發動機氣門間隙過大的診斷及排除方法（上）
F-DIESEL工程機械動力部件 2014/11/25 16:25:43
[關鍵詞]
發動機是汽車和工程機械最主要的總成之一,是動力的來源。由于發動機結構復雜,工作條件差, 因而故障率最高,往往成為重點診斷與檢測對象。發動機技術狀況的變化,主要表現在故障增多、性 能變壞和損耗增加上。
用來評價發動機技術狀況的主要參數,有輸出功率、燃油消耗量、機油消耗量、汽缸壓力、機油 壓力、發動機溫度、異響和振動等。
1 概述
1.1異響類型
發動機異響是發動機產生的不正常響聲,主要有機械異響、燃燒異響和空氣動力異響等。
1.2異響原因
1.2.1機械異響
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、氣門腳響、正時齒輪響等。
1.1.2燃燒異響
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。
1.2.3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。
1.3異響的影響因素和診斷條件
異響與發動機的轉速、溫度、 負荷和潤滑條件等有關。
1.3.1轉速
一般情況下,轉速愈高機械異響愈強烈。盡管如此,但高轉速時各種響聲混雜一起,聽診某些異 響不易辨清。所以,診斷轉速不一定是高速,要具體異響具體對待。如聽診氣門響和活塞敲缸響時, 在怠速下或低速下就能聽得非常明顯;當主軸承響、連桿軸承響和活塞銷響較為嚴重時,在怠速和 低速下也能聽到。總之診斷異響應在響聲最明顯的轉速下進行,并盡量在低轉速下進行。
1.3.2溫度
有些異響與發動機溫度有關,在機械異響診斷中,對于熱膨脹系數大的配合副要特別注意發動機 的熱狀況,最典型的例子是活塞敲缸。在發動機冷啟動時,該響聲非常明顯。所以,診斷該響聲應在 發動機低溫下進行。
發動機溫度也是燃燒異響的影響因素之一。柴油機過冷時,往往產生著火敲擊聲(工作粗暴)。
1.3.3負荷
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。
1.3.4潤滑條件
不論什么機械異響,當潤滑條件不佳時,異響一般都顯得嚴重。
在發動機上,不同的機件、不同的部位和不同的工況,聲源所產生的振動是不同的,因而發出的異響在音調、音高、音頻、音強、出現的位置和次 數等方面均不相同。我們利用異響的這些特點和規律,在一定的診斷條件下,即可將發動機的異響診 斷出來。
2 主要異響及人工憑經驗診斷法
2.1 曲軸主軸承響
2.1.1現象
發動機突然加速時會發出沉重而有力的“剛、剛、剛”的金屬敲擊聲,嚴重時機體發生很大振動。響聲隨發動機轉速的提高而增 大,隨負荷的增加而增強,產生響聲的部位是在缸體下部的曲軸箱內。單缸斷火時響聲無明顯變化, 相鄰兩缸同時斷火時,響聲會明顯減弱。溫度變化時響聲不變化。機油壓力明顯降低。
另外,后道軸承發響,一般聲音鈍重發悶;前道軸承發響,聲音較輕、較脆。曲軸軸向竄動出現 的響聲,在低速下采用微抖節氣門的方法,可聽到較沉重的”咯噔”、“咯噔”的響聲,好象鐵輪車行 走在高低不平的石頭路上的聲音。
2.1.2原因
(1)主軸承蓋固定螺釘松動;
(2)主軸承減磨合金燒毀或脫落;
(3)主軸承和軸頸磨損過甚、軸向止推裝置磨損過甚,造成徑向和軸向間隙過大;
(4)曲軸彎曲;
(5)機油壓力太低或機油變質。
2.1.3診斷方法
(1)抖動并加大節氣門試驗。使發動機在低速下運轉,用手微微抖動并反復加大節氣門進行試 驗,同時仔細傾聽。如響聲是隨著發動機轉速的升高而增大,抖動節氣門時在加油的瞬間響聲較明 顯,這一般是主軸承松曠;如發動機在怠速或低速運轉時響聲較明顯,高速時顯得雜亂,則可能是曲 軸彎曲;如在高速時機體有較大振動,機油壓力顯著降低,則一般是主軸承松曠嚴重、燒毀或減磨合 金脫落。
(2)從加機油口處聽診。打開加機油口蓋,從加油處仔細傾聽,同時反復變更發動機轉速進行試驗。如果是主軸承響,可明顯聽到沉重有力的金屬敲擊聲。
(3)用聽診器具聽診。將聽診器或自制的簡易聽診桿,在節氣門開度不斷變換的同時,觸在機體 曲軸箱兩側與曲軸軸線齊平的位置上進行聽診,響聲最強的部位即為發響的主軸承。
