汽車檢測與診斷技術

InspectionandDiagnosisofAutomobile題目：第9節發動機異響診斷授課方式

：講

授課時數：2教學目的：了解發動機異響故障的診斷方法;

重點難點：發動機異響特性及分析第9節發動機異響診斷發動機異響：發動機技術狀況不良時，會產生與發動機正常運轉時發出的噪聲有所不同的異常聲響。1.機械異響：主要是運動副配合間隙太大或配合面有損傷，運轉中引起沖擊和振動造成的。因磨損或調整不當造成運動副配合間隙太大時，運轉中要產生沖擊和振動聲波，如曲軸主軸承響、連桿軸承響、凸輪軸軸承響、活塞敲缸響、活塞銷響、正時齒輪響等。

2.燃燒異響：主要是發動機不正常燃燒造成的。如柴油機工作粗暴時汽缸內會產生極高的壓力波，這些壓力波相互撞擊，發出了強烈的類似敲擊金屬的異響。3.空氣動力異響：主要是在發動機進氣、排氣和運轉中的風扇，因氣流振動而造成的。4.電磁異響：在發動機、起動機和電磁元件內，由于磁場的交替變化，引起某些部件產生振動而發出異響。一、發動機異響特性分析

1.發動機異響的性質——一組復雜噪聲

發動機的工作過程是周期性循環的，工作時發出的各種噪聲和異響也是周期性重復出現的。

2.發動機異響的特征（1）振動頻率和振幅：振動物體發出的聲音以波的形式向外傳播。聲波導致的發動機外表面的振動具有與聲波的頻率和振幅相對應的振動頻率和振幅。發動機異響引起的振動多由一組頻率不同的振動組成，但每種聲響引起的一組頻率不同的振動中常含有一個或多個不同于其他聲響的振動頻率，該頻率稱為信息頻率。因此，可根據信息頻率判斷發出異響的聲源和異響部位。（2）相位：發動機各缸按一定次序周期性工作，燃燒產生的最高壓力也以該次序產生。因此，盡管各缸同類部件發出異響的特征頻率相同或相似，但出現的相位不同，各缸異響信號間會存在時間上的差異。3.影響異響診斷的因素：（1）異響與負荷的關系表現是異響與缸位負荷有明顯的關系，在診斷過程中，可采取逐缸解除負荷的方法進行實驗。用單缸或雙缸斷火，解除一到二缸負荷，以鑒別異響與負荷的關系。某缸斷火時，異響頓無或減輕；或聲響反而加重或原本無異響，反而異響復出等，均說明異響與負荷有關。如聲響無變化，則說明異響與負荷無關。通常曲柄連桿機構某些故障所引起的聲響與缸位負荷有比較明顯的關系，如活塞敲缸響、活塞銷響、連桿軸承松曠響、曲軸主軸承松曠響、活塞環漏氣響。（2）異響與發動機溫度的關系某些異響低溫嚴重而高溫減輕或消失，如活塞與缸壁間隙過大而敲缸等；一些異響，則因發動機溫度的升高而加重，或低溫時不響，而機溫升高后出現聲響，如過熱引起的早燃噪聲、活塞不正常變形和活塞圓度過小及活塞與缸壁間隙過小發響等。這類異響特性主要是由于溫變化而導致機件配合間隙與變形程度、機油粘度、潤滑條件、燃燒狀況的變化起的。（3）異響與轉速的關系發動機異響與發動機的轉速也有很大關系，有些異響將在發動機急加速時現，如主軸承松曠發響、連桿軸承松曠發響等；而又有一些異響將在發動機急速時更明顯，如凸輪軸正時齒輪破裂損壞發響、凸輪軸軸向間隙過大或襯套松曠發響、活塞銷襯套松曠發響等；而另有些異響，僅在發動機怠速或低速運轉期出現，當轉速提高后則消失，如活塞與缸壁間隙過大、活塞銷裝配過緊或連桿軸承裝配過緊引起的異響。（4）異響與其他因素（潤滑條件和診斷部位）的關系不論何種機械異響，當潤滑條件不良時，一般都表現得較為明顯。發動機發生異響的部位由發動機的結構確定，但異常的能量隨離開聲源的距離越遠越弱，即聲波的聲強或聲波在發動機外表面所引起的振動的振幅，隨檢測點距聲源的遠近而變化。若將每種異響與這些因素的關系，系統歸納起來，就構成了每種異響的完整特征，即異響特性。診斷異響的過程就根據聲響特征，進行特性分析從而確定故障原因的過程。二、發動機異響故障的經驗診斷（一）異響故障的診斷原則診斷發動機異響故障，應考慮新老發動機的不同特點。通常新發動機的技術狀況比較好，運轉過程中一般無雜亂聲響。一旦因某種原因引起異常聲響時，會清晰而單純地暴露出來，可以對異響直接進行特性分析，查明原因。接近大修時的舊發動機，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，則應按一定的原則進行診斷。應首先區分哪些異響可以暫時忽視，哪些是必須確診排除的。原則：聲響僅在怠速運轉期間存在，轉速提高后即消失，且聲響又無明顯變化的，就屬于危害不大的異響，可暫時忽略，待適當時機再修理。若聲響在發動機急加速或急減速出現，并且在中、高速運轉期間仍存在，同時機體振抖，一般屬于應立即確診排除的異響。若在發動機運轉過程中，突然產生較重的異常聲響，應立即停機，不可繼續運轉，否則將可能招致發動機的嚴重損壞。遇此情況，應逐步拆檢排除，通常可以先拆下油底殼，對軸瓦進行檢查，如未發現問題，可進而拆下氣缸蓋檢查氣缸壁、活塞等。然后，對異響進行確診。確診異響，就是對異響進行特性分析，查明異響的特征，然后斷定其原因，予以排除。（二）異響故璋的診斷區域發動機有異響存在時，在發動機某些部位就會產生振動，其振動頻率與異響聲音頻率一致。不同發響機件所處部位不同，在發動機上的振動區域亦不一樣。尋找重點區域進行聽診，可以大致判明發響機件的部位。常見異響所引起的振動，在發動機的氣缸蓋、氣門室及其凸輪軸部位和曲軸箱分界面部位有所反應。在加機油口、正時齒輪蓋處，也能聽出異響。常見異響在發動機上進行診斷的區域，可以分為四個區域兩個部位，如圖所示。1)A-A區域。在該區域，可用旋具接觸氣缸蓋各缸燃燒室部位或接觸與氣門等相對的部位。可以輔助診斷活塞頂碰缸蓋、氣缸凸肩、氣門座圈脫出等故障。2)B-B區域。在該區域的氣門室一側，可聽察氣門組合件及挺桿等發響。在氣門室對面，用旋具觸試，可輔助診斷活塞敲缸一類故障，拆下加機油口蓋，用耳聽察，可輔助診斷活塞銷響、連桿軸承響、活塞環漏氣等故障。3)C-C區域。在該區域，用旋具觸試凸輪軸襯套部位或觸試正時齒輪蓋部位，可輔助診斷凸輪軸正時齒輪破裂或其固定螺母松動、凸輪軸襯套松曠等故障。4)D-D區域。在該區域，用旋具觸試氣缸體與油底殼分界面處（凸輪軸的對面）可以輔助診斷主軸承發響等故障。5)兩個部位。即加機油口部位和正時齒輪蓋部位。

