汽車發(fā)動(dòng)機(jī)異響的特性分析

吳敏

【摘要】發(fā)動(dòng)機(jī)正常響聲是一種平穩(wěn)而有節(jié)奏、協(xié)調(diào)的聲音。發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況不良時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的噪聲有所不同的異常聲響。常見異響如活塞敲缸響、活塞銷響、門響、連桿軸承響和曲軸軸承響等。這些異響輕者加劇零件磨損，縮短使用壽命;重者易造成事故性損壞。發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障的診斷，是指在不解體的條件下，查明異響故障的性質(zhì)、部位和原因的檢查過程。常用的檢查方法有人工經(jīng)驗(yàn)法和儀器診斷法。

【關(guān)鍵詞】汽車 發(fā)動(dòng)機(jī) 異響 檢測(cè) 診斷

一、發(fā)動(dòng)機(jī)異響的類型

發(fā)動(dòng)機(jī)異響是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的不正常響聲，主要有機(jī)械異響、燃燒異響、空氣動(dòng)力異響和電磁異響等。

1.機(jī)械異響

機(jī)械異響主要是由運(yùn)動(dòng)副配合間隙太大或配合面有損傷，運(yùn)轉(zhuǎn)中引起沖擊和振動(dòng)造成的。因磨損或調(diào)整不當(dāng)造成運(yùn)動(dòng)副配合間隙太大時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)中要產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)聲波，如曲軸主軸承響、連桿軸承響、凸輪軸軸承響、活塞敲缸響、活塞銷響、氣門腳響、正時(shí)齒輪響等。

2.燃燒異響

燃燒異響主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)不正常燃燒造成的。如柴油機(jī)工作粗暴時(shí)汽缸內(nèi)均會(huì)產(chǎn)生極高的壓力波，這些壓力波相互撞擊，發(fā)出了強(qiáng)烈的類似敲擊金屬的異響。

3.空氣動(dòng)力異響

空氣動(dòng)力異響主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣、排氣和運(yùn)轉(zhuǎn)中的風(fēng)扇因氣流振動(dòng)而造成的。

4.電磁異響

在發(fā)動(dòng)機(jī)、肩動(dòng)機(jī)和電磁元件內(nèi)，由于磁場(chǎng)的交替變化，引起某些部件產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出異響。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)異響特性分析

1.發(fā)動(dòng)機(jī)異響的性質(zhì)

發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程是周期性循環(huán)，工作時(shí)發(fā)出的各種噪聲和異響也是周期性重復(fù)出現(xiàn)的。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)異響的特征

（1）振動(dòng)頻率和振幅

振動(dòng)物體發(fā)出的聲音以波的形式向外傳播。聲波導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)外表面的振動(dòng)具有與聲波的頻率和振幅相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)頻率和振幅。

發(fā)動(dòng)機(jī)異響引起的振動(dòng)多由一組頻率不同的振動(dòng)組成，但每種聲響引起的一組頻率不同的振動(dòng)中常含有一個(gè)或多個(gè)不同于其他聲響的振動(dòng)頻率，該頻率稱為信息頻率。因此，可根據(jù)信息頻率判斷發(fā)出異響的聲源和異響部位。如圖1所示。

不同的異響部位，會(huì)表現(xiàn)出不同的聲音與頻率：

①氣門響、挺桿響：音質(zhì)清脆，有節(jié)奏的“嗒、嗒、嗒”的金屬敲擊聲。②活塞銷子響：尖脆有節(jié)奏的“嗒嗒嗒”類似鋼球的敲擊聲。

③活塞敲缸響：音質(zhì)清脆而有節(jié)奏的“當(dāng)、當(dāng)”的金屬敲擊聲。④連桿軸承響：有節(jié)奏的“噠噠噠”的金屬敲擊聲，響聲較沉重而短促。⑤曲軸軸承響：連續(xù)而有節(jié)奏的“咚、咚、咚”的金屬敲擊聲，響聲較沉重而發(fā)悶。

（2）相位

發(fā)動(dòng)機(jī)各缸按一定次序周期性工作，燃燒產(chǎn)生的最高壓力也以該次序產(chǎn)生。因此，盡管各缸同類部件發(fā)出異響的特征頻率相同或相似，但出現(xiàn)的相位不同，各缸異響信號(hào)間會(huì)存在時(shí)間上的差異。

3.影響異響診斷的因素

異響與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)荷和潤(rùn)滑條件等有關(guān)。

（1）異響與發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的關(guān)系

在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若曲柄連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)或配氣機(jī)構(gòu)中某些運(yùn)動(dòng)件發(fā)響，則明顯與工作循環(huán)有關(guān)。

①活塞與缸壁間隙過大所引起的敲擊聲，曲軸每轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)發(fā)響一次。②曲柄連桿機(jī)構(gòu)引起的響聲與工作循環(huán)有關(guān)時(shí)，均為火花塞跳火一次就發(fā)響兩次.如活塞銷敲擊聲、活塞頂碰氣缸凸肩聲、連桿軸承松曠響等。③配氣機(jī)構(gòu)引起的響聲與l-作循環(huán)有關(guān)時(shí)，均為火花塞跳火一次就發(fā)響一次，如氣門響、氣門彈簧折斷響、凸輪軸正時(shí)齒輪響等。

（2）異響與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系

發(fā)動(dòng)機(jī)異響與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也有很大關(guān)系，有些異響在發(fā)動(dòng)機(jī)急加速時(shí)現(xiàn)，如主軸承松曠發(fā)響、連桿軸承松曠發(fā)響等;而又有一些異響在發(fā)動(dòng)機(jī)急加速時(shí)更明顯，如凸輪軸正時(shí)齒輪破裂損壞發(fā)響、凸輪軸軸向間隙過大或襯套松曠發(fā)響、活塞銷襯套松曠發(fā)響等。

而另有些異響，僅在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或低速運(yùn)轉(zhuǎn)期出現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高后則消失，如活塞與缸壁間隙過大、活塞銷裝配過緊或連桿軸承裝配過緊引起的異響。

（3）異響與負(fù)荷的關(guān)系

許多異響與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷有關(guān)。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(fù)荷增大而增強(qiáng)，隨負(fù)荷減小而減弱;柴油機(jī)著火敲擊聲隨負(fù)荷增大而減小。但是，也有個(gè)別異響與負(fù)荷無關(guān)，如氣門響。呵依靠斷火（油）實(shí)現(xiàn)某個(gè)缸或某幾個(gè)缸負(fù)荷變化的目的。

判斷方法：在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，斷開某一缸的高壓線（汽油機(jī)）或是高壓油管（柴油機(jī)）觀察發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況，由此判斷該缸的工作性能。

（4）異響與潤(rùn)滑條件的關(guān)系

不論什么機(jī)械異響，當(dāng)潤(rùn)滑條件不佳時(shí)，異響一般都變得更為嚴(yán)重。

（5）異響與潤(rùn)滑條件的關(guān)系

品質(zhì)好的潤(rùn)滑油和適宜的壓力就能產(chǎn)生較好的潤(rùn)滑油膜。潤(rùn)滑油膜越厚，機(jī)械沖擊就越小，噪聲也就越輕，異響就不易發(fā)生。