柴油機運轉(zhuǎn)時響聲異常故障的診斷

郭子強

摘?要：異常響聲是柴油機工作中常見故障，不可小視，有些小的異響是大事故的前兆，通過對柴油機幾種異常響聲故障原因及診斷方法的探討，為柴油機使用與維修人員提供參考。

關(guān)鍵詞：柴油機;響聲;故障診斷

中圖分類號：TK428?文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.044

0?引言

柴油機產(chǎn)生異常響聲，主要是因為某些部件連接松動、間隙過大，因而產(chǎn)生不正常的氣流聲和金屬部件的摩擦或碰擊聲。表現(xiàn)為柴油機運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)金屬敲擊、碰擊、撞擊聲，漏氣噪聲或連續(xù)摩擦聲，均是異常響聲。

1?產(chǎn)生原因

（1）產(chǎn)生金屬敲擊、碰擊、撞擊聲的主要原因：活塞與汽缸套間隙過大;供油時間不正時;活塞銷與銷孔間隙過大;曲軸主軸承或連桿軸承間隙過大;氣門推桿彎曲，挺柱磨損，氣門彈簧折斷;活塞與汽缸蓋間隙過小等。

（2）漏氣噪聲主要原因：換用新氣門或氣門座圈時，使個別汽缸的氣門高出量過多，或者是維修不當(dāng)使氣門下陷量過大，導(dǎo)致氣門密封不嚴(yán)、排氣管或汽缸蓋墊片損壞等。

（3）連續(xù)摩擦聲主要原因：風(fēng)扇皮帶卡滯或斷裂，水泵或電機軸承損壞等。

2?故障診斷

2.1?金屬敲擊、碰擊、撞擊聲

柴油機運轉(zhuǎn)時響聲異常，發(fā)出金屬敲擊、碰擊、撞擊聲，分析診斷如下。

（1）活塞敲缸聲。柴油機啟動后汽缸發(fā)出撞擊聲，發(fā)動機在低溫工作時，異響明顯，此聲音隨柴油機溫度升高而減輕，同時伴有排氣管有藍煙排出或者在機油加注口出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，可判斷為活塞與汽缸配合間隙過大，導(dǎo)致的活塞敲擊汽缸而發(fā)出響聲。

活塞敲缸的主要原因是缸、塞間隙過大，在作功行程開始的瞬間，活塞在汽缸內(nèi)擺動，其頭部或裙部撞擊缸壁而發(fā)出響聲。另外，如果缸壁的潤滑條件不良，即使缸塞間隙適宜，也可能出現(xiàn)敲缸聲。縱向敲缸聲是由于活塞在汽缸內(nèi)縱向擺動，撞擊缸壁而發(fā)出的。主要原因有：一是連桿頸與主軸頸的軸線不平行;二是連桿彎曲。

遇到這種異常的現(xiàn)象，盡量及時對柴油機進行檢查維護，找到活塞與汽缸配合間隙過大的原因，排除因為連桿軸頸與主軸頸不平行、連桿彎曲、連桿襯套軸向偏斜等造成活塞偏缸的因素。當(dāng)活塞與汽缸間隙過大，輕微影響就是發(fā)動機竄燒機油，機油消耗偏高;嚴(yán)重時會出現(xiàn)拉碎活塞，打壞汽缸，以致于連桿斷裂，打壞汽缸體。

（2）著火敲擊聲。此響聲的發(fā)聲部位在發(fā)動機上部。單缸機響聲為“當(dāng)、當(dāng)”聲，有規(guī)律而清脆，每工作循環(huán)出現(xiàn)一次，停止供油時響聲消失。四缸機在中、低速間無負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，發(fā)出“當(dāng)、當(dāng)”的聲音，有時較連貫。六缸以上的柴油機在中速以下無負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，有“嘎啦、嘎啦”的響聲，且較尖銳、清脆、連貫。一般說來，著火敲擊聲都隨著發(fā)動機負(fù)荷的增大而增大，隨著轉(zhuǎn)速的升高而減弱。