（三）常見異響故障的診斷1.活塞敲缸響(1)響聲特征怠速或低速時在氣缸上部發出有節奏的金屬敲擊聲，轉速升高后響聲減弱或消失，發動機溫度變化時響聲變化，多為冷車時較響而熱車時響聲減弱或消失，其響聲與發動機負荷有關，多為單缸斷火后響聲減弱或消失，個別情況單缸斷火后響聲不變或加重。(2)故障原因1)活塞與缸壁間隙過大。2)活塞與缸壁間潤滑不良。3)活塞圓度不合標準。4)活塞銷與座孔裝配過緊；活塞銷與連桿襯套裝配過緊。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準。(3)異響診斷該異響的診斷部位：B-B區域。1)發動機初起動時，低溫運轉，發出有節奏的“嗒、嗒、嗒”金屬敲擊聲，發動機轉速控制在聲響最明顯的范圍內，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)將轉速控制在聲響最明顯的范圍內，然后逐缸斷火試驗，若某擊火后其響聲減弱或消失，則說明此缸響。若發動機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大。3)若發動機溫度低時不響，待溫度上升后，在中高速時，發出急速而有節奏性的“嘎、嘎”的明顯響聲，溫度越高，聲響越大，斷火試驗時，其聲音沒有多大變化，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)發動機怠速時發出“嗒、嗒”聲，機體拌有抖動，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：活塞圓度不合標準；活塞與缸壁間隙過小；活塞銷裝配過緊而變形；活塞環背隙、端隙過小；缸壁與活塞潤滑不良等。5)發動機低速時發出“嗒、嗒”的金屬敲擊聲，轉速提高后響聲消失，而溫度變化時其響聲不變。若某缸斷火，響聲反而加重，并由間隔發響變為連續發響則該缸為故障缸。引起異響的原因是活塞裙部的圓柱度不合標準。2.活塞銷響(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，響聲比較明顯、清晰；發動機轉速變化時，響聲周期也隨著變化，加速時聲響更大；發動機溫度升高后響聲不減；單缸斷火時響聲明顯減弱或消失；略將點火時刻提前，聲響加劇。

