柴油发动机异响的诊断

　　发动机是汽车和工程机械最主要的总成之一，是动力的来源。由于发动机结构复杂，工作条件差， 因而故障率最高，往往成为重点诊断与检测对象。发动机技术状况的变化，主要表现在故障增多、性 能变坏和损耗增加上。
　　用来评价发动机技术状况的主要参数，有输出功率、燃油消耗量、机油消耗量、汽缸压力、机油 压力、发动机温度、异响和振动等。
　　1 概述
　　1.1异响类型
　　发动机异响是发动机产生的不正常响声，主要有机械异响、燃烧异响和空气动力异响等。
　　1.2异响原因
　　1.2.1机械异响
　　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、气门脚响、正时齿轮响等。
　　1.1.2燃烧异响
　　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均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。
　　1.2.3空气动力异响
　　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。
　　1.3异响的影响因素和诊断条件
　　异响与发动机的转速、温度、 负荷和润滑条件等有关。
　　1.3.1转速
　　一般情况下，转速愈高机械异响愈强烈。尽管如此，但高转速时各种响声混杂一起，听诊某些异 响不易辨清。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响时， 在怠速下或低速下就能听得非常明显；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。总之诊断异响应在响声最明显的转速下进行，并尽量在低转速下进行。
　　1.3.2温度
　　有些异响与发动机温度有关，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。在发动机冷启动时，该响声非常明显。所以，诊断该响声应在 发动机低温下进行。
　　发动机温度也是燃烧异响的影响因素之一。柴油机过冷时，往往产生着火敲击声(工作粗暴)。
　　1.3.3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、汽缸漏气响等，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。
　　1.3.4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。
　　在发动机上，不同的机件、不同的部位和不同的工况，声源所产生的振动是不同的，因而发出的异响在音调、音高、音频、音强、出现的位置和次 数等方面均不相同。我们利用异响的这些特点和规律，在一定的诊断条件下，即可将发动机的异响诊 断出来。
　　2 主要异响及人工凭经验诊断法
　　2.1 曲轴主轴承响
　　2.1.1现象
　　发动机突然加速时会发出沉重而有力的“刚、刚、刚”的金属敲击声，严重时机体发生很大振动。响声随发动机转速的提高而增 大，随负荷的增加而增强，产生响声的部位是在缸体下部的曲轴箱内。单缸断火时响声无明显变化， 相邻两缸同时断火时，响声会明显减弱。温度变化时响声不变化。机油压力明显降低。
　　另外，后道轴承发响，一般声音钝重发闷；前道轴承发响，声音较轻、较脆。曲轴轴向窜动出现 的响声，在低速下采用微抖节气门的方法，可听到较沉重的”咯噔”、“咯噔”的响声，好象铁轮车行 走在高低不平的石头路上的声音。
　　2.1.2原因
　　(1)主轴承盖固定螺钉松动；
　　(2)主轴承减磨合金烧毁或脱落；
　　(3)主轴承和轴颈磨损过甚、轴向止推装置磨损过甚，造成径向和轴向间隙过大；
　　(4)曲轴弯曲；
　　(5)机油压力太低或机油变质。
　　2.1.3诊断方法
　　(1)抖动并加大节气门试验。使发动机在低速下运转，用手微微抖动并反复加大节气门进行试 验，同时仔细倾听。如响声是随着发动机转速的升高而增大，抖动节气门时在加油的瞬间响声较明 显，这一般是主轴承松旷；如发动机在怠速或低速运转时响声较明显，高速时显得杂乱，则可能是曲 轴弯曲；如在高速时机体有较大振动，机油压力显著降低，则一般是主轴承松旷严重、烧毁或减磨合 金脱落。
