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故障檢修與技術(shù)維護(hù) |
柴油機(jī)異響與轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)荷的關(guān)系 |
摘要：通過對柴油機(jī)異響的分析，可以判斷柴油機(jī)各工況的燃燒情況。因此，柴油機(jī)異響分析的結(jié)論對柴油機(jī)故障的診斷有著很重要的參考價值。在故障診斷中，科學(xué)有效地使用聽診器進(jìn)行異響聽診，利用現(xiàn)代儀器及計算機(jī)對柴油機(jī)異響進(jìn)行全面的分析能夠幫助你解決維修難題，此外維修技術(shù)、分析思路也將得到提升與拓展。
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一、柴油機(jī)異響與轉(zhuǎn)速的關(guān)系
柴油機(jī)運轉(zhuǎn)時的大多數(shù)常見異響的存在與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)有關(guān)。在不同的轉(zhuǎn)速時，異響的特征有所不同，掌握柴油機(jī)異響的特性，是判斷柴油機(jī)存在異響的原因的關(guān)鍵所在。
1、柴油機(jī)異響只是在怠速或低速運轉(zhuǎn)時存在。產(chǎn)生該類異響的原因有：
（1）活塞和汽缸壁之間的間隙過大,造成沖擊；
（2）活塞銷與連桿襯套裝配過緊或連桿軸承裝配間隙過??；
（3）氣門挺桿與導(dǎo)孔之間的間隙過大；配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸輪廓磨損等。
2、柴油機(jī)在某個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)時聲響紊亂，急減速時發(fā)出短暫聲響。發(fā)響的原因有：
（1）凸輪軸正時齒輪破裂或其固定螺母松曠；
（2）曲軸折斷；
（3）活塞銷與襯套之間配合松曠；
（4）凸輪軸的軸向間隙過大形成游動或其襯套松曠。
（5）曲軸主軸承徑向配合間隙過小，運轉(zhuǎn)中發(fā)出特別尖銳而刺耳的聲音，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高時響聲更為明顯，曲軸主軸承徑向間隙過大時，運轉(zhuǎn)中發(fā)出沉悶的“霍霍”沖擊聲。
3、柴油機(jī)的異響在急加速時出現(xiàn)，維持高速運轉(zhuǎn)時聲響仍然存在。發(fā)生異響的原因主要有：
（1）連桿軸承配合間隙過大、軸瓦表面燒熔;
（2）曲軸軸承配合間隙過大；
（3）活塞銷斷裂；
（4）曲軸斷裂。
表1 柴油機(jī)異響與轉(zhuǎn)速的關(guān)系
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特征
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產(chǎn)生異響原因及所占比例
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由怠速突然加速到中速時，有明顯連續(xù)敲擊聲
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1.連桿軸承蓋螺栓松動或折斷20%
2.連桿軸頸或軸承磨損過度，徑向間隙增大10%
3.軸承燒毀，脫落20%
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怠速或略低于中速時，響聲比較明顯，呈上下雙響
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1.活塞銷與銷孔或連桿銅套配合松曠20%
2.機(jī)油壓力不足，曲軸箱內(nèi)機(jī)油飛濺不足30%
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怠速時，發(fā)出連續(xù)不斷的聲響；轉(zhuǎn)速升高響聲也增高
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1.氣門間隙過大40%
2.凸輪磨損，頂?shù)酵U時有跳動10%
3.氣門導(dǎo)管襯套磨損嚴(yán)重20%
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二、柴油機(jī)異響與負(fù)荷的關(guān)系
柴油機(jī)的異響與負(fù)荷存在明顯關(guān)系，診斷時可采取逐缸斷火解除該汽缸負(fù)荷的方法進(jìn)行試驗，通常采用有單缸斷火法、雙缸斷火法，分別解除一缸或兩缸的負(fù)荷，以鑒別異響與斷火汽缸負(fù)荷的關(guān)系。當(dāng)某缸斷火時，異響減輕或消失。
1、異響發(fā)生的原因有：
