柴油发动机敲击声来源和异响特点

摘要：技术情形良好的发动机，在以不同的转速运行时，发动机发出的声音虽然其频率、波长、声级和衰减系数不同，但都有一定的规律和范围，如果发动机在运转步骤中，伴随有其他声响，如发出间歇或连续的金属敲击声、持续的金属摩擦声、排烟滞喘声等，即表明发动机运行不正常，所伴随的声响为发动机异响。探讨表明，发动机的异响是发动机事故的重要表现形式，是判定解析故障的重要依据，并具有一定的规律性。经验丰富者可通过对异响的剖析预判确诊故障部位及受损程度，准确判定事故源，减少作业上的盲目性，力争将损失减小到较小程度。

1、发动机附属部件的异响，如发电机、空调压缩机、动力转向液压泵、水泵、冷却风扇等旋转部件异响。

      发动机异响的声音与正常的发动机声音是有差异的，我们可以感知的是发动机异响声有时候比较刺耳，而且不一样在发动机不一样工况下异响声也不尽相同。这就是发动机异响的一些特征，它包括音频特征、转速特征、负荷特点等。

      指发动机异响的不一样声调。例如：主轴曲轴承响声沉闷“铛铛”响，气门脚响声清脆“嗒嗒”响。这些异响声的不一样是源于汽车上各零配件制造的选材、形状、尺寸大小、布置以及加工工艺等的不一样而致使的。比如活塞选择铝合金，而气缸选购钢铁，缸体用铸铁等等。

      异响常与发动机转速有关，发动机的大多数多见异响的存在取决于发动机的转速状态。例如：异响仅在或低速运转时存在，一般是由：活塞与壁间隙过度、活塞销安装过紧或连杆轴承安装过紧、挺杆与其导孔间隙过量、配气凸轮轮廓磨损等缘由导致的；维持在某速度时声响紊乱，急减速时相继发出短暂声响。一般是凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动、曲轴折断、活塞销衬套松旷、凸轮轴轴向间隙过量或其衬套松旷等因由引起的。

      发动机上不少异响与其负荷有明显的关系。例如：某缸断火，异响顿无或降低。发响的缘由一般有：活塞敲缸、连杆轴承松旷；活塞环漏气；活塞销折断等。某缸断火，则声响加重或原来无响，此时反而发生声响。发响的原由有：活塞销铜套松旷；活塞裙部锥度过大；活塞销窜出；连杆轴承盖固定螺栓松动过甚或连杆轴瓦合金烧熔脱净；飞轮固定螺栓松动过甚等。相邻两缸断火异响减轻或消失。发响的因由有：主轴轴承松旷等。

      发动机异响与温度有关。比如有时低温发响，温度升高后声响减少，甚至消失；有时温度升高后有声响，温度降低后声响降低或消失。比如因为活塞和气缸的选材不一样从而它们的热膨胀系数也不同。如冷机时有异响而机温升高后异响减小或消失，这是因为它们的膨胀系数不一样，冷机间隙过量有异响而当温度升高时活塞膨胀大一些于是间隙减轻异响消失。

       指对某一缸或相邻两缸断火（油）后和复火（油）后的异响变化。例如：活塞敲缸断火油后消失而复火(油）时异响又随之出现。某些缸的主轴轴瓦因润滑不良或合金烧蚀或装配不达标而发生异响断火后异响消失。

       发动机的异响故障往往与发动机的作业循环有明显的关系，尤其是曲柄连杆装置和配气装置的异响都与作业循环有关。例如：四行程发动机，凡由曲柄连杆装置引起的声响均为发动机作功一次发响两次；凡由配气系统致使的声响均为发动机作功一次发响一次。

      异响与听诊位置的关系。例如：气门响在气缸盖位置，主轴承在汽缸体下部，活塞捣缸在缸体上部，进排气异响在发动机的两侧，正时链条或正时链轮异响在发动机的前端，连接不稳定通常在发动机的后侧。

      发动机在发生某些异响事故时，常常伴随发生其他事故现状。例如：曲轴承和连杆轴承响常伴随机油压力低，点火漏电声响常伴随发动机抖动。活塞捣缸伴随着排烟冒蓝烟，节气门异响伴随着排烟滞喘。

      凸轮轴系统示例如图1所示。凸轮轴轴承的敲击声是一种发闷的、有节奏的“嗒嗒”声，比主轴轴承的异响声稍尖锐一些。康明斯发电机在发响的同时凸轮轴轴承附近的机体上有震动状况，反复变换柴油发电机转速，响声及震动较为明显。

      即凸轮基圆到凸轮顶端的距离，该部位磨耗会影响气门升程高度，即气门打开的高度，从而危害进排气的品质。请验看凸轮升程的标准值与使用极限表，超过极限要及时更换凸轮轴。

      凸轮轴轴承有两种形式，一种为下座上盖，测定此种轴承孔时，必须用规定的扭矩旋紧轴承盖螺栓后，才能测量孔径的尺寸；另一种为整圆衬套式的轴承孔，此种轴承孔，凸轮轴装配时必须从一端穿入轴承孔内，因此凸轮轴上的几个轴承孔尺寸大小就不一样，其配合间隙也有差别。

      配气机构构造案例如图2所示。柴油发电机怠速运转时，发出轻微的“嘎啦嘎啦”声，中速时响声明显，高速时响声较杂乱，正时齿轮盖处响声较为明显，不受断缸及柴油发电机温度变化的危害。

       在怠速到中速以前，不断改变柴油机速度，在柴油发电机的前面和凸轮轴一侧听，响声明显即可能是正时齿轮响，而后将柴油机速度定在响声较大位置，用金属棒等在正时齿轮盖一侧导音听，如响声反应较强，可断定是正时齿轮响。正时齿轮的异常杂声必须及时消除，这是因为柴油机的缸盖下部大多是平面，因为正时齿轮响会使配气相位改变，可能致使气门与活塞相撞而造成严重的机械损坏。

