淺談三菱發動機曲柄連桿機構異響的檢修

阮顏妹

摘要：本文主要以一輛老款三菱吉普車在行駛過程中，由于未正確使用所需的辛烷值燃油，致發動機動力下降、功率不足，在高速行駛時出現爆燃，導致氣缸內溫度過高使活塞燒頂且拉缸，從而產生異響為案例。筆者通過對故障現象的分析和檢查，利用經驗診斷方法，找出故障原因，并加以排除，減少維修的盲目性。

關鍵詞：發動機；曲柄連桿機構；異響

1引言

曲柄連桿機構是將燃氣作用在活塞頂上的壓力轉變為曲軸的轉矩，使曲軸產生旋轉運動而對外輸出動力。它的工作條件很惡劣（即在高溫、高壓、高速和化學腐蝕的環境），任何潤滑不良或不符合規定的燃油燃燒都會對系統造成傷害，而且曲柄連桿機構在工作時做變速運動，受力情況相當復雜。在判斷故障時，要懂得曲柄連桿機構的工作原理，平時多積累工作經驗，用心去分析和排除疑難故障，才能提高維修工作效率。

2故障現象

一輛老款日本三菱吉普車來廠維修，行駛十萬多公里。據車主反映，大約一個星期前跑長途回來就發現發動機出現“鐺鐺”異響聲，現在異響越來越厲害，并開始冒藍煙，已經不能再行駛了。經詢問車主，該車在長途行車中曾加油，然后出現動力下降、功率不足，而且時有金屬敲擊聲。起動發動機，聽到發動機出現“鐺鐺”敲擊聲，將發動機由怠速加速到高速，響聲并無消失，怠速時響聲尤為清晰。發動機冷車后檢查冷卻水正常，檢查機油，發現機油量不足。起動發動機，“鐺鐺”敲擊聲比熱車時明顯，在缸體上部響聲較明顯，消聲器口有藍煙冒出。

3分析故障原因

造成發動機異響的原因有以下幾種：

（1）爆震或早燃；

（2）機件磨損；

（3）機件裝配、調整不當，配合間隙過大或過小；

（4）緊固件松脫；

（5）機件損壞、斷裂、變形、碰擦；

（6）機件工作溫度過高或由此熔化咬卡；

（7）潤滑不良；

（8）運轉件動平衡破壞；

（9）使用材料、油料與配件的材質、型號、規格和品質不符合要求。

此車異響是長途行駛后出現的情況和冷、熱車時都不會消失的異響現象。根據多年的維修經驗，造成該故障的主要原因可能是：①發動機外部各附件的連接螺絲發生松動而產生異響；②配氣機構各部件因松曠、磨損、燒蝕而產生異響；③曲柄連桿機構磨損、變形、燒蝕而產生異響。

4故障診斷與排除

4.1外部因素

檢查發動機外部各連接部件，發動機引擎腳膠是否損壞，引擎腳座螺絲是否松動，發電機腳及支架螺絲是否緊固，空調壓縮機腳及支架螺絲是否緊固，起動機腳螺絲是否緊固，其他部件的連接是否緊固，結果一切正常。

4.2配氣機構

首先檢查氣門間隙，偏心軸，氣門挺桿，氣門彈簧。打開氣門上蓋，檢查偏心軸及其軸向間隙是否過大，凸輪的工作表面是否嚴重磨損，偏心軸的鍵槽是否磨損或扭曲，結果一切正常。用起子壓下氣門彈簧看其回位是否正常，有無折斷，查看氣門挺桿是否變形，用塞尺檢查氣門間隙是否過大，結果都符合要求。最后檢查時規鏈是否松曠而敲擊正時齒輪蓋。起動發動機，用聽診器具實聽正時齒輪蓋處，沒有聽到異響，用手摸正時齒輪蓋也未感到有振動。因此，暫不考慮配氣機構出現異響。

曲柄連桿機構出現異響的部位有曲軸軸向躥動、曲軸軸承響、連桿軸承響、活塞銷響、活塞頂碰氣門頭、飛輪與曲軸的連接松動和活塞環異響等。

為了準確判斷哪個部位出現異響，在機油道上裝上機油壓力表，起動發動機，查看機油壓力表，在怠速和高速時，機動壓力在正常范圍內，機油壓力無明顯下降現象。在響聲最明顯時，保持轉速平穩，用單缸斷火，發現異響明顯減少，但加速過程中斷火，異響減少并不明顯，異響主要在缸體的中下部，為連續響聲。

（1）檢查曲軸是否軸向躥動。軸向躥動的響聲和振動沒有節奏，斷火測試不上缸，測得機油壓力無改變，溫度變化也無影響，但在踩、放離合器踏板時，發動機有沉重且游動的“咯噔、咯噔”的金屬撞擊聲；在快速踩下加速踏板時出現響聲，保持加速踏板在中、低速范圍的某一轉速，響聲減弱或消失，可判定為曲軸軸向躥動。也可在發動機停轉的情況下用撬棒軸向撬動曲軸，從曲軸與正時齒輪蓋處觀察曲軸的軸向移動量。結合以上的檢測結果，排除了因曲軸軸向躥動造成異響的可能。

（2）檢查飛輪和曲軸的連接是否松動。造成該響聲為連接螺絲松動或斷裂。在飛輪外殼能聽到明顯響聲，這種響聲斷火測試不上缸，機油壓力不改變，但進行加速測試時反映很明顯，急加速時發響，急減速時也發響，但轉速平穩時響聲減弱或消失。此現象和故障發動機的情況不相符，也可排除。