　　(2)从加机油口处听诊。打开加机油口盖，从加油处仔细倾听，同时反复变更发动机转速进行试验。如果是主轴承响，可明显听到沉重有力的金属敲击声。
　　(3)用听诊器具听诊。将听诊器或自制的简易听诊杆，在节气门开度不断变换的同时，触在机体 曲轴箱两侧与曲轴轴线齐平的位置上进行听诊，响声最强的部位即为发响的主轴承。
　　(4)断火试验。松开高压油管接头，如1缸断火后响声明显减弱，则为第一道主轴承响；如最末缸 断火后响声明显减弱，则为最后一道主轴承响；如任意相邻两缸同时断火响声明显减弱，则为两缸之 间的主轴承响。曲轴轴向窜动所产生的响声，单缸断火无变化。
　　(5)踩离合器踏板试验。踩下离合器踏板保持不动，如果响声减弱或消失，则为曲轴轴向窜动产 生的响声。
　　(6)柴油机的降速试验。诊断柴油机主轴承响时，为避开着火敲击声的干扰，可采取加大供油拉 杆行程后再迅速收回的方法，趁发动机降速之机，如听到坚实而沉重的“刚、刚、刚”声，则有可能 为主轴承响。同时应打开加机油口盖，辅之于听诊法和气缸断油法，以便于确诊。
　　2.2 连杆轴承响
　　2.2.1现象
　　当发动机突然加速时，有”、、”连续明显的敲击声，是连杆轴承异响的主要特征。轴承严重 松旷时，怠速运转也能听到明显的响声，且机油压力降低。发动机温度变化时，响声不变化；发动机 负荷变化时，响声随负荷增加而加剧；单缸断火，响声明显减弱或消失，但复火时又能立即出现，即 具有所谓响声“上缸”现象。
　　2.2.2原因
　　(1)连杆轴承盖的固定螺栓松动或折断；
　　(2)连杆轴承减磨合金烧毁或脱落；
　　(3)连杆轴承或轴颈磨损过甚，造成径向间隙太大；
　　(4)机油压力太低或机油变质。
　　2.2.3诊断方法
　　(1)变换转速试验。使发动机怠速运转，然后由怠速向低速，由低速向中速，再由中速向高速加大 节气门进行试验，同时结合逐缸断火法和在加机油口处听诊等方法反复进行。响声随着转速的升高而增大，抖动节气门时，在加油的瞬间异响突出。响声严重时在任何转速下均可听到，甚至在怠速时也 可听到清晰、明显的敲击声。
　　(2)断火试验。在怠速、中速和高速情况下，逐缸反复进行断火试验。如某缸断火后响声明显减弱 或消失，在复火的瞬间又能立即出现，则可断定为该缸连杆轴承响。
　　(3)听诊。如用听诊器或简易听诊杆触在机体上听诊，往往不易听清楚。但在加机油口处直接倾 听，可清楚地听到连杆轴承敲击声。
　　(4)检查机油压力。诊断中要注意检查机油压力。如果响声严重，又伴随有机油压力低，这往往 成为区别连杆轴承响与活塞销响、活塞敲缸响的重要依据。
　　(5)柴油机连杆轴承响的诊断。与汽油相比，柴油机连杆轴承的响声比较钝重，诊断时只有避开着 火敲击声的干扰，才能听得清楚。如果随着供油拉杆行程的加大，响声逐渐增强，并在迅速收回供油 拉杆，趁发动机降速之际，能明显听到坚实的“哐、哐、哐”的敲击声，即可初步断定为连杆轴承响。 此外，也可在中、高速运转时作抖动供油拉杆试验，如这时出现坚实有力的敲击声，说明是连杆轴承 响。诊断时可结合从加机油口处听诊、检查机油压力和做单缸断油试验等方法进行。如某缸断油后响 声明显减弱或消失，复油后响声又具极积炭较厚，说明燃烧室积炭严重。这不仅引起突爆或早燃，而 且提高了压缩比，致使发动机过热，故障在此。
　　(6)如燃烧室内积炭较少，车辆在冬季行驶不长时间后即发生过热现象，可检查散热器下部至水 泵的通水管是否冻结。用手触试散热器上部感到很烫，触试下部感到冰凉，用手捏下部通水软管时又 硬又凉，说明该软管冻结，冷却系大循环中断，故障在此。
　　(7)如果不在冬季，或者散热器下部通水管未冻结，可检查水泵的泵水效能。检查时用手握住发 动机顶部至散热器的通水软管，然后由怠速加速到某一高速，如感到通水软管内水的流速随发动机转 速的增加而加快，说明水泵工作正常；反之，说明水泵泵水效能丧失或欠佳。
　　如水泵工作正常，再检查节温器的工作效能。用手触试发动机缸体、缸盖和小循环通水管，感到温差不大，且很烫；触试缸盖至散热器的通水软管和散热器上部感到不烫；触试散热器下部及下部通 水软管感到温度很低。这说明节温器大循环阀门打不开，造成冷却系大循环中断，故障在此。
