淺談發(fā)動機異響產(chǎn)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(fā)動機異響產(chǎn)生的原因及異響的影響因素和診斷條件，探討了發(fā)動機異響故障診斷的方法。
關鍵詞：發(fā)動機；故障診斷；異響
一、異響類型以及原因
(一)異響類型。
發(fā)動機異響是發(fā)動機產(chǎn)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(fā)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(fā)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(fā)動機溫度有關，在機械異響診斷中，對于熱膨脹系數(shù)大的配合副要特別注意發(fā)動機的熱狀況。
(三)負荷。
許多異響與發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)動機異響隨其轉速變化而變化的特性進行診斷。
由于發(fā)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(chǎn)生異響時的轉速也各有差異。發(fā)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(shù)倍時，會產(chǎn)生共振現(xiàn)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(jié)奏、音調等暴露得明顯的轉速或轉速區(qū)域稱為佳診斷轉速。
(三)利用發(fā)動機異響隨其負荷變化而變化的特性進行診斷。
發(fā)動機運轉過程中的某些異響與發(fā)動機的負荷有關。一般情況下，負荷越大，異響越大，其表現(xiàn)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(fā)動機的負荷，使異響的聲音大小發(fā)生改變，從而有助于異響的定性和定位診斷。改變發(fā)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(fā)動機有異響時，發(fā)動機某部位就會產(chǎn)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(fā)響機件所處的部位不同，所以在發(fā)動機上的振動強烈程度亦不一樣，通常將在發(fā)動機機體上振動量的區(qū)域稱為振動部位，各種異響在發(fā)動機體上都對應著各自的振動部位。根據(jù)此道理，就可以大致判明異響機件的部位，這是診斷發(fā)動機異響的重要輔助手段。因此，通過實聽振動部位，根據(jù)振動部位在缸體上的區(qū)域和振動頻率與異響的關系，就可以大致判明發(fā)響機件的部位。
(五)利用發(fā)動機異響隨溫度變化而變化的特性進行診斷。
發(fā)動機工作溫度的變化，能使發(fā)動機機件的潤滑條件和配合間隙發(fā)生變化。溫度越高，潤滑油的黏度越低，產(chǎn)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(fā)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(fā)動機溫度升高而減輕，甚至消失;這表明發(fā)動機的某些異響與溫度有著密切的關系。因此，在診聽發(fā)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(jù)之一。
(六)利用分別停轉?動機附件進行診斷。
若懷疑發(fā)電機、水泵、空氣壓縮機等發(fā)響，可做停轉試驗。
(七)根據(jù)其他參考因素診斷。
發(fā)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(xiàn)。例如曲軸軸承松曠過甚發(fā)響時，往往伴隨機油壓力降低、發(fā)動機抖動等異常現(xiàn)象。因此，這些伴隨現(xiàn)象成為輔助診斷異響故障的依據(jù)。
參考文獻：
[1]孫其發(fā).發(fā)動機設計和應用〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社，2010.
[2]李尤為.發(fā)動機零部件可靠性設計〔M〕.北京：國防工業(yè)出版社，2011.
來源：《企業(yè)導報》
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