（3）檢查氣門頂是否碰氣門頭。這種現象斷火測試不上缸，機油壓力不改變，溫度變化也無影響；聲音間斷爆發，響聲在氣門罩蓋下部氣缸體上部。響聲出現時，發動機會發生抖動或有漏氣現象。這明顯與故障發動機的現象不同，也可排除。

（4）檢查連桿軸承。①用急加速方法。在怠速向中速進行急加速的瞬間聽到清晰、節奏感強的金屬敲擊聲。連桿軸承響為間響，最大振動部位在缸體中下部（主油道附近），用聽診器具在該處能聽到明顯敲擊聲；發動機在最初起動的瞬間，或在發動機熄火數分鐘后再起動的瞬間，突然加速，由于機油已流回油底殼，形成瞬間潤滑不良，異響聲較大。運行數分鐘后，潤滑油進入油道，軸承與軸頸之間能形成較好的油膜，響聲稍小。②單缸斷火測試。從怠速到中速，急加速時響聲瞬間突出增大。如某缸斷火后響聲明顯減弱或消失，在恢復瞬間響聲變大，即可診斷為連桿軸承響。與故障發動機出現的現象不相同，故可判斷并不是曲柄連桿軸承異響。

（5）檢查活塞環。造成異響主要有活塞或氣缸磨損、活塞環槽破裂、活塞環張力不足，更換活塞環時沒有按標準留足開口間隙，以致失去熱脹余地。在機溫較高時發生此類聲響，鍍鉬氣缸壁裝用鍍鉬活塞環或鋼帶環（含有鉬合金的活塞環）引起硬性刮傷，這種缸壁拉傷故障，多在冷車初發動時產生。這種異響出現時，可以在氣缸上部聽到尖銳的響聲，怠速運轉時，加機油口脈動冒煙，并有沖力，汽車行駛時動力明顯不足，排氣管冒藍煙，斷火測試時不上缸。這與故障發動機現象明顯不相符，由此判斷并不是由活塞環異響造成。

（6）檢查活塞銷。活塞銷響一般為間響，在加機油口處聽診，響聲明顯，斷火測試，響聲不但不減弱反而變清晰，發動機在怠速時響聲更清晰，突然加大油門，響聲隨發動機轉速增高而增大，且機溫升高后響聲反而有所增大，與本故障發動機異響最不相符的一點，故活塞銷響也可排除。

從以上的診斷結果來看，可推測是活塞敲缸響。造成活塞敲缸響主要是活塞與缸壁間隙過大、活塞反橢圓、活塞與襯套或連桿軸承與軸頸配合過緊、連桿彎曲或扭轉、連桿襯套或活塞銷座孔鉸偏。

診斷方法：（1）發動機溫度檢測。冷車時敲擊聲響亮有節奏，熱車時響聲減弱或消失，即為活塞敲缸響，且故障程度較低。若機溫升高后其響聲仍較明顯，尤其在大負荷低轉速時更清晰，且加機油口處有冒煙和排氣管有藍煙，說明活塞敲缸嚴重。（2）斷火測試。發動機在響聲最明顯的轉速下運轉，逐缸進行斷火測試。當某缸斷火后響聲減弱或消失，恢復后又能敏感地聽到“嗒嗒”聲，即為該缸活塞敲缸響。加機油診斷，可將發動機熄火，卸下發響氣缸的火花塞，往氣缸內注入少許（約20～25ml）濃機油，搖轉發動機數圈，使機油布滿在缸壁和活塞之間，并立即裝回火花塞，起動發動機查聽，若響聲在起動后的瞬間減弱或消失然后又重新出現即可確診為活塞敲缸響。通過上述方法的診斷，與本發動機出現異響的情況一樣，故可確診本發動機的異響為活塞敲缸響。

經車主同意，將發動機拆檢。（1）仔細清洗和檢測氣缸壁有拉痕，活塞頂部顏色發黃且有很嚴重的燒蝕痕跡，顯然是由于燃油質量差，辛烷值過低，在高速行駛時出現爆燃，導致氣缸內溫度過高，潤滑條件差，活塞與氣缸的間隙過小，使活塞燒頂而拉缸。（2）檢查氣缸蓋及氣缸體的平面度，三菱吉普氣缸蓋的平面度不得超過0.05mm，測量結果沒有翹曲變形。（3）測量氣缸磨損量。①測量氣缸圓度誤差。測量部位選在活塞環工作區域內，按上、中、下三個截面測量尺寸，上截面取活塞上止點第一道活塞環對應的氣缸處，中間取氣缸的中部，下截面取活塞下止點最下一道環對應的氣缸位置，測得的最大圓度誤差即為該缸的圓度誤差。②用量缸表在活塞行程內取上截面和下截面，即氣缸上、下磨損最大和最小處。測出氣缸上部長軸最大值與不同截面最小磨損處直徑之差的1/2，即為氣缸的圓柱度誤差。當超過標準缸徑0.175mm時，即為嚴重磨損。測量結果，氣缸壁與活塞間隙達0.30mm，而且有偏缸。于是對連桿進行檢測，發現4個連桿中有2個彎曲變形。經過重新校正和鏜缸磨軸修復，現已運轉正常，故障已排除。

5結語

通過上述診斷過程，故障已排除。從中得出這一故障主要是由于使用低辛烷值的燃油，在高速行駛時導致氣缸內溫度過高，潤滑條件變差，活塞與氣缸的間隙過小，使活塞燒頂且拉缸而造成的。故在檢修故障時，除了要掌握先進診斷技術外，還要結合傳統的經驗診斷法，要深入分析故障產生的原因，加以排除。