（1）該缸活塞敲缸；
（2）連桿軸承松曠；
（3）氣門或氣門座燒蝕漏氣；
（4）活塞環(huán)漏氣；
（5）活塞銷斷裂。
2、當(dāng)某缸斷火時，異響反而加重，或原來無異響，此時反而出現(xiàn)異響。原因有：
（1）活塞銷襯套松曠；
（2）活塞裙部錐度過大；
（3）活塞削卡環(huán)折斷活塞銷竄出；
（4）連桿螺栓松動或連桿軸瓦表面耐磨合金燒蝕；
（5）飛輪固定螺栓松動過甚。
3、當(dāng)相鄰兩缸斷火時異響減輕或消失。發(fā)響的原因有：在兩缸之間的曲軸軸承配合間隙過大。
表2 柴油機(jī)異響與負(fù)荷的關(guān)系
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特征
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產(chǎn)生異響原因及所占比例
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單缸斷火，異響消失或減輕
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1.活塞敲缸30%
2.連桿軸承松曠10%
3.活塞環(huán)漏氣10%
4.活塞銷折斷5%
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單缸斷火，異響加重
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1.活塞銷銅套松曠5%
2.活塞銷竄出10%
3.連桿軸承螺栓松動或軸瓦合金燒蝕40%
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相鄰兩缸斷火，異響減輕或消失
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1.曲軸主軸承松曠20%
2.軸承潤滑不良，機(jī)油粘度低，摩擦過熱使軸承燒毀20%
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三、柴油機(jī)異響與溫度的關(guān)系
1、在柴油機(jī)溫度較低時存在異響，當(dāng)溫度升高后異響顯著減輕甚至消失。產(chǎn)生異響的原因有：
（1）活塞與缸壁配合間隙過大；
（2）活塞因機(jī)油壓力過低而潤滑不良。
2、在柴油機(jī)溫度升高后存在異響，當(dāng)溫度降低后異響顯著減輕或甚至消失。產(chǎn)生異響的原因有：
（1）燃燒室過熱引起的早燃；
（2）活塞裙部橢圓的長、短軸方向相反；
（3）活塞的橢圓度過小、活塞與缸壁之間的配合間隙過??；
（4）活塞變形；
（5）各活塞環(huán)與環(huán)槽之間的配合間隙過小。
表3 柴油機(jī)異響與溫度的關(guān)系
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特征
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產(chǎn)生異響原因及所占比例
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冷機(jī)時，響聲明顯，機(jī)溫升高后響聲減輕或消失
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1.活塞與汽缸壁磨損間隙增大40%
2.活塞選材不符熱膨脹系數(shù)大10%
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機(jī)溫上升后，響聲不減反而更明顯
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1.活塞銷與銷孔配合松曠30%
2.機(jī)油壓力過低40%
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低溫時不響，高溫時有異響
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1.過熱引起早燃40%
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四、柴油機(jī)異響與工作循環(huán)的關(guān)系
柴油機(jī)存在異響故障往往與柴油機(jī)的工作循環(huán)過程有明顯的關(guān)系，尤其是曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)存在異響與工作循環(huán)有明顯的關(guān)系。
1、對于四行程柴油機(jī)，由曲柄連桿機(jī)構(gòu)存在故障引起的異響均會因柴油機(jī)作功一次而發(fā)響兩次；由配氣機(jī)構(gòu)故障引起的異響均只回因柴油機(jī)作功一次而發(fā)響一次。由曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障引起異響的原因有：