　　如节温器工作正常，发动机过热的原因可能是冷却系内部的锈污、水垢沉积太厚，严重影响了散 热能力 ，或分水管锈烂丧失了分水能力等造成。
　　(8)车辆超载或长时间用低速档行驶，致使发动机过热，是使用不当造成的，恢复正确的使用方 法，过热现象自然会消失。
　　2.3活塞销响
　　2.3.1现象
　　发动机在怠速、低速和从怠速向低速抖动油门时，可听到明显而又清脆的“嗒、嗒、嗒”好象两 个钢球相碰的的声音。响声严重时随转速的升高响声增大，但机油压力不降低。单缸断火时响声明显 减弱或消失，复火瞬间，响声又出现或连续出现两个响声。
　　2.3.2原因
　　(1)活塞销与连杆小头衬套配合松旷；
　　(2)活塞销与活塞上的销孔配合松旷。
　　2.3.3诊断方法
　　(1)抖动节气门试验。发动机怠速运转，然后由怠速向低速急抖油门，响声能随转速的变化而变 化。每抖一次节气门，如能听到清脆而连贯的”嗒、嗒、嗒”的响声，则有可能是活塞销响。
　　(2)断火试验。将发动机稳定在响声较强的转速上，松开高压油管接头进行断火试验。当某缸断 火后响声明显减弱或消失，在复火的瞬间又能立即出现或连续出现两个响声，则可断定为此缸活塞销 响。如果响声严重，并且转速越高，响声越大，此时在响声较大的转速下进行断火试验，往往响声不 消失且变得杂乱，这一般是由于配合间隙增大到了很大程度的缘故。
　　以上两种方法如能配合使用，响声会被听得更清楚。
　　(3)听诊。在微抖油门使发动机转速不断变化的情况下，用听诊器或简易听诊杆触在发响汽缸的 上部或气缸盖上，可听到清脆的响声。打开加机油口，也能清楚地听到这一响声。
　　2.4活塞敲缸响
　　2.4.1现象
　　发动机在怠速或低速运转时，在汽缸的上部发出清晰而明显的”嗒、嗒、嗒”的响声，发动机中 速以上运转时，这种异响便会减弱或消失。该响声冷车时明显，热车时减弱或消失；单缸断火，响声 减弱或消失；响声严重时，负荷愈大响声也愈大，但机油压力不降低。
　　2.4.2原因
　　(1)活塞与气缸壁配合间障太小；
　　(2)活塞与气缸壁间润滑条件太差。
　　2.4.3诊断方法
　　(1)在不同水温下诊断。敲缸响的特点是冷车时明显，热车时减弱或消失，因此，应先在冷车时 诊。若冷车时有敲击声，热车响声消失，说明是活塞敲击响，且故障尚轻，车辆可继续运行；若发动 机热起后响声虽有减弱，但仍较明显，特别是大负荷低转速时听得非常清楚，说明响声严重，应停驶 检修。
　　(2)断火试验。把发动机置于敲击声最明显的转速下运转，松开高压油管接头进行断火试验。如 某缸断火后响声减弱或消失，则为该缸敲缸响。
　　(3)加机油确诊。为了进一步确诊是否是活塞敲缸响，可将发动机熄火，卸下有响声汽缸的喷油 器，往汽缸内倒少许机油，并用手摇把或起动机转动曲轴数圈，使机油布满在汽缸壁与活塞之间。然 后装上喷油器，启动发动机，若响声短时间内减弱或消失，过一会儿又重新出现，则可确诊为是活塞 敲缸响。
　　(4)听诊。将听诊器或简易听诊杆触在机体上部的两侧进行听诊。一般在发响汽缸的上部往往响 声较弱并稍有振动，再结合断火试验，即可确定出发响的汽缸来。有时听诊还可诊断出发响的原因 来，如听到“嗒、嗒、嗒”好象用小锤敲水泥地的声音时，一般是汽缸与活塞间隙太大造成的；如听 到“刚、刚、刚”好象用小锤敲钢管的声音时，则有可能是汽缸壁润滑不良造成的。
　　2.5气门响
　　2.5.1现象
　　发动机怠速运转时发出连续不断的、有节奏的“嗒、嗒、嗒”(在气门脚处)或“啪、啪、啪”(在气 门座处)的敲击声，转速增高时响声亦随之增高，温度变化和单缸断火时响声不减弱。若有数只气门响，则声音显得杂乱。气门脚响和气门落座响统称 为气门响。
　　2.5.2原因
　　(1)气门脚响
　　①气门脚间隙太大；
　　②气门脚间隙调整螺钉松动或该间隙处两接触面不平；
　　③配气凸轮外形加工不准或磨损过甚，造成缓冲段效能下降，加重了挺杆对气门脚的冲击；
　　④气门脚处润滑不良。
　　(2)气门落座响
　　①气门杆与其导管配合间隙太大；
　　②气门头部与其座圈接触不良；
　　③气门座圈松动；
　　④气门脚间隙太大。
　　2.5.3诊断方法
