发动机气门间隙过大的诊断及排除方法（上）
F-DIESEL工程机械动力部件 2014/11/25 16:25:43
[关键词]
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。(中国工程机械动力部件网)
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