柴油機(jī)異常聲響分析與診斷

吳國(guó)莉

摘 要：對(duì)柴油機(jī)常見(jiàn)的活塞銷(xiāo)異響、活塞敲缸響、曲軸軸承響、正時(shí)齒輪響故障進(jìn)行了分析，介紹了診斷方法，為柴油機(jī)故障診斷提供了幫助。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；異常聲響；診斷

中圖分類(lèi)號(hào)：S219.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.070

當(dāng)柴油機(jī)使用時(shí)間長(zhǎng)了，因一些配合件的磨損，或使用調(diào)整不當(dāng)，造成配合件之間的配合間隙過(guò)大，在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)出異響。異響是運(yùn)動(dòng)件由于振動(dòng)和相互撞擊而發(fā)生金屬碰擊聲響的一種現(xiàn)象，表明柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不佳，或出現(xiàn)了故障，必須及時(shí)進(jìn)行診斷，找出異響根源，采用有效措施加以解決，防止故障進(jìn)一步惡化。

1 活塞銷(xiāo)異響

現(xiàn)象：（1）怠速和中速時(shí)響聲比較明顯、清晰，發(fā)出有節(jié)奏的“嗒、嗒”聲。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，響聲的周期也隨著變化；急加速時(shí)，響聲更大。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后，響聲不減弱。（4）某缸“斷火”時(shí)響聲減弱或消失。當(dāng)恢復(fù)該缸工作的瞬間（瞬間復(fù)火），會(huì)出現(xiàn)明顯的響聲或連續(xù)兩個(gè)響聲。

主要原因：（1）活塞銷(xiāo)與連桿小頭襯套配合松曠。（2）活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)孔配合松曠。（3）機(jī)油壓力低，潤(rùn)滑不良。

診斷方法：在柴油機(jī)怠速下輕抖油門(mén)，使其轉(zhuǎn)速在怠速和低速間頻繁變化，聽(tīng)察異響出現(xiàn)的時(shí)機(jī)。由怠速緩慢升速至低速，選擇異響最明顯的轉(zhuǎn)速并維持不變。用逐缸斷油的方法，聽(tīng)察異響的變化。若某缸斷油后聲響明顯地減弱或消失，則說(shuō)明異響與該缸有關(guān)。

處理意見(jiàn)：當(dāng)柴油機(jī)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的活塞銷(xiāo)響，應(yīng)盡早排除。

2 活塞敲缸響

現(xiàn)象：柴油機(jī)在怠速或低速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在汽缸上部發(fā)出清晰而明顯的“當(dāng)、當(dāng)”的金屬敲擊聲，隨轉(zhuǎn)速升高，響聲減弱或消失。低溫下聲響明顯，熱車(chē)后聲響減弱或消失。單缸斷油時(shí)響聲減弱或消失。隨負(fù)荷增加，聲響加劇。

主要原因：活塞與缸套之間配合間隙太大；活塞在工作溫度下的變形量和變形方向與設(shè)計(jì)要求不符；連桿的彎扭變形；活塞銷(xiāo)與活塞座孔裝配時(shí)過(guò)緊引起變形；連桿軸頸與軸承、活塞銷(xiāo)與連桿小頭、活塞銷(xiāo)與活塞座孔裝配不當(dāng)，使其運(yùn)動(dòng)隨意性降低。

診斷方法：柴油機(jī)在低速或怠速時(shí)，能聽(tīng)察到清晰的敲缸聲響。選擇敲缸響明顯的轉(zhuǎn)速，逐缸斷油，聽(tīng)察異響的變化。若某缸斷油后，聲響明顯減弱或消失，則說(shuō)明異響與該缸有關(guān)。由于活塞敲缸的聲響與連桿軸承聲響相似，且都有“上缸”現(xiàn)象，檢測(cè)時(shí)常采用向缸內(nèi)注入少量機(jī)油的方法，以區(qū)分異響的真正原因。具體方法是，拆下噴油器，注入15～25 ml機(jī)油，然后用起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)幾周。若為敲缸聲響，則在注入機(jī)油后的短暫工作時(shí)間內(nèi)，敲缸響會(huì)明顯地減弱或消失，數(shù)分鐘后聲響又恢復(fù)注油前的情況。敲缸響對(duì)溫度變化較為敏感，低溫下聲響清晰明顯，正常工作溫度后異響會(huì)減弱或消失。