　　气门脚响和气门落座响很类似，诊断方法也差不多，由于它们不上缸，因而采用单缸断火或单缸 断油的方法无效。
　　(1)听诊。听诊气门响时不打开加机油口盖就能在发动机周围听得清清楚楚。当发动机怠速运转 时，听到如现象中所述的有节奏的响声，可稍加大油门。如果此时响声较明显，逐渐加油时响声又随 转速的提高节奏加快，可初步断定为气门脚响或气门落座响。
　　柴油机由于受着火敲击声的影响，其气门响不易听诊。听诊时可采用提高转速后迅速收回供油拉 杆的方法，趁发动机降速时，避开着火敲击声的干扰，仔细倾听。
　　(2)检查气门间隙。打开气门室侧盖或气门室顶盖，用厚薄规检查用手晃试气门脚间隙，间隙最 大的往往是最响的气门。运转中的发动机，当用厚薄规插入气门脚间隙处致使响声减弱或消失时，即 可确定是该气门响，且由间隙太大造成。若需进一步确诊是气门脚响还是气门落座响，可在气门脚间 隙处滴入少许机油。如瞬间响声减弱或消失，说明是气门脚响；如响声无变化，说明是气门落座响。 气门落座响如系座圈松动造成，其响声不如气门脚响坚实，且带有破碎声。
　　2.6汽缸的漏气异响
　　2.6.1现象
　　发动机运转时可从加机油口处听到曲轴箱内发出”嘣、嘣、嘣”的漏气声，负荷、转速愈高时响 声愈大。当收回油门或单缸断火时，响声减弱或消失。此外，随着响声的出现，可看到加机油口处脉 动地向外冒烟，脉动次数与发响次数相同。
　　2.6.2原因
　　(1)活塞环与汽缸壁漏光度太大；
　　(2)活塞环开口间隙太大或各环开口重合；
　　(3)活塞环弹力太弱或因其侧隙、背隙太小而造成背压力建立不起来；
　　(4)活塞环卡死在环槽内；
　　(5)汽缸壁拉伤，出现沟槽。
　　2.6.3诊断方法
　　(1)断火试验。打开加机油口盖，提高发动机转速至响声最明显、冒烟最大处稳住。若某缸断火后 响声减弱或消失，且加机油口处的冒烟量明显减少，说明漏气异响是该缸发出。
　　(2)加机油法。为了进一步确诊是否是活塞敲缸响，可将发动机熄火，卸下有响声汽缸的喷油器， 往汽缸内倒少许机油，并用手摇把或起动机转动曲轴数圈，使机油布满在汽缸壁与活塞之间。然后装 上喷油器，启动发动机，若响声短时间内减弱或消失，过一会儿又重新出现，则可确诊为是活塞敲缸 响。
　　2.7正时齿轮响
　　2.7.1现象
　　有的有节奏，有的无节奏。在有节奏的响声中，有的属于间响，有的属于连响。转速越高，响 声往往越大。使用单缸断火，响声不减弱。
　　2.7.2原因
　　(1)齿轮啮合间隙过大或过小；
　　(2)曲轴主轴承孔与凸轮轴轴承孔中心距在使用或保修中发生变化，变大或变小；
　　(3)齿轮的齿形不符合要求或齿面磨损过甚；
　　(4)齿轮转动一周，其啮合间隙松紧不一或发生根切；
　　(5)齿轮齿面碰伤、脱层或轮齿断裂；
　　(6)齿轮在曲轴或凸轮轴上松动或脱出；
　　(7)曲轴或凸轮轴轴向间隙过大；
　　(8)重新装配一对正时齿轮时，改变了原来的啮合位置；
　　(9)未成对更换齿轮。
　　2.7.3诊断方法
　　诊断的方法有两种：一种是变换油门开度法，另一种是听诊法。在配合使用上述两种方法的同 时，要结合以下情况分别进行判断。
　　(1)诊断中若发现响声是无节奏的，且在发动机怠速运转时发出”嘎啦、嘎啦”的响声，中速时 响的更为明显，高速时响声变得杂乱并带有破碎声，响声严重时正时齿轮室盖处有振动，这有可能 是齿轮啮合间隙太大造成的。
　　(2)如果出现一种连续不断的”嗷——”的响声，发动机转速越高是响声越大， 并且经证实该机更换过正时齿轮，则有可能是齿轮啮合过紧的缘 故。
　　(3)如果出现有节奏的”哽、哽、哽”的响声，发动机转速越高时响声越大，则可能是齿轮啮合间 隙不均造成。若响声为连响，则故障出在曲轴正时齿轮上；若响声为间响，则故障出在凸轮轴正时齿 轮上。
　　(4)若响声是有节奏的，发动机怠速运转时能听到”嗒啦、嗒啦”的声音，中速以上时又变为紧 凑的”嗒、嗒、嗒”的响声，这往往是金属齿轮齿面碰伤以后出现的响声，如果故障在曲轴正时齿轮 上为连响，在凸轮轴正时齿轮上为间响。
　　(5)若在发动机怠速运转时听到”咯啦、咯啦”的撞击声，加大油门开度时，变为较杂乱的”哇啦 啦”的声音，甚至还带点“咯棱、咯棱”的撞击声，正时齿轮室盖处又伴随有振动，通常，这是一对金 属正时齿轮发生根切造成的。