发动机异响的故障诊断与排除.ppt

项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除 现代汽车发动机普遍采用电控技术。它以微型计算机为核心，对发动机燃油喷射系统、点火系统、排放控制系统进行控制。在各种工况下，为发动机提供适当空燃比的可燃混合气、最佳的点火时刻，大幅度的减少了汽车的废气排放，改善了汽车的起动性能，提高了汽车的动力性和经济性。发动机电控系统配备多种传感器，除对燃油空燃比实现控制外，还对发动机点火时刻、怠速转速、废气再循环、散热风扇、燃油泵等系统实现集中控制。当发动机发生故障时，电控系统还提供故障自诊断功能，贮存故障代码，点亮故障指示灯，并提供后备系统，采取相应的保护措施维持发动机工作。知识目标：1、了解发动机机械部分常见的故障现象，能够正确分析故障产生的原因；2、掌握发动机电控系统常见故障现象，能够正确分析产生故障的原因；3、掌握发动机主要部件的损伤形式及对系统的影响。能力目标：1、能够分辨出发动机机械系统常见故障现象；2、能够辨认出发动机电控系统的常见故障现象；3、能独立分析常见故障的原因及可能的故障部位；4、能够对发动机主要元件进行检测。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除 技术状况良好的发动机，在以不同的转速运时，虽然发出声响的频率、波长、声级和衰减系数不同，但都有一定的规律和范围。如果发动机在运转过程中，伴随有其他声响如发出间歇或连续的金属敲击声、连续的金属干摩擦声等，即为发动机异响。发动机出现异响故障后，若不及时排除，将会造成机件的加速磨损，甚至发生事故性 的损坏。因此必须及时判断，采取必要的维修措施排除故障。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 1、发动机异响的原因及特性是什么？2、发动机异响故障的诊断程序是什么？3、如何利用专用的检测工具判断故障？4、曲柄连杆机构异响如何诊断？5、了解配气机构的异响的种类？6、熟悉配气机构常见异响的现象及原因？7、了解配气机构的早期损坏的原因是什么？8、掌握配气机构的维修注意事项有那些？项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 一、发动机异响的原因及特性 发动机异响的原因 发动机各系统和机构中的某些故障，均可导致异响的出现。如发动机过热、气门间隙过大、曲轴或连杆轴承松旷、点火时间过早、机油严重不足、气缸垫烧穿等，均可引起不同声响。引起发动机异响的原因归纳如下：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 1、爆震或早燃。2、机件磨损。3、机件装配、调整不当，配合间隙过大或过小。4、紧固件松脱。5、机件损坏、断裂、变形、碰擦。6、机件工作温度过高或由此而熔化卡滞。7、润滑不良。8、回转件平衡遭破坏。9、使用材料、油料和配件的材质、型号、规格、品质不符要求。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 发动机两大机构异响的振动区域 发动机两大机构的异响通常与发动机的转速、负荷、温度、工作循环等因素有关。发动机异响的具体振动区域如图2-1所示。振动区域大致可分为四部分：1、气缸体与油底壳之间：曲轴轴承响，曲轴裂纹，连杆轴承响等；2、气缸体与气缸盖之间：气门座圈响，气缸上部凸肩；3、气缸盖与气缸盖罩盖：凸轮轴轴承响，液压挺杆响，气门脚响等；4、发动机前端的附件部分：发电机等附件及传动带的异响。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 图2-1 发动机异响的具体振动区域项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 发动机异响的特性 发动机异响常与发动机的转速、温度、负荷、缸位、工作状态等 有关。1、异响与发动机转速的关系大多数异响的出现，取决于发动机的转速状态。见表2-1异响与发动机转速的关系异 响 原 因 异响在发动机急加速时出现，维持高速运转声响仍存在 连杆轴承松旷，轴瓦烧熔，尺寸不符而松动 曲轴轴承松旷，轴瓦烧熔 活塞销折断 维持某转速时，声响紊乱，急加速时，相继发出短暂响声 凸轮轴正时齿轮破裂，其固定螺母松动 活塞销衬套松旷 凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松旷异响仅在怠速或低速时存在 活塞与气缸壁间隙过大 活塞销装配过紧或连杆轴承装配过紧 挺柱与其导孔间隙过大 凸轮磨损 起动爪松动影响皮带轮响表2-1 与发动机转速有关的异响项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 2、异响与负荷的关系 发动机不少异响与负荷有明显的关系。诊断时可采取逐缸解除负荷的方法进行试验。