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柴油机异常声响分析与诊断
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2018-8-24 16:29:36
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来源:农机使用与维修

    摘要:本文对柴油机常见的活塞悄异响、活塞敲缸响、曲轴轴承响、正时齿轮响故障进行了分析,介绍了诊断方法为柴油机故障诊断提供了帮助。

    当柴油机使用时间长了,因一些配合件的磨损,或使用调整不当,造成配合件之间的配合间隙过大,在柴油机运转时就会发出异响。异响是运动件由于振动和相互撞击而发生金属碰击声响的一种现象,表明柴油机运行状态不佳,或出现了故障,必须及时进行诊断,找出异响根源,采用有效措施加以解决,防止故障进一步恶化。
    1 活塞销异响
    现象:(1)怠速和中速时响声比较明显、清晰,发出有节奏的“嗒、嗒”声。(2)发动机转速变化时,响声的周期也随着变化;急加速时,响声更大。(3)发动机温度升高后,响声不减弱。(4)某缸“断火”时响声减弱或消失。当恢复该缸工作的瞬间(瞬间复火),会出现明显的响声或连续两个响声。
    主要原因:(1)活塞销与连杆小头衬套配合松旷。(2)活塞销与活塞销孔配合松旷。(3)机油压力低,润滑不良。
    诊断方法:在柴油机怠速下轻抖油门,使其转速在怠速和低速间频繁变化,听察异响出现的时机。由怠速缓慢升速至低速,选择异响最明显的转速并维持不变。用逐缸断油的方法,听察异响的变化。若某缸断油后声响明显地减弱或消失,则说明异响与该缸有关。
    处理意见:当柴油机在运行中发现严重的活塞销响,应尽早排除。

    2 活塞敲缸响
    现象:柴油机在怠速或低速下运转时,在汽缸上部发出清晰而明显的“当、当”的金属敲击声,随转速升高,响声减弱或消失。低温下声响明显,热车后声响减弱或消失。单缸断油时响声减弱或消失。随负荷增加,声响加剧。
    主要原因:活塞与缸套之间配合间隙太大;活塞在工作温度下的变形量和变形方向与设计要求不符;连杆的弯扭变形;活塞销与活塞座孔装配时过紧引起变形;连杆轴颈与轴承、活塞销与连杆小头、活塞销与活塞座孔装配不当,使其运动随意性降低。
    诊断方法:柴油机在低速或怠速时,能听察到清晰的敲缸声响。选择敲缸响明显的转速,逐缸断油,听察异响的变化。若某缸断油后,声响明显减弱或消失,则说明异响与该缸有关。由于活塞敲缸的声响与连杆轴承声响相似,且都有“上缸”现象,检测时常采用向缸内注人少量机油的方法,以区分异响的真正原因。具体方法是,拆下喷油器,注入15~25 ml机油,然后用起动机带动曲轴旋转几周。若为敲缸声响,则在注入机油后的短暂工作时间内,敲缸响会明显地减弱或消失,数分钟后声响又恢复注油前的情况。敲缸响对温度变化较为敏感,低温下声响清晰明显,正常工作温度后异响会减弱或消失。
    活塞敲缸响是由于活塞在运动的过程中,对汽缸的碰撞敲击产生的,特别在作功行程换向时,活塞对汽缸的冲击力达到最大值,活塞敲缸响更为明显。由于振动方向的原因,活塞敲缸响在汽缸体上部相对活塞上止点的部位,产生冲击振动。利用异响检测仪检测时,在选定特征工况的转速下,用探针触及汽缸体上部的指定部位,并寻找到异响产生的可能声源,并用断缸法检测异响波形的变化情况。被测缸断油时,若异响波形明显减弱或消失,则说明异响与该缸有关。此外,也可用注油方法进一步验证检测结果。
处理意见:更换缸套、活塞,或镗缸配加大活塞。

    3 曲轴轴承响
    故障现象:曲轴轴承响较连杆轴承响沉重而发闷,并随发动机转速的升高而变大,中速向高速过渡响声最明显,随负荷增大而加剧。
    主要原因:造成主轴承响的主要原因有,主轴承和轴颈磨损过甚,轴向定位装置磨损,造成轴向和径向间隙过大;主轴承盖的固定螺钉松动;轴承减磨合金烧毁或脱落;曲轴弯扭变形或缸体变形;曲轴组合件的动平衡偏差太大等。
    检查判断方法:(1)提高发动机转速,大轰油门时,响声随转速升高而变大,改变转速的同时在轴承部位听诊,其响声较大,出现沉重的“当、当、当”响声,发动机有抖动现象。(2)反复改变发动机转速,将相邻两缸同时断火,若响声明显减小,表明该道轴承松旷。(3)当轴承间隙过大时,检查润滑油压力会显著下降。(4)发动机刚启动时,因轴承与轴颈间的油膜戮度较大,所以响声较小,随着温度升高后,油膜赫度减小,响声则会增大。
    处理意见:发现主轴承响,应立即停机排除,以免导致其它零件烧坏或使曲轴断裂。
    4 正时齿轮响
    现象:在发动机怠速运转时,正时齿轮盖处能听到“嘎啦、嘎啦”的响声,中速时响声突出,高速时响声变得杂乱,并带有破碎声;严重时齿轮室盖处有震动。
    主要原因:(1)两齿轮啮合间隙过大,工作时齿面互相撞击发响。(2)相啮合两齿轮轴线不平行,啮合失常。新齿轮尚未磨合,配合较紧,都会发响。(3)在搪削主轴承或凸轮轴衬套时,没有精确地找正,使两齿轮的中心距不对,或两齿轮轴不平行,故两齿轮啮合失常,发出响声。
    诊断方法:变换油门大小,改变发动机转速,在发动机前端和两侧仔细倾听。如前端和凸轮轴一侧响声较强,则可能是正时齿轮响声。用听诊器具听诊时,把发动机稳定在响声较强的转速下,用听诊器具在正时齿轮室盖处和凸轮轴一侧听诊。如有较明显的“嘎啦、嘎啦”的响声,基本可以断定是正时齿轮响。
    处理意见:拆下正时齿轮室外壳,检查齿轮啮合间隙以及有无缺陷等,必要时予以修复或更换。

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