其響聲消失，而在復(fù)火的瞬間突然出現(xiàn)一響或連續(xù)兩響聲，則可診斷為活塞銷(xiāo)響。這種響聲在氣缸上、下部較為明顯，如響聲不明顯，可略將點(diǎn)火提前一些，這時(shí)若響聲較前明顯，也診斷為活塞銷(xiāo)響。3.曲軸主軸承響(1)響聲特征發(fā)動(dòng)機(jī)急加速時(shí)，發(fā)出沉重的“擋、檔、擋”金屬敲擊聲，嚴(yán)重時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，響聲越大；發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越大，響聲越明顯；一般單缸斷火，響聲不變，而相鄰兩缸同時(shí)斷火，響聲會(huì)明顯減弱；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變化時(shí)響聲無(wú)變化；響聲嚴(yán)重時(shí)機(jī)油壓力明顯降低。(2)故障原因1)主軸承蓋螺栓松動(dòng)。2)主軸承與主軸頸配合間隙過(guò)大。3)主軸承潤(rùn)滑不良，導(dǎo)致軸瓦合金燒毀脫落。4)主軸承瓦尺寸不符，或裝配不當(dāng)引起軸瓦轉(zhuǎn)動(dòng)或破裂。5)曲軸彎曲或軸向間隙過(guò)大。(3)異響診斷診斷部位：氣缸體下部靠近曲軸箱分開(kāi)面處（D-D區(qū)）及機(jī)油加油口處。1)在機(jī)油加油口處查聽(tīng)，反復(fù)變更發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)突然加速或減速，如有明顯沉重的“擋、擋、擋”金屬敲擊響聲，則是主軸承響。2)若發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體有較大的振動(dòng)；汽車(chē)載重爬坡時(shí)，駕駛室有振動(dòng)感，機(jī)油壓力顯著下降，則說(shuō)明主軸承間隙過(guò)大、軸瓦合金脫落。3)利用斷火法察聽(tīng)響聲。單缸斷火時(shí)響聲不變，而進(jìn)行相鄰兩缸的斷火試驗(yàn)，若響聲明顯減弱，則故障為該兩缸之間的主軸承響。4)若懷疑曲軸軸向竄動(dòng)發(fā)響時(shí)，可以踏下離合器踏板來(lái)察聽(tīng)其響聲有無(wú)變化來(lái)診斷。如響聲減輕或消失，則為曲軸軸向竄動(dòng)發(fā)響。5)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速至中速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，“當(dāng)、當(dāng)、當(dāng)”的有節(jié)奏性而鈍重的響聲較明顯，而到高速時(shí)響聲雜亂，則異響可能是曲軸彎曲引起。4.連桿軸承響(1)響聲特征當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)突然加速時(shí)，有“當(dāng)、當(dāng)、當(dāng)”連續(xù)明顯、輕而短促的敲擊聲；怠速時(shí)響聲較小，中速時(shí)較為明顯；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后，響聲無(wú)大變化；響聲隨負(fù)荷的增大而加劇；單缸斷火后響聲明顯減弱或消失。(2)故障原因1)連桿軸承蓋螺栓松動(dòng)。2)連桿軸承與軸頸徑向間隙過(guò)大。3)連桿軸承合金燒毀或脫落。4)連桿軸頸失圓，使軸與軸承之間接觸不良。5)連桿軸承尺寸不符引起轉(zhuǎn)動(dòng)而阻塞油道或軸瓦破裂6)機(jī)油油壓不足，使連桿軸承潤(rùn)滑不良。(3)異響診斷在拆下堵蓋后的加機(jī)油口處仔細(xì)聽(tīng)察，其響聲較大。1)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低初起動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速不高，油壓低，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出“當(dāng)、當(dāng)、當(dāng)”有節(jié)奏性的清晰而明顯的敲擊聲，而待油壓上升后，若響聲減弱或消失，則這種響聲為個(gè)別連桿軸承間隙稍大或軸瓦合金層有剝落所致。2)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高時(shí)，由低速突然加至中高速，其發(fā)出的敲擊聲明顯加重，而轉(zhuǎn)速再升高時(shí)，響聲減弱或消失，此時(shí)進(jìn)行逐缸斷火試驗(yàn)，若某缸斷火后響聲減弱或消失，而復(fù)火后恢復(fù)，則故障為該缸的連桿軸承響，主要是連桿軸承間隙大所致。3)如果響聲嚴(yán)重，又伴隨有機(jī)油壓力低，可確診為連桿軸承響，其原因是連桿軸承間隙過(guò)大。這點(diǎn)往往是區(qū)別連桿軸承響與活塞銷(xiāo)響、活塞敲缸響的重要依據(jù)。5.氣門(mén)響(1)響聲特征發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，發(fā)出有節(jié)奏的“嗒、嗒、嗒”響聲；轉(zhuǎn)速增高，響聲也隨增大；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變化或作斷火試驗(yàn)時(shí)，響聲不變。(2)故障原因：1)氣門(mén)間隙過(guò)大：

2)氣門(mén)挺桿處潤(rùn)滑不良。(3)異響診斷1)在氣門(mén)室罩旁查聽(tīng)。響聲不隨發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、斷火試驗(yàn)變化，而聲響頻率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同而變化，且高、中、低速時(shí)均有響聲，則可診斷為氣門(mén)挺桿響。2)將氣門(mén)室蓋拆下，在怠速時(shí)用適當(dāng)厚度的塞尺插入氣門(mén)間隙中，逐個(gè)試驗(yàn)。當(dāng)插入某個(gè)氣門(mén)間隙中時(shí)，響聲減弱或消失，即可診斷是該氣門(mén)響，且由氣門(mén)間隙過(guò)大造成。三、發(fā)動(dòng)機(jī)異響的儀器診斷發(fā)動(dòng)機(jī)異響診斷儀可以用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)異響，它主要是根據(jù)異響的振動(dòng)波形、振幅、頻率來(lái)進(jìn)行診斷的。采用帶相位選擇的示波器顯示異響診斷儀或具有異響診斷功能的發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測(cè)儀檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)對(duì)異響振動(dòng)波形的檢測(cè)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障診斷。將異響的儀器診斷和經(jīng)驗(yàn)判斷相結(jié)合，可大大提高對(duì)異響診斷的準(zhǔn)確率。

(一)便攜式異響診斷儀1.組成2.