活塞敲缸響是由于活塞在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)汽缸的碰撞敲擊產(chǎn)生的，特別在作功行程換向時(shí)，活塞對(duì)汽缸的沖擊力達(dá)到最大值，活塞敲缸響更為明顯。由于振動(dòng)方向的原因，活塞敲缸響在汽缸體上部相對(duì)活塞上止點(diǎn)的部位，產(chǎn)生沖擊振動(dòng)。利用異響檢測(cè)儀檢測(cè)時(shí)，在選定特征工況的轉(zhuǎn)速下，用探針觸及汽缸體上部的指定部位，并尋找到異響產(chǎn)生的可能聲源，并用斷缸法檢測(cè)異響波形的變化情況。被測(cè)缸斷油時(shí)，若異響波形明顯減弱或消失，則說(shuō)明異響與該缸有關(guān)。此外，也可用注油方法進(jìn)一步驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果。

處理意見(jiàn)：更換缸套、活塞，或鏜缸配加大活塞。

3 曲軸軸承響

故障現(xiàn)象：曲軸軸承響較連桿軸承響沉重而發(fā)悶，并隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而變大，中速向高速過(guò)渡響聲最明顯，隨負(fù)荷增大而加劇。

主要原因：造成主軸承響的主要原因有，主軸承和軸頸磨損過(guò)甚，軸向定位裝置磨損，造成軸向和徑向間隙過(guò)大；主軸承蓋的固定螺釘松動(dòng)；軸承減磨合金燒毀或脫落；曲軸彎扭變形或缸體變形；曲軸組合件的動(dòng)平衡偏差太大等。

檢查判斷方法：（1）提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，大轟油門(mén)時(shí)，響聲隨轉(zhuǎn)速升高而變大，改變轉(zhuǎn)速的同時(shí)在軸承部位聽(tīng)診，其響聲較大，出現(xiàn)沉重的“當(dāng)、當(dāng)、當(dāng)”響聲，發(fā)動(dòng)機(jī)有抖動(dòng)現(xiàn)象。（2）反復(fù)改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，將相鄰兩缸同時(shí)斷火，若響聲明顯減小，表明該道軸承松曠。（3）當(dāng)軸承間隙過(guò)大時(shí)，檢查潤(rùn)滑油壓力會(huì)顯著下降。（4）發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，因軸承與軸頸間的油膜黏度較大，所以響聲較小，隨著溫度升高后，油膜黏度減小，響聲則會(huì)增大。

處理意見(jiàn)：發(fā)現(xiàn)主軸承響，應(yīng)立即停機(jī)排除，以免導(dǎo)致其它零件燒壞或使曲軸斷裂。

4 正時(shí)齒輪響

現(xiàn)象：在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，正時(shí)齒輪蓋處能聽(tīng)到“嘎啦、嘎啦”的響聲，中速時(shí)響聲突出，高速時(shí)響聲變得雜亂，并帶有破碎聲；嚴(yán)重時(shí)齒輪室蓋處有震動(dòng)。

主要原因：（1）兩齒輪嚙合間隙過(guò)大，工作時(shí)齒面互相撞擊發(fā)響。（2）相嚙合兩齒輪軸線不平行，嚙合失常。新齒輪尚未磨合，配合較緊，都會(huì)發(fā)響。（3）在搪削主軸承或凸輪軸襯套時(shí)，沒(méi)有精確地找正，使兩齒輪的中心距不對(duì)，或兩齒輪軸不平行，故兩齒輪嚙合失常，發(fā)出響聲。

診斷方法：變換油門(mén)大小，改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在發(fā)動(dòng)機(jī)前端和兩側(cè)仔細(xì)傾聽(tīng)。如前端和凸輪軸一側(cè)響聲較強(qiáng)，則可能是正時(shí)齒輪響聲。用聽(tīng)診器具聽(tīng)診時(shí)，把發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在響聲較強(qiáng)的轉(zhuǎn)速下，用聽(tīng)診器具在正時(shí)齒輪室蓋處和凸輪軸一側(cè)聽(tīng)診。如有較明顯的“嘎啦、嘎啦”的響聲，基本可以斷定是正時(shí)齒輪響。

處理意見(jiàn)：拆下正時(shí)齒輪室外殼，檢查齒輪嚙合間隙以及有無(wú)缺陷等，必要時(shí)予以修復(fù)或更換。endprint