① 正时齿轮处缸体前端的喷油嘴堵塞或喷油口过小，造成正时齿轮缺油而损伤加剧，发生不正常的响声，此时应停机检测，排除喷油咀杂质及油污。

② 正时齿轮轴窜动发响，多因凸轮轴轴向限位装置失效，或因正时齿轮固定螺钉松动而脱出所致。此时应替换凸轮轴轴向限位设备或正时齿轮固定螺钉。

③ 正时齿轮个别牙齿磨损发响。在怠速运行时，可听到一种周期性的双响声，并随柴油发电机转速的升高，响声越来越剧烈且周期缩短。此时应更换故障的正时齿轮。

④ 更换正时齿轮后，齿轮的啮合较差，此时会有一定的异常响声。这种情况若磨合一段时间后，响声会自行消除；有的是因齿隙过量或过小而发出的噪声，如果响声长期存在，则应检修或更换正时齿轮。

      曲轴、凸轮轴的正时齿轮经更替或装配后不平整，致使啮合失常，应调节、维修或更换正时齿轮。

      正时链条磨损后伸长，不但产生噪音还会破坏链轮的配合，必须及时替换。测量链条伸长的程序有两种：一种是拉紧链条后用卡尺测量 20 节链节的长度。当节距为 9.525mm 时，其 20 节标准长度为 190.5mm ，操作极限为 193.5mm ；当节距为 12.7mm 时，其 20 节标准长度为 254mm ，使用极限为 258mm 。另一种步骤是，用链条半链轮包起来，将链条中间部位拉起来，当其间隙超过半个齿高时，就表示链条已无法使用。

      现在很多选用聚氨酯制造的正时齿带，若齿带上出现裂纹柴油发电机官网，胶质损伤，缺齿，帆布层显露时，均应更换。

      如果柴油的十六烷值低，就使得燃油着火增长期加长，此间喷入气缸的燃油相对较多，已进入汽缸的燃油同时燃烧的概率加大，燃烧速率加剧，气缸内压力急速上升，柴油机工作自然粗暴。因此，应选取十六烷值高的柴油。柴油的自燃性好，着火延迟期短，着火后进入气缸的燃油量相对减小，着火后压力升高的转速减小。此时，柴油机作业相对柔和、平稳。而十六烷值过高，也将造成柴油机排黑烟、经济性能下降等问题。十六烷值的选取与柴油机的操作转速有关，对于车用中高速柴油机，十六烷值的范围该当在40-50之间。

      如果供油时间过早，此时气缸内的压力和温度相对偏低，喷油汽缸的燃油与空气的混合过程变慢，这使得着火增长期加长，导致柴油机着火燃烧程序变得缓慢，这同样导致柴油机燃烧粗暴。且过度的供油提前角还将造成柴油机功率无力、油耗增加、起动不了等其他损坏。

       与喷油提前角一样，喷油延续时间对柴油机性能同样有着重要影响。在喷油量一定的因素下，喷油延续时间短，则喷油速率过快，此时虽可获得较好的油耗及排气烟色，但也带来柴油机燃烧粗暴的负面效果。

       如果某个汽缸的供油量较大，则该气缸在运转过程中就可能发出清脆的、有节奏的敲击声。

       柴油机作业粗暴，通常是由于燃烧瞬态的爆发力和运动惯性力激发而引起内部系统的机械震动所致。这将加剧汽缸活塞的损伤，增加活塞连杆所受的冲击力，使连杆和主轴产生变形，从而导致缸体变形等事故产生，严重危害柴油机的使用时限。与此同时，这些振动通过与之刚性连接的零配件的振动及柴油机外表向外界辐射出噪声，污染环境。

      当柴油机产生燃烧异响（敲缸或作业粗暴）后，应着重进行下述方法的检测，找出事故源并排除，确保柴油机的正常工作。

      喷油时间过早，气缸内会发出尖锐、清脆和有规律的敲击声；如果喷油正时正常，应检修空气滤芯是否堵塞、进气管是否堵塞、橡胶接管是否凹瘪等，使柴油机进气量不足。如果存在这些堵塞，应该予以解决或修复。

      可能是喷油嘴滴油、出油阀磨损或卡住造成部分缸的供油量增大。喷油咀滴油可用解体排气管的方法或单缸断油法判定；出油阀损伤可用手油泵压油时拆下高压油管的方式测量，如果此时出油阀接头处有柴油溢出，则说明出油阀渗油，应查明因由并予以清除。

       供油量不均时，如果某个缸的喷油量过多，该气缸就会产生强烈的有节奏的“哒、哒、哒”的燃烧噪音并可能冒黑烟，此时可用单缸断油法预判损坏缸。某个汽缸断油后，敲击声消失江苏康明斯柴油发电机重庆康明斯发电机官网，则该气缸就是损坏缸，酌情予以维修。

      柴油机使用的燃料是较难挥发又较易自燃的柴油，柴油是在压缩行程终了时，在高压下高速喷入燃烧室、被细化成微粒、迅速蒸发并与空气混合。由于油气混合时间短，且这种不均匀可燃混合气不是由外源点燃，而是燃油在过热、高压下的自燃，就使得气缸内压力在燃烧瞬态上升很快，致使柴油机作业粗暴、噪音大。如果在油气混合的某些环节出现不协调的情形（如个别缸的喷油时间不合适、喷油量较大等）时，将导致柴油机燃烧状况的进一步恶化，噪音增大，出现类似金属敲击的“哒、哒、哒”声。柴油机产生这种情形后，损害很大。此时应停机检验，解除损坏，防范更大的故障出现。