著火敲擊聲可分為不均勻的響聲和均勻而粗暴的響聲兩種情況。發(fā)出不均勻的響聲，主要原因是噴油泵供油提前角過大，供油時間過早，柴油機工作粗暴，產(chǎn)生敲缸聲，供油角越偏大，缸內(nèi)敲擊聲越清晰。如突然加大油門敲擊聲增大，迅速減小油門響聲消失，轉(zhuǎn)速降低后響聲又重復(fù)出現(xiàn)。柴油機高速運轉(zhuǎn)尚好，降至低速后工作惡化，排氣管間斷冒黑煙。根據(jù)這樣的癥狀，則可初步斷定供油時間過早。著火敲擊聲為均勻而粗暴的響聲，主要原因是噴油泵供油提前角過小，供油時間過晚，發(fā)動機負(fù)荷過大、發(fā)動機溫度過高、所用柴油品質(zhì)不符合技術(shù)要求等。

不論什么原因造成的供油時間不準(zhǔn)，都要進行調(diào)整。但是，有時噴油泵安裝到發(fā)動機上后，會發(fā)生無法找準(zhǔn)供油提前角問題。其原因有二種，一是噴油泵送修后，傳動花鍵套被錯裝引起，有的拖拉機花鍵套定位鍵槽為0°，而有的拖拉機花鍵套定位鍵槽為10°，它們是不能互換的，否則便出現(xiàn)供油提前無法找準(zhǔn)的故障，只有更換其匹配的花鍵套，故障才能排除;另一種情況是定時齒輪記號錯裝，特別是噴油泵傳動齒輪記號往前或遲后，也將引起供油提前角無法找準(zhǔn)故障。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時，只有拆開定時齒輪室蓋，把錯裝的齒輪記號糾正過來，故障才可排除。

（3）活塞銷敲擊聲。汽缸內(nèi)發(fā)出輕而尖的聲音，怠速時明顯，發(fā)動機溫度升高后，響聲減弱或消失。此故障是由活塞銷與銷孔間隙過大導(dǎo)致的，檢查時，利用“斷火”的方法，確定是哪一缸有響聲。當(dāng)柴油機在運行中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的活塞銷響，應(yīng)盡早排除，更換零件，保證配合間隙。

（4）連桿軸承響。轉(zhuǎn)速突然降低時，曲軸箱有機件撞擊聲，發(fā)動機溫度升高后，響聲無明顯變化。此響聲為連桿軸承響，原因是連桿軸承與軸頸配合間隙過大。柴油機發(fā)生此響聲時，應(yīng)立即停機排除，否則可能導(dǎo)致柴油機連桿脫出，打破汽缸體等事故性損壞。

（5）主軸承響。曲軸箱內(nèi)有周期性的沉重悶敲擊聲，此響聲是由于主軸承與主軸頸間隙過大導(dǎo)致的。檢查時，可反復(fù)改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速或突然加速，并從加油口處察聽，憑經(jīng)驗判斷是否是曲軸主軸承響。要判斷是哪一道軸承響，可將可疑軸承前后相鄰的兩缸“斷火”，若響聲明顯減小，則說明該道軸承響。

（6）曲軸撞擊聲。怠速時可聽到曲軸前后游動的撞擊聲，故障原因是曲軸止推板磨損、軸向間隙過大導(dǎo)致的，應(yīng)更換止推板。

（7）配氣機構(gòu)異響。在缸蓋罩處聽到雜亂或輕微有節(jié)奏的敲擊聲，故障原因是挺柱磨損，氣門彈簧折斷，氣門推桿彎曲。應(yīng)更換磨損零件，調(diào)整氣門間隙。

（8）活塞碰汽缸蓋底部，發(fā)出沉重有力的撞擊聲。故障原因是活塞至汽缸蓋底部的間隙過小，要更換汽缸蓋襯墊。

（9）氣門敲擊聲。由于氣門間隙調(diào)整不當(dāng)或是推桿彎曲、搖臂撞頭、搖臂襯套磨損、挺柱與凸輪偏磨，致使氣門間隙過大。柴油機在工作中，搖臂頭撞擊氣門，會發(fā)出連續(xù)不斷而有節(jié)奏的“嘀嗒、嘀嗒”敲擊聲。將長柄螺釘旋具（螺絲刀）放在氣門室蓋處聽得比較真切。冷車低速運轉(zhuǎn)時，響聲較明顯，類似金屬拍打聲。轉(zhuǎn)速提高，響聲也隨著升高。柴油機溫度升高后，響聲減弱。如存在數(shù)只氣門間隙過大，響聲較雜亂，或是凸輪、挺柱及推桿相互之間的撞擊聲，也體現(xiàn)為氣門響聲的特征。

