柴油機異常聲響分析與診斷

吳國莉

摘 要：對柴油機常見的活塞銷異響、活塞敲缸響、曲軸軸承響、正時齒輪響故障進行了分析，介紹了診斷方法，為柴油機故障診斷提供了幫助。

關鍵詞：柴油機；異常聲響；診斷

中圖分類號：S219.07 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.070

當柴油機使用時間長了，因一些配合件的磨損，或使用調整不當，造成配合件之間的配合間隙過大，在柴油機運轉時就會發出異響。異響是運動件由于振動和相互撞擊而發生金屬碰擊聲響的一種現象，表明柴油機運行狀態不佳，或出現了故障，必須及時進行診斷，找出異響根源，采用有效措施加以解決，防止故障進一步惡化。

1 活塞銷異響

現象：（1）怠速和中速時響聲比較明顯、清晰，發出有節奏的“嗒、嗒”聲。（2）發動機轉速變化時，響聲的周期也隨著變化；急加速時，響聲更大。（3）發動機溫度升高后，響聲不減弱。（4）某缸“斷火”時響聲減弱或消失。當恢復該缸工作的瞬間（瞬間復火），會出現明顯的響聲或連續兩個響聲。

主要原因：（1）活塞銷與連桿小頭襯套配合松曠。（2）活塞銷與活塞銷孔配合松曠。（3）機油壓力低，潤滑不良。

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

處理意見：當柴油機在運行中發現嚴重的活塞銷響，應盡早排除。

2 活塞敲缸響

現象：柴油機在怠速或低速下運轉時，在汽缸上部發出清晰而明顯的“當、當”的金屬敲擊聲，隨轉速升高，響聲減弱或消失。低溫下聲響明顯，熱車后聲響減弱或消失。單缸斷油時響聲減弱或消失。隨負荷增加，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計要求不符；連桿的彎扭變形；活塞銷與活塞座孔裝配時過緊引起變形；連桿軸頸與軸承、活塞銷與連桿小頭、活塞銷與活塞座孔裝配不當，使其運動隨意性降低。

診斷方法：柴油機在低速或怠速時，能聽察到清晰的敲缸聲響。選擇敲缸響明顯的轉速，逐缸斷油，聽察異響的變化。若某缸斷油后，聲響明顯減弱或消失，則說明異響與該缸有關。由于活塞敲缸的聲響與連桿軸承聲響相似，且都有“上缸”現象，檢測時常采用向缸內注入少量機油的方法，以區分異響的真正原因。具體方法是，拆下噴油器，注入15～25 ml機油，然后用起動機帶動曲軸旋轉幾周。若為敲缸聲響，則在注入機油后的短暫工作時間內，敲缸響會明顯地減弱或消失，數分鐘后聲響又恢復注油前的情況。敲缸響對溫度變化較為敏感，低溫下聲響清晰明顯，正常工作溫度后異響會減弱或消失。

活塞敲缸響是由于活塞在運動的過程中，對汽缸的碰撞敲擊產生的，特別在作功行程換向時，活塞對汽缸的沖擊力達到最大值，活塞敲缸響更為明顯。由于振動方向的原因，活塞敲缸響在汽缸體上部相對活塞上止點的部位，產生沖擊振動。利用異響檢測儀檢測時，在選定特征工況的轉速下，用探針觸及汽缸體上部的指定部位，并尋找到異響產生的可能聲源，并用斷缸法檢測異響波形的變化情況。被測缸斷油時，若異響波形明顯減弱或消失，則說明異響與該缸有關。此外，也可用注油方法進一步驗證檢測結果。

處理意見：更換缸套、活塞，或鏜缸配加大活塞。

3 曲軸軸承響

故障現象：曲軸軸承響較連桿軸承響沉重而發悶，并隨發動機轉速的升高而變大，中速向高速過渡響聲最明顯，隨負荷增大而加劇。

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甚，軸向定位裝置磨損，造成軸向和徑向間隙過大；主軸承蓋的固定螺釘松動；軸承減磨合金燒毀或脫落；曲軸彎扭變形或缸體變形；曲軸組合件的動平衡偏差太大等。

檢查判斷方法：（1）提高發動機轉速，大轟油門時，響聲隨轉速升高而變大，改變轉速的同時在軸承部位聽診，其響聲較大，出現沉重的“當、當、當”響聲，發動機有抖動現象。（2）反復改變發動機轉速，將相鄰兩缸同時斷火，若響聲明顯減小，表明該道軸承松曠。（3）當軸承間隙過大時，檢查潤滑油壓力會顯著下降。（4）發動機剛啟動時，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，響聲則會增大。

處理意見：發現主軸承響，應立即停機排除，以免導致其它零件燒壞或使曲軸斷裂。

4 正時齒輪響

現象：在發動機怠速運轉時，正時齒輪蓋處能聽到“嘎啦、嘎啦”的響聲，中速時響聲突出，高速時響聲變得雜亂，并帶有破碎聲；嚴重時齒輪室蓋處有震動。

主要原因：（1）兩齒輪嚙合間隙過大，工作時齒面互相撞擊發響。（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，都會發響。（3）在搪削主軸承或凸輪軸襯套時，沒有精確地找正，使兩齒輪的中心距不對，或兩齒輪軸不平行，故兩齒輪嚙合失常，發出響聲。

診斷方法：變換油門大小，改變發動機轉速，在發動機前端和兩側仔細傾聽。如前端和凸輪軸一側響聲較強，則可能是正時齒輪響聲。用聽診器具聽診時，把發動機穩定在響聲較強的轉速下，用聽診器具在正時齒輪室蓋處和凸輪軸一側聽診。如有較明顯的“嘎啦、嘎啦”的響聲，基本可以斷定是正時齒輪響。

處理意見：拆下正時齒輪室外殼，檢查齒輪嚙合間隙以及有無缺陷等，必要時予以修復或更換。endprint