于曉飛

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司發(fā)動機(jī)工廠，山東 青島266555）

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發(fā)動機(jī)異響診斷與分析

于曉飛

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司發(fā)動機(jī)工廠，山東 青島266555）

摘要：發(fā)動機(jī)異響是發(fā)動機(jī)某些故障的一種表現(xiàn)形式，代表發(fā)動機(jī)某一機(jī)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生變化，需要根據(jù)異響具體表現(xiàn)模式，及時(shí)準(zhǔn)確判斷異響部位，確定異響原因，采取有效控制或解決措施，避免發(fā)動機(jī)損壞及出現(xiàn)制造過程批量質(zhì)量問題。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)；異響；診斷；故障模式

技術(shù)狀況良好，工況正常的發(fā)動機(jī)在怠速時(shí)會發(fā)出一種平穩(wěn)而有節(jié)奏的排氣聲，并在發(fā)動機(jī)上端伴有凸輪軸桃片撥挺柱的清脆聲響。隨轉(zhuǎn)速變化雖然發(fā)出聲音的響度、音調(diào)、頻率和音色有所變化，但都有一定的規(guī)律和范圍，總體協(xié)調(diào)而沒有突兀，能感受到機(jī)械精密配合高速運(yùn)轉(zhuǎn)之美。如果在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，伴隨有其它間歇或連續(xù)性的金屬敲（撞）擊聲、金屬件摩擦（干磨）聲，即表明發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況存在一定變異，所伴隨的不正常聲音即為發(fā)動機(jī)異響。

發(fā)動機(jī)異響是發(fā)動機(jī)某些故障的一種表現(xiàn)形式，例如發(fā)動機(jī)制造過程異常、零件質(zhì)量問題等。發(fā)動機(jī)出現(xiàn)異響時(shí)候需及時(shí)判斷異響部位，確定異響原因，采取有效控制或解決措施，避免發(fā)動機(jī)損壞及出現(xiàn)批量質(zhì)量問題。

普通自吸發(fā)動機(jī)［1］運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的聲音來自發(fā)動機(jī)本體、發(fā)動機(jī)外部附件、離合器及變速箱。出現(xiàn)異響時(shí)應(yīng)首先判斷異響是來自發(fā)動機(jī)本體還是外部附件（如發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、水泵、皮帶張緊輪等），斷掉外掛皮帶后異響仍存在即為發(fā)動機(jī)本體異響，若異響消失則說明是發(fā)動機(jī)外部附件異響。若踩下離合踏板異響消失則說明異響是來自變速箱或離合器。

本文將有針對性的對整車工廠下線的零公里車輛的發(fā)動機(jī)異響問題中的常見的典型發(fā)動機(jī)本體異響的診斷方法及常見故障模式做一簡單的解析。

1　診斷方法

對于發(fā)動機(jī)異響問題，應(yīng)首先判斷異響聲源大概位置及異響種類，并通過斷缸［2］試驗(yàn)看是否與某一缸工況相關(guān)，以便拆解零件查找原因時(shí)重點(diǎn)關(guān)注某一缸零件的狀態(tài)。

（1）初步確認(rèn)聲源位置。除部分微車發(fā)動機(jī)是斜置在駕駛艙座椅底部，絕大多數(shù)乘用車及新開發(fā)微車發(fā)動機(jī)是正置在車輛前艙內(nèi)的。所以通過打開發(fā)動機(jī)艙，將耳朵置于發(fā)動機(jī)正上方聽有無異響及用舉升機(jī)將車輛舉起聽發(fā)動機(jī)正下方油底殼處有無異響，可初步判定異響聲源位置。一般情況下氣門挺柱間隙異常、氣門桿彎曲、氣門挺柱孔磕傷、氣門彈簧斷裂、挺柱孔內(nèi)多一顆氣門鎖夾、凸輪軸室異物等原因?qū)е碌陌l(fā)動機(jī)異響，異響聲音在發(fā)動機(jī)上方更為明顯；活塞方向裝反、連桿方向裝反、連桿蓋方向裝反、連桿蓋混裝、連桿蓋松裝、連桿軸瓦漏裝、連桿軸瓦厚度超下差、主軸承蓋裝反、松裝、順序錯(cuò)裝、主軸瓦漏裝、主軸瓦厚度超下差、活塞銷外徑超下差、曲軸與缸孔壁干涉等原因?qū)е碌陌l(fā)動機(jī)異響，異響聲音在發(fā)動機(jī)下方油底殼處更為明顯。

