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淺談發動機異響產生的原因及故障診斷
2023-08-31
陳天佑
摘 要：本文簡要介紹了發動機異響產生的原因及異響的影響因素和診斷條件，探討了發動機異響故障診斷的方法。
關鍵詞：發動機；故障診斷；異響
一、異響類型以及原因
(一)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。
(二)異響原因。
(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。(2)燃燒異響。燃燒異響主要是發動機不正常燃燒造成的。(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。
二、異響的影響因素和診斷條件
(一)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明顯的轉速下進行，并盡量在低轉速下進行。
(二)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。
(三)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。
三、發動機異響的診斷方法
(一)用聽診方式診斷。
聽診方式是指采用或不采用某種簡單器具，進行異響診斷的方法和形式。通常包括外部聽診和內部聽診兩種。(1)外部聽診。使用聽診器具(金屬棒或旋具等)或不使用聽診器具在發動機外部進行聽診的方式，稱為外聽。有實聽和虛聽之分，實聽是用聽診器具抵觸在發動機機體上進行診斷的一種聽診方法，虛聽是不用聽診器具直接憑聽覺診斷異響的一種聽診方法。(2)內部聽診。內部聽診是相對于外部聽診而言的，它是利用導音器材從發動機內部拾音進行聽診的一種方式。如使用聽音管從加油口或機油尺插口中插入曲軸箱中(不能插入機油池內)進行聽診。這種聽診方式可以排除外部噪聲的干擾，尤其是對于較為弱小和在外部難以辨別的異響的診斷，內部聽診比外部聽診的效果好。
(二)利用發動機異響隨其轉速變化而變化的特性進行診斷。
由于發動機異響機件的構造形式、承受的負荷、所處的位置、潤滑條件以及松曠的程度等的不同，因而產生異響時的轉速也各有差異。發動機的各種異響本身都有其特定的振動頻率，當運動速度頻率是異響頻率的整數倍時，會產生共振現象，異響加劇。即每種異響在其響聲明顯時都對應一個運動速度段(速度范圍)，一般將音量、節奏、音調等暴露得明顯的轉速或轉速區域稱為佳診斷轉速。
(三)利用發動機異響隨其負荷變化而變化的特性進行診斷。
發動機運轉過程中的某些異響與發動機的負荷有關。一般情況下，負荷越大，異響越大，其表現是異響與缸位有明顯的關系。在診斷過程中，可以通過改變發動機的負荷，使異響的聲音大小發生改變，從而有助于異響的定性和定位診斷。改變發動機負荷的方法有增加負荷和解除負荷兩種做法。應用較多的是解除負荷。解除負荷的.方法通常是逐缸斷火或斷油。
(四)利用異響的振動部位進行診斷。
發動機有異響時，發動機某部位就會產生振動，其振動頻率與異響聲頻率往往是一致的。由于不同的發響機件所處的部位不同，所以在發動機上的振動強烈程度亦不一樣，通常將在發動機機體上振動量的區域稱為振動部位，各種異響在發動機體上都對應著各自的振動部位。根據此道理，就可以大致判明異響機件的部位，這是診斷發動機異響的重要輔助手段。因此，通過實聽振動部位，根據振動部位在缸體上的區域和振動頻率與異響的關系，就可以大致判明發響機件的部位。
(五)利用發動機異響隨溫度變化而變化的特性進行診斷。
發動機工作溫度的變化，能使發動機機件的潤滑條件和配合間隙發生變化。溫度越高，潤滑油的黏度越低，產生異響機件間的潤滑油膜就越薄，機件間的沖擊力就會越大，異響聲也就更加明顯;有些異響在發動機溫度升高后，由于配合機件的材料不同，受熱后膨脹量不同，異響因發動機溫度升高而減輕，甚至消失;這表明發動機的某些異響與溫度有著密切的關系。因此，在診聽發動機異響過程中，密切注意異響與溫度變化的關系，進行冷、熱車對比，往往是判斷某些異響的關鍵依據之一。
(六)利用分別停轉?動機附件進行診斷。
若懷疑發電機、水泵、空氣壓縮機等發響，可做停轉試驗。
(七)根據其他參考因素診斷。
發動機的某些異響常伴隨有機油壓力降低、加機油口脈動冒煙、排氣管冒煙的煙色不對、功率降低、燃料消耗過甚等其他故障出現。例如曲軸軸承松曠過甚發響時，往往伴隨機油壓力降低、發動機抖動等異常現象。因此，這些伴隨現象成為輔助診斷異響故障的依據。
參考文獻：
[1]孫其發.發動機設計和應用〔M〕.北京：機械工業出版社，2010.
[2]李尤為.發動機零部件可靠性設計〔M〕.北京：國防工業出版社，2011.
來源：《企業導報》
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