(2)故障原因1)活塞銷與連桿襯套配合松曠。2)活塞銷與活塞銷座孔配合松曠。3)機油壓力過低，機油飛濺不足，潤滑條件差。4)活塞銷鎖環脫落，使活塞銷自由竄動。(3)異響診斷檢查部位：發動機加油口處。將發動機轉速控制在響聲最明顯的范圍內，然后逐缸斷火試驗。若斷火時其響聲消失，而在復火的瞬間突然出現一響或連續兩響聲，則可診斷為活塞銷響。這種響聲在氣缸上、下部較為明顯，如響聲不明顯，可略將點火提前一些，這時若響聲較前明顯，也診斷為活塞銷響。3.曲軸主軸承響(1)響聲特征發動機急加速時，發出沉重的“擋、檔、擋”金屬敲擊聲，嚴重時發動機發生振動；發動機轉速越高，響聲越大；發動機負荷越大，響聲越明顯；一般單缸斷火，響聲不變，而相鄰兩缸同時斷火，響聲會明顯減弱；發動機溫度變化時響聲無變化；響聲嚴重時機油壓力明顯降低。(2)故障原因1)主軸承蓋螺栓松動。2)主軸承與主軸頸配合間隙過大。3)主軸承潤滑不良，導致軸瓦合金燒毀脫落。4)主軸承瓦尺寸不符，或裝配不當引起軸瓦轉動或破裂。5)曲軸彎曲或軸向間隙過大。(3)異響診斷診斷部位：氣缸體下部靠近曲軸箱分開面處（D-D區）及機油加油口處。1)在機油加油口處查聽，反復變更發動機轉速，當突然加速或減速，如有明顯沉重的“擋、擋、擋”金屬敲擊響聲，則是主軸承響。2)若發動機高速運轉時，機體有較大的振動；汽車載重爬坡時，駕駛室有振動感，機油壓力顯著下降，則說明主軸承間隙過大、軸瓦合金脫落。3)利用斷火法察聽響聲。單缸斷火時響聲不變，而進行相鄰兩缸的斷火試驗，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發響時，可以踏下離合器踏板來察聽其響聲有無變化來診斷。如響聲減輕或消失，則為曲軸軸向竄動發響。5)發動機怠速至中速運轉時，“當、當、當”的有節奏性而鈍重的響聲較明顯，而到高速時響聲雜亂，則異響可能是曲軸彎曲引起。4.連桿軸承響(1)響聲特征當發動機突然加速時，有“當、當、當”連續明顯、輕而短促的敲擊聲；怠速時響聲較小，中速時較為明顯；發動機溫度升高后，響聲無大變化；響聲隨負荷的增大而加劇；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。2)連桿軸承與軸頸徑向間隙過大。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動而阻塞油道或軸瓦破裂6)機油油壓不足，使連桿軸承潤滑不良。(3)異響診斷在拆下堵蓋后的加機油口處仔細聽察，其響聲較大。1)發動機溫度低初起動時，由于轉速不高，油壓低，發動機發出“當、當、當”有節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，則這種響聲為個別連桿軸承間隙稍大或軸瓦合金層有剝落所致。2)發動機溫度較高時，由低速突然加至中高速，其發出的敲擊聲明顯加重，而轉速再升高時，響聲減弱或消失，此時進行逐缸斷火試驗，若某缸斷火后響聲減弱或消失，而復火后恢復，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)如果響聲嚴重，又伴隨有機油壓力低，可確診為連桿軸承響，其原因是連桿軸承間隙過大。這點往往是區別連桿軸承響與活塞銷響、活塞敲缸響的重要依據。5.氣門響(1)響聲特征發動機怠速時，發出有節奏的“嗒、嗒、嗒”響聲；轉速增高，響聲也隨增大；發動機溫度變化或作斷火試驗時，響聲不變。(2)故障原因：1)氣門間隙過大：

2)氣門挺桿處潤滑不良。(3)異響診斷1)在氣門室罩旁查聽。響聲不隨發動機溫度、斷火試驗變化，而聲響頻率隨發動機轉速不同而變化，且高、中、低速時均有響聲，則可診斷為氣門挺桿響。2)將氣門室蓋拆下，在怠速時用適當厚度的塞尺插入氣門間隙中，逐個試驗。當插入某個氣門間隙中時，響聲減弱或消失，即可診斷是該氣門響，且由氣門間隙過大造成。三、發動機異響的儀器診斷發動機異響診斷儀可以用來檢測發動機異響，它主要是根據異響的振動波形、振幅、頻率來進行診斷的。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動機綜合檢測儀檢測時，可通過對異響振動波形的檢測進行發動機異響故障診斷。將異響的儀器診斷和經驗判斷相結合，可大大提高對異響診斷的準確率。

(一)便攜式異響診斷儀1.組成2.