（10）活塞撞擊氣門。主要原因：①大修發(fā)動機后，活塞連桿組裝配不正確，更換曲軸軸承、連桿軸承、活塞銷襯套時，使軸承孔或襯套的中心孔偏向一側(cè)，或換用的活塞不合規(guī)格，頭部過高等致使活塞上移。②更換的氣門座圈過厚，使氣門頭部過高。③氣門間隙過小、減壓機構(gòu)調(diào)整不當(dāng)，或正時齒輪裝配時錯齒。

可將聽診器具觸到缸體與缸蓋結(jié)合處，并反復(fù)變更發(fā)動機轉(zhuǎn)速聽診。為了診斷的更準(zhǔn)確，可對某缸斷油試驗，若響聲增強或出現(xiàn)，可初步斷定為該缸活塞與氣門相撞。當(dāng)確定活塞碰氣門響時，應(yīng)立即熄火發(fā)動機，以防氣門鎖片松脫而將氣門掉入氣缸內(nèi)，造成頂壞機體、活塞或缸蓋事故，嚴(yán)重時甚至引起發(fā)動機報廢。排除此故障時要適當(dāng)加大氣門間隙，修正連桿軸瓦間隙，更換連桿襯套。

（11）正時齒輪響。轉(zhuǎn)速突然降低時，正時齒輪發(fā)出撞擊聲。故障原因是正時齒輪嚙合間隙過大，或是曲軸、凸輪軸、平衡軸承磨損嚴(yán)重，曲軸與凸輪軸不平行，使齒輪嚙合失常。應(yīng)更換正時齒輪，最好成對更換，并用紅漆檢視其接觸面，齒隙應(yīng)均勻。

2.2?漏氣聲

（1）氣門漏氣聲。主要原因是氣門間隙不正確。氣門間隙是指柴油機氣門完全關(guān)閉時，氣門桿尾端面與搖臂端頭之間的間隙。氣門間隙過小，會使氣門關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣，過大會引起氣門遲開早關(guān)，使進氣不足，排氣不凈，因此，使用中必須經(jīng)常檢查和調(diào)整以保證間隙值的正確。氣門工作面磨損、燒蝕改變氣門間隙。氣門間隙過大時，可聽到“噠、噠”的響聲，并出現(xiàn)啟動困難和功率下降。如果由于調(diào)整不當(dāng)使氣門間隙過小，則氣門關(guān)閉不嚴(yán)，汽缸壓縮力減小，嚴(yán)重時氣門碰活塞，同樣出現(xiàn)啟動困難和功率下降，這時應(yīng)重新調(diào)整氣門間隙。

調(diào)整氣門間隙要在冷車時進行，可按照說明書中規(guī)定的數(shù)值進行調(diào)整。如果調(diào)整無法做到很精確的話，氣門間隙要寧大勿小。

（2）排氣管處漏氣聲。排氣管墊片損壞或連接松動，一般柴油機正常運轉(zhuǎn)過程中，無聲響，突然加速或大負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)金屬敲擊聲，要進行檢查緊固。

（3）汽缸蓋處漏氣聲。主要是由于缸蓋墊被燒穿，當(dāng)燒穿或損壞的縫隙較小，并與大氣相通，高壓氣體流出時，就會發(fā)出不正常的聲響。可用起子沿缸墊周圍劃試，若漏氣聲有變化，則可斷定此缸墊已燒穿或損壞，應(yīng)及時更換相同規(guī)格的缸墊。

2.3?連續(xù)摩擦聲

（1）風(fēng)扇皮帶摩擦聲。風(fēng)扇皮帶打滑，調(diào)整風(fēng)扇皮帶的松緊度或更換風(fēng)扇皮帶。皮帶運行不正，應(yīng)檢查校正曲軸皮帶輪，或進行必要的修理。

（2）水泵軸承摩擦聲。水泵轉(zhuǎn)子松動，應(yīng)更換新的水泵。水泵軸承過度磨損，應(yīng)拆下皮帶輪檢查，如果是水泵軸承已損壞，應(yīng)更換水泵。

參考文獻：

[1] 吳國莉.柴油機異常聲響分析與診斷[J].農(nóng)機使用與維修，2017（12）：77.

[2] 顏炳輝. 柴油機噴油泵供油時間的調(diào)整[J].農(nóng)機使用與維修，2017（7）：39.