(4)斷火試驗。松開高壓油管接頭,如1缸斷火后響聲明顯減弱,則為第一道主軸承響;如最末缸 斷火后響聲明顯減弱,則為最后一道主軸承響;如任意相鄰兩缸同時斷火響聲明顯減弱,則為兩缸之 間的主軸承響。曲軸軸向竄動所產生的響聲,單缸斷火無變化。
(5)踩離合器踏板試驗。踩下離合器踏板保持不動,如果響聲減弱或消失,則為曲軸軸向竄動產 生的響聲。
(6)柴油機的降速試驗。診斷柴油機主軸承響時,為避開著火敲擊聲的干擾,可采取加大供油拉 桿行程后再迅速收回的方法,趁發動機降速之機,如聽到堅實而沉重的“剛、剛、剛”聲,則有可能 為主軸承響。同時應打開加機油口蓋,輔之于聽診法和氣缸斷油法,以便于確診。
2.2 連桿軸承響
2.2.1現象
當發動機突然加速時,有”、、”連續明顯的敲擊聲,是連桿軸承異響的主要特征。軸承嚴重 松曠時,怠速運轉也能聽到明顯的響聲,且機油壓力降低。發動機溫度變化時,響聲不變化;發動機 負荷變化時,響聲隨負荷增加而加劇;單缸斷火,響聲明顯減弱或消失,但復火時又能立即出現,即 具有所謂響聲“上缸”現象。
2.2.2原因
(1)連桿軸承蓋的固定螺栓松動或折斷;
(2)連桿軸承減磨合金燒毀或脫落;
(3)連桿軸承或軸頸磨損過甚,造成徑向間隙太大;
(4)機油壓力太低或機油變質。
2.2.3診斷方法
(1)變換轉速試驗。使發動機怠速運轉,然后由怠速向低速,由低速向中速,再由中速向高速加大 節氣門進行試驗,同時結合逐缸斷火法和在加機油口處聽診等方法反復進行。響聲隨著轉速的升高而增大,抖動節氣門時,在加油的瞬間異響突出。響聲嚴重時在任何轉速下均可聽到,甚至在怠速時也 可聽到清晰、明顯的敲擊聲。
(2)斷火試驗。在怠速、中速和高速情況下,逐缸反復進行斷火試驗。如某缸斷火后響聲明顯減弱 或消失,在復火的瞬間又能立即出現,則可斷定為該缸連桿軸承響。
(3)聽診。如用聽診器或簡易聽診桿觸在機體上聽診,往往不易聽清楚。但在加機油口處直接傾 聽,可清楚地聽到連桿軸承敲擊聲。
(4)檢查機油壓力。診斷中要注意檢查機油壓力。如果響聲嚴重,又伴隨有機油壓力低,這往往 成為區別連桿軸承響與活塞銷響、活塞敲缸響的重要依據。
(5)柴油機連桿軸承響的診斷。與汽油相比,柴油機連桿軸承的響聲比較鈍重,診斷時只有避開著 火敲擊聲的干擾,才能聽得清楚。如果隨著供油拉桿行程的加大,響聲逐漸增強,并在迅速收回供油 拉桿,趁發動機降速之際,能明顯聽到堅實的“哐、哐、哐”的敲擊聲,即可初步斷定為連桿軸承響。 此外,也可在中、高速運轉時作抖動供油拉桿試驗,如這時出現堅實有力的敲擊聲,說明是連桿軸承 響。診斷時可結合從加機油口處聽診、檢查機油壓力和做單缸斷油試驗等方法進行。如某缸斷油后響 聲明顯減弱或消失,復油后響聲又具極積炭較厚,說明燃燒室積炭嚴重。這不僅引起突爆或早燃,而 且提高了壓縮比,致使發動機過熱,故障在此。
(6)如燃燒室內積炭較少,車輛在冬季行駛不長時間后即發生過熱現象,可檢查散熱器下部至水 泵的通水管是否凍結。用手觸試散熱器上部感到很燙,觸試下部感到冰涼,用手捏下部通水軟管時又 硬又涼,說明該軟管凍結,冷卻系大循環中斷,故障在此。
(7)如果不在冬季,或者散熱器下部通水管未凍結,可檢查水泵的泵水效能。檢查時用手握住發 動機頂部至散熱器的通水軟管,然后由怠速加速到某一高速,如感到通水軟管內水的流速隨發動機轉 速的增加而加快,說明水泵工作正常;反之,說明水泵泵水效能喪失或欠佳。
如水泵工作正常,再檢查節溫器的工作效能。用手觸試發動機缸體、缸蓋和小循環通水管,感到溫差不大,且很燙;觸試缸蓋至散熱器的通水軟管和散熱器上部感到不燙;觸試散熱器下部及下部通 水軟管感到溫度很低。這說明節溫器大循環閥門打不開,造成冷卻系大循環中斷,故障在此。
如節溫器工作正常,發動機過熱的原因可能是冷卻系內部的銹污、水垢沉積太厚,嚴重影響了散 熱能力 ,或分水管銹爛喪失了分水能力等造成。
(8)車輛超載或長時間用低速檔行駛,致使發動機過熱,是使用不當造成的,恢復正確的使用方 法,過熱現象自然會消失。(中國工程機械動力部件網)
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