（2）判斷異響種類。發(fā)動機(jī)在各部件連接可靠、配合間隙適當(dāng)、潤滑良好、工作溫度正常、燃料供給充足、著火時(shí)間準(zhǔn)確等技術(shù)情況良好，工況正常的情況下，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣聲音均勻輕微；加速時(shí)轉(zhuǎn)速過渡平穩(wěn)；高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轟鳴聲有力而平穩(wěn)。發(fā)動機(jī)異響主要有機(jī)械異響、燃燒異響、空氣動力異響、潤滑異響和電磁異響［3］等。異響可分為良性和惡性。良性異響是指在短期內(nèi)不對機(jī)件造成明顯破壞的異響；惡性異響是指很快造成機(jī)件嚴(yán)重?fù)p壞的異響。良性和異響主要看發(fā)生在什么部位。有些異響對機(jī)件的損害很大，屬惡性；有些異響對機(jī)件的損害不大，比如氣門桿端響，屬良性異響，可推遲修理。氣門間隙異常導(dǎo)致異響為清脆輕快的金屬敲擊聲，聲音密集，頻率較高，隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高而被掩蓋；曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動副間隙異常導(dǎo)致異響為低沉有力而又緊湊的金屬撞擊聲，怠速時(shí)多為不明顯，隨轉(zhuǎn)速提高響聲增大，在某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)聲音最為明顯；燃燒室內(nèi)異物導(dǎo)致異響聲音為單一明顯的敲擊聲，怠速時(shí)多有明顯聲音，頻率隨轉(zhuǎn)速提高而提高；排氣歧管密封面漏氣導(dǎo)致異響多為怠速時(shí)低頻噪音并伴有發(fā)動機(jī)明顯抖動，轉(zhuǎn)速提高時(shí)伴有類似尖銳金屬撞擊聲并常伴有低沉咆哮和放炮聲；連桿蓋或主軸承蓋未擰緊導(dǎo)致異響在怠速時(shí)候多不明顯或無異響，猛踩油門踏板轉(zhuǎn)速提高的瞬間異響聲音出現(xiàn)，聲音類似金屬撞擊聲。發(fā)動機(jī)具體某一部位異常導(dǎo)致的異響雖然初聽時(shí)噪雜無序，但仔細(xì)分別還是有其各自跟工況與功能相近的特點(diǎn)，需在處理問題過程中認(rèn)真分辨，積累總結(jié)。

（3）斷缸驗(yàn)證。斷缸就是在多缸發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，利用斷電法（拔掉某缸火花塞線束）或斷油法（斷開某缸噴油器線束）讓某一缸停止工作，如果這時(shí)工況惡化說明該缸工作正常反之?dāng)喔缀蟀l(fā)動機(jī)工況無變化說明該缸工作不正常，存在問題。這樣就能根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行情況，確定故障范圍，這種方法可以在發(fā)動機(jī)工作不正常時(shí)，不用拆卸發(fā)動機(jī)就可較快地找出故障氣缸的所在，這是一種非常實(shí)用而簡單的方法。對于異響聲源位置位于發(fā)動機(jī)底部的情況，斷缸法尤為適用。若斷開某一缸后異響聲音減弱或消失，則異響多與該缸活塞連桿總成或與其相關(guān)零件有關(guān)，拆解分析時(shí)需要重點(diǎn)檢查、關(guān)注。

（4）拆解零件檢查。當(dāng)異響聲源位于發(fā)動機(jī)上部時(shí)，在排除外觀件異響可能后，需拆下油底殼檢查凸輪軸室相關(guān)零件有無異常。應(yīng)首先檢查凸輪軸室及正時(shí)鏈條處有無異物，例如螺栓、墊片、氣門鎖夾等；其次應(yīng)該目視檢查凸輪軸瓦蓋順序及方向是否正確，凸輪軸軸頸、桃片和挺柱頂面有無異常磨損；再次應(yīng)用扭矩扳手測量凸輪軸瓦蓋螺栓扭矩是否合格；最后再用塞尺測量確認(rèn)氣門間隙是否正常（按照經(jīng)驗(yàn)裝啟動后的發(fā)動機(jī)氣門間隙變化一兩個(gè)等級屬正常情況），并在測量過程中關(guān)注氣門挺柱回位是否正常，有無卡滯情況。當(dāng)異響聲源位于發(fā)動機(jī)下方時(shí)候，應(yīng)拆下油底殼，檢查曲柄連桿機(jī)構(gòu)相關(guān)零件有無異常。第一，應(yīng)該目視檢查主軸承蓋、連桿蓋順序及方向是否正確；第二，應(yīng)該檢查連桿等級是否一致，連桿大頭漲斷面是否完全嚙合（連桿蓋有無混裝），連桿是否彎曲；第三，應(yīng)該確認(rèn)連桿蓋螺栓、主軸承蓋螺栓扭矩是否合格；第四，用手沿曲軸軸向和徑向晃動連缸蓋，看晃動量是否一致，某一缸連桿蓋軸向晃動異常則說明該缸連桿厚度超下差或曲軸軸頸寬度超上差，若某一缸連桿蓋徑向向晃動異常，則說明該缸存在連桿大頭內(nèi)徑超上差、軸瓦厚度超下差或曲軸連桿軸頸寬度超上差；第五，用手沿曲軸軸向晃動，看晃動量是否一致以判斷曲軸止推片有無漏裝，轉(zhuǎn)動曲軸觀察曲軸是否與缸體毛坯面、集濾器等零件干涉；第六，轉(zhuǎn)動曲軸觀察缸體缸孔下端面是否有與連桿碰撞痕跡；第七，拆解連桿上下軸瓦觀察有無異常磨損、劃傷，油孔位置是否正確，并用游標(biāo)卡尺現(xiàn)場測量連桿軸瓦厚度；第八，拆解主軸承蓋蓋，檢查確認(rèn)主軸下軸瓦有無異常磨損、劃傷，油孔位置是否正確，并用游標(biāo)卡尺現(xiàn)場測量連桿軸瓦厚度。

