汽車發動機異響的特性分析

吳敏

【摘要】發動機正常響聲是一種平穩而有節奏、協調的聲音。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。常見異響如活塞敲缸響、活塞銷響、門響、連桿軸承響和曲軸軸承響等。這些異響輕者加劇零件磨損，縮短使用壽命;重者易造成事故性損壞。發動機異響故障的診斷，是指在不解體的條件下，查明異響故障的性質、部位和原因的檢查過程。常用的檢查方法有人工經驗法和儀器診斷法。

【關鍵詞】汽車 發動機 異響 檢測 診斷

一、發動機異響的類型

發動機異響是發動機產生的不正常響聲，主要有機械異響、燃燒異響、空氣動力異響和電磁異響等。

1.機械異響

機械異響主要是由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、氣門腳響、正時齒輪響等。

2.燃燒異響

燃燒異響主要是由發動機不正常燃燒造成的。如柴油機工作粗暴時汽缸內均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

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、肩動機和電磁元件內，由于磁場的交替變化，引起某些部件產生振動而發出異響。

二、發動機異響特性分析

1.發動機異響的性質

發動機的工作過程是周期性循環，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。如圖1所示。

不同的異響部位，會表現出不同的聲音與頻率：

①氣門響、挺桿響：音質清脆，有節奏的“嗒、嗒、嗒”的金屬敲擊聲。②活塞銷子響：尖脆有節奏的“嗒嗒嗒”類似鋼球的敲擊聲。

③活塞敲缸響：音質清脆而有節奏的“當、當”的金屬敲擊聲。④連桿軸承響：有節奏的“噠噠噠”的金屬敲擊聲，響聲較沉重而短促。⑤曲軸軸承響：連續而有節奏的“咚、咚、咚”的金屬敲擊聲，響聲較沉重而發悶。

（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

異響與發動機的轉速、溫度、負荷和潤滑條件等有關。

（1）異響與發動機工作循環的關系

在發動機運轉過程中，若曲柄連桿機構內或配氣機構中某些運動件發響，則明顯與工作循環有關。

①活塞與缸壁間隙過大所引起的敲擊聲，曲軸每轉一圈，就會發響一次。②曲柄連桿機構引起的響聲與工作循環有關時，均為火花塞跳火一次就發響兩次.如活塞銷敲擊聲、活塞頂碰氣缸凸肩聲、連桿軸承松曠響等。③配氣機構引起的響聲與l-作循環有關時，均為火花塞跳火一次就發響一次，如氣門響、氣門彈簧折斷響、凸輪軸正時齒輪響等。

（2）異響與發動機轉速的關系

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;而又有一些異響在發動機急加速時更明顯，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。

（3）異響與負荷的關系

許多異響與發動機的負荷有關。如曲軸主軸承響、連桿軸承響、活塞敲缸響、汽缸漏氣響等，均隨負荷增大而增強，隨負荷減小而減弱;柴油機著火敲擊聲隨負荷增大而減小。但是，也有個別異響與負荷無關，如氣門響。呵依靠斷火（油）實現某個缸或某幾個缸負荷變化的目的。

判斷方法：在發動機工作時，斷開某一缸的高壓線（汽油機）或是高壓油管（柴油機）觀察發動機轉速變化情況，由此判斷該缸的工作性能。

（4）異響與潤滑條件的關系

不論什么機械異響，當潤滑條件不佳時，異響一般都變得更為嚴重。

（5）異響與潤滑條件的關系

品質好的潤滑油和適宜的壓力就能產生較好的潤滑油膜。潤滑油膜越厚，機械沖擊就越小，噪聲也就越輕，異響就不易發生。