发动机异响的检测与诊断

汽车检测与诊断技术

InspectionandDiagnosisofAutomobile题目：第9节发动机异响诊断授课方式

：讲

授课时数：2教学目的：了解发动机异响故障的诊断方法;

重点难点：发动机异响特性及分析第9节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。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，运转中要产生冲击和振动声波，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、正时齿轮响等。

2.燃烧异响：主要是发动机不正常燃烧造成的。如柴油机工作粗暴时汽缸内会产生极高的压力波，这些压力波相互撞击，发出了强烈的类似敲击金属的异响。3.空气动力异响：主要是在发动机进气、排气和运转中的风扇，因气流振动而造成的。4.电磁异响：在发动机、起动机和电磁元件内，由于磁场的交替变化，引起某些部件产生振动而发出异响。一、发动机异响特性分析

1.发动机异响的性质——一组复杂噪声

发动机的工作过程是周期性循环的，工作时发出的各种噪声和异响也是周期性重复出现的。

2.发动机异响的特征（1）振动频率和振幅：振动物体发出的声音以波的形式向外传播。声波导致的发动机外表面的振动具有与声波的频率和振幅相对应的振动频率和振幅。发动机异响引起的振动多由一组频率不同的振动组成，但每种声响引起的一组频率不同的振动中常含有一个或多个不同于其他声响的振动频率，该频率称为信息频率。因此，可根据信息频率判断发出异响的声源和异响部位。（2）相位：发动机各缸按一定次序周期性工作，燃烧产生的最高压力也以该次序产生。因此，尽管各缸同类部件发出异响的特征频率相同或相似，但出现的相位不同，各缸异响信号间会存在时间上的差异。3.影响异响诊断的因素：（1）异响与负荷的关系表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。（2）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。（3）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。（4）异响与其他因素（润滑条件和诊断部位）的关系不论何种机械异响，当润滑条件不良时，一般都表现得较为明显。发动机发生异响的部位由发动机的结构确定，但异常的能量随离开声源的距离越远越弱，即声波的声强或声波在发动机外表面所引起的振动的振幅，随检测点距声源的远近而变化。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。二、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。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、高速运转期间仍存在，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，如图所示。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)活塞圆度不合标准。4)活塞销与座孔装配过紧；活塞销与连杆衬套装配过紧。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。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。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。(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)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)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。(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。三、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。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。

(一)便携式异响诊断仪1.组成2.