（1）活塞與汽缸配合間隙過大使活塞敲擊氣缸壁；
（2）活塞銷與連桿襯套配合間隙過大而發(fā)出的敲擊聲；
（3）活塞碰擊氣缸蓋；
（4）連桿軸承配合間隙過大形成沖擊；
（5）活塞環(huán)或槽磨損嚴(yán)重形成漏氣；
（6）曲軸主軸承配合松曠形成撞擊；
（7）曲軸斷裂。
2、由配氣機(jī)構(gòu)故障引起的異響其原因有：
（1）氣門間隙過大使搖臂與氣門腳形成碰擊；
（2）挺桿與其導(dǎo)孔間隙過大形成敲擊；
（3）凸輪軸輪廓磨損；
（4）氣門桿與其導(dǎo)管間隙過大；
（5）氣門彈簧折斷；
（6）凸輪軸正時齒輪破裂；
（7）氣門座圈松脫；
（8）氣門在導(dǎo)管中卡滯不能關(guān)閉。
若異響與柴油機(jī)的工作循環(huán)無關(guān)，則應(yīng)根據(jù)其發(fā)響區(qū)域進(jìn)行診斷。一般情況下，與工作循環(huán)無關(guān)的異響是柴油機(jī)的附件存在故障而引起的；如果是與工作循環(huán)無關(guān)的機(jī)件發(fā)出連續(xù)的金屬摩擦聲，一般是某些部件的旋轉(zhuǎn)件有故障，如發(fā)電機(jī)、冷卻水泵、空壓機(jī)等，可根據(jù)異響存在的部位進(jìn)行判斷。
表4 柴油機(jī)異響與柴油機(jī)工作循環(huán)的關(guān)系
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特征
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產(chǎn)生異響原因及所占比例
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曲軸每轉(zhuǎn)一圈發(fā)響一次
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1.活塞敲擊缸壁20%
2.活塞銷敲擊聲10%
3.連桿軸承松曠30%
4.活塞環(huán)漏氣20%
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曲軸每轉(zhuǎn)兩圈發(fā)響一次
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1.氣門間隙過大40%
2.氣門導(dǎo)管襯套磨損嚴(yán)重10%
3.氣門彈簧折斷10%
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五、柴油機(jī)異響與機(jī)體部位的關(guān)系
聲音是由于物體發(fā)生振動而產(chǎn)生的。所以，當(dāng)柴油機(jī)產(chǎn)生異響時，必然會因為某些部件產(chǎn)生了一定程度的振動，根據(jù)振動的部位及特點，可以輔助診斷發(fā)生異響的原因。柴油機(jī)常見異響所引起的振動部件和區(qū)域可以按如附圖所示進(jìn)行劃分，可分為4個區(qū)域(A- A、B- B、C- C、D- D)和兩個部位(正時齒輪蓋、機(jī)油加注口)。
A- A區(qū)域：
可以聽到燃燒室、主軸承和氣門等部位的異響。根據(jù)異響的特點可以輔助診斷活塞頂碰擊缸蓋、氣缸凸肩磨損過甚、氣門座圈松曠脫落、曲軸折斷以及主軸承配合間隙過大的敲擊聲等故障。
B- B區(qū)域：
在汽缸蓋的氣門室一側(cè),可以聽察氣門搖臂組合件及氣門挺桿等部位， 如在氣門室對面，可輔助診斷活塞敲缸的汽缸和大致部位；在機(jī)油加注口處可以聽察并輔助判斷活塞銷異響、連桿軸承異響以及活塞環(huán)漏氣異響等故障。
C- C區(qū)域：
可以聽察凸輪軸襯套異響和正時齒輪的異響，可根據(jù)異響特點輔助診斷凸輪襯套配合松曠故障以及凸輪軸正時齒輪破裂或其固定螺母松動等故障。
D- D區(qū)域：
是在氣缸體與油底殼分開面的附近(凸輪軸的對面)，在此區(qū)域聽察可以輔助判明主軸承發(fā)響或曲軸斷裂等故障的大致部位。
正時鏈蓋區(qū)域：
是在柴油機(jī)的前端曲軸皮帶輪的后面，在此區(qū)域借助聽診器可以判斷曲軸正時鏈輪、凸輪軸正時鏈輪、機(jī)油泵及鏈條等原因引起的異響故障。
機(jī)油加注口：
是在氣門室蓋上面加注機(jī)油的位置，在此位置打開機(jī)油加注口蓋就可以明顯的聽到氣門的響聲，進(jìn)而判斷異響的部位。
柴油機(jī)出現(xiàn)某些異響故障時，常常會伴隨出現(xiàn)其他故障現(xiàn)象。因此，這些伴同現(xiàn)象就成為輔助診斷異響原因的重要依據(jù)，如連桿軸瓦配合間隙過大則柴油機(jī)運轉(zhuǎn)時機(jī)油壓力降低，活塞與汽缸壁間隙過大會出現(xiàn)難啟動、功率下降、煙色發(fā)藍(lán)及冷卻液溫度升高等。
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