通過以上診斷過程，多數(shù)常見異響問題都可以初步找到問題原因。對于仍未找到問題原因或發(fā)動機(jī)本體已經(jīng)發(fā)生實(shí)質(zhì)性損壞響問題，需將發(fā)動機(jī)完全拆解做進(jìn)一步分析。

2　常見故障模式

（1）對于發(fā)生缸體被擊穿、曲柄連桿機(jī)構(gòu)卡滯或極尖銳惡性金屬異響的發(fā)動機(jī)，多為活塞頭碎裂，連桿小頭擊穿缸體，破碎的活塞頭及連桿小頭端敲擊、劃傷缸孔，導(dǎo)致異響。這類發(fā)動機(jī)應(yīng)避免再次啟動，可初步拆下各缸火花塞看電極端是否破裂以判斷是否為這一故障模式。拆解分析時(shí)若油底殼內(nèi)有掉落的零件碎片，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注活塞卡環(huán)是否漏裝、多裝，氣門鎖夾是否漏裝、多裝，燃燒室內(nèi)是否存在異物，連桿螺栓扭矩是否合格等情況，需認(rèn)真檢查油底殼內(nèi)掉落的零件。

（2）對于連桿彎曲異響問題，懷疑方向通常有兩方面：燃油導(dǎo)軌常噴［4］或燃燒室進(jìn)水，這類種情況下放出的機(jī)油量通常比正常情況下要多。前者需重點(diǎn)關(guān)注氣缸內(nèi)是否殘留較多量汽油及活塞頭表面燃燒痕跡，若發(fā)現(xiàn)異?？勺鋈加蛯?dǎo)軌常噴驗(yàn)證以便確認(rèn)；后者需關(guān)注整車空氣濾清器是否有水漬及進(jìn)氣歧管內(nèi)是存留有水。

（3）對于氣門間隙異常異響問題，常見原因有員工裝配錯(cuò)誤等級挺柱、氣門桿頂面或者氣門座圈壓有鋁屑、氣門桿彎曲。拆解時(shí)候需確認(rèn)挺柱級別是否為系統(tǒng)推薦級別，挺柱實(shí)際厚度與標(biāo)注厚度是否一致，挺柱內(nèi)表面凸臺、氣門桿頂面、氣門座圈面是否壓有鋁屑或其它雜質(zhì)。

（4）對于燃燒室異物問題，在異物被鑲嵌到活塞頭表面或者燃燒室上表面之前，異物在活塞高速推動敲擊下在燃燒室內(nèi)快速碰撞反彈，異響雜亂、無序而明顯，并時(shí)有時(shí)無；異物鑲嵌到活塞頭表面或者燃燒室上表面之后，異響聲音單調(diào)明顯，隨轉(zhuǎn)速提高而增大。這種情況通常伴有發(fā)動機(jī)抖動缺缸，因?yàn)楫愇镌谌紵遗鲎卜磸棔r(shí)會將火花塞頭部撞擊變形破損，導(dǎo)致該缸失火。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳家瑞.汽車構(gòu)造［M］.第4版.北京：人民交通出版社，2002.

［2］陳文華.汽車發(fā)動機(jī)構(gòu)造與維修［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［3］王靜文.汽車診斷與檢測技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，1998：90-120.

［4］陸際清.汽車發(fā)動機(jī)燃料供給與調(diào)節(jié)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.

The Engine Sound Diagnosis and Analysis

YU Xiao-fei
（Quality Section Engine Plant SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd Qingdao Branch，Qingdao Shandong 266555，China）

Abstract：Engine sound is a form of some failure，on behalf of the engine a state agency technology have changed，such as abnormal engine manufacturing process，parts quality problem etc.Engine appear different ring should be timely and accurate judgment when different parts，to identify the cause of the sound，take effective measures，control or solve avoid engine damage and batch quality problem.

Key words：engine；abnormal sound；diagnosis；failure mode

中圖分類號：U468.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）03-0111-03

收稿日期：2015-12-12

作者簡介：于曉飛（1987-），男，山東平度人，本科，質(zhì)量工程師，助理工程師，研究方向：汽車制造業(yè)質(zhì)量管理。