通常采用单缸或双缸断火法解除一或两缸位的负荷，以鉴别异响与负荷的关系，见表2-2 3、异响与温度的干系 发动机的某些异响，与发动机的温度有关系，见表2-3项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 表2-2 与发动机负荷有关的异响异响与缸位的关系异 响 原 因某缸断火，异响消失或减轻 活塞敲缸 连杆轴承松旷 活塞环漏气 活塞销折断某缸断火，声响加重或原来无响，反而出现声响 活塞销铜套松旷 活塞裙部锥度过大 活塞销窜出 连杆轴承盖固定螺栓松动过甚或轴瓦合金烧熔脱落 飞轮固定螺栓松动过甚相邻两缸断火异响减轻或消失曲轴轴承松旷项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 表2-3 与发动机温度有关的异响异响与温度的关系异 响 原 因低温发响，温度升高声响减轻甚至消失 活塞与缸壁间隙过大 活塞因主轴承机油槽深度、宽度失准或机油压力低而润滑不良温度升高后有声响，温度降低后声响减轻或消失 过热引起的早燃 活塞反椭圆形 活塞椭圆度过小 活塞与缸壁间隙过小 活塞变形 活塞环各间隙过小项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 二、发动机异响故障的诊断程序 异响的确定 所谓异响的确定，是指从声响中找出异响。在众多混杂的发动机运转声响中，应确定哪些是正常的声响，哪些是异响。异响中哪些是尚允许存在的，哪些则是不允许继续存在，必须予以排除的，这是异响诊断过程中首先应明确的。异响的确定原则是：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 1、若声响在低速运转时显得轻微、单纯，在高速运转时虽显得轰鸣但却平稳均匀在加速和减速时声响显得过渡圆滑，则为正常声响。2、若声响小伴随着沉闷的“镗、镗”声，清脆的“当、当”声，短促的“嗒、嗒”声，细微的“唰、唰”声，尖锐的“喋、喋”声和强烈的“嘎、嘎”声等声响，即表明发动机存在不正常的异响。至于异响是否允许存在，可依据以下情况决断：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 声响仅在怠速运转时存在，转速提高后即自行消失，在整个使用过程中声响又无明显变化的，则属于危害不大的异响，允许暂时存在，待适当时机再进行修理。声响在突然加速或突然减速时出现，而且在中、高速运转期并不消失，同时又引起机体振抖，则属于不允许继续存在的异响，应立即查明原因，予以排除。如果声响是在运转中突然出现的，且又较猛烈，则不应继续运转或试听诊断，而应立即停机拆检。一般拆检顺序是先拆油底壳，次拆缸盖，再拆气门室盖(罩)。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 异响的确诊 所谓异响的确诊是指对异响进行特性分析，进而认定异响的部位、原因和程度。就异响出现的时期和连续存在的时间而言，异响般都分别存在于怠速或低速运转期间、高速运转期间、整个运行期间等几种时期。1、怠速或低速运转期间 当遇到此种条件下出现的异响，可依以下顺序诊断：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 用单缸断火法检查异响与缸位是否有关联。若某缸断火后异响有明显的变化，说明故障即在该缸；若某缸断火后异响并无明显的变化，说明异响与该缸并无关系。继而逐个缸检查异响与工作循环是否有关联，判定出故障所在部位。逐渐提高发动机转速，听察异响有无变化，根据异响随转速的变化，判断运动机件耗损的程度。在诊断过程中，还应注意观察发动机温度的变化对异响的影响。通过上述过程的诊断，基本可查明异响与发动机的负荷、工作循环、转速、温度之间的关系。如若异响与某种异响特性相符合，则可作山确诊结论。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 2、高速运转期间 如果遇到此种条件下出现的异响，可依以下顺序诊断：从低速逐渐提高发动机转速，直至尚速运转。在此过程中，注意异响出现的时机。当异响出现后，稳定于该转速运转，仔细听察异响，利用单缸断火法查明缸位。若难以查明缸位，则应用螺丝刀(或金属棒)听察法找到异响分布的区域。若在从低速逐渐提高转速的过程中，并不出现异响，而在急加速或急减速时出现异响，则可用单缸断火法，配以速度的急剧变化，判明异响所在缸位。在诊断过程中，同时还应注意机油压力、机油加注口、排气管等处的伴同现象变化，综合分析，从而得出确诊结论。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 3、运行期间 运行中的发动机异响，一般都能在停车后使发动机处于同速度运转中得到重现，从而推断出异响故障的确诊结论。但有时也有例外，运行中的异响，停车后使发动机同速度运转，却不再出现这种异响。遇到这种情况则应调节节气门开度或急剧改变转速，一般都能使异响再现。然后再确诊缸位和原因，得出确诊的结论；有时运行中出现的异响，不一定是发动机产生的，也可能是其他机构产生的异响，为此应踩下离合器踏板或脱开变速器档位，再做急加速试验。若异响消失，表明异响不在发动机而在底盘或车身部位。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 四、曲柄连杆机构异响的诊断 曲柄连杆机构主要由活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。曲柄连杆机构主要有曲轴轴承响、连杆轴承响、活塞敲缸响、活塞销响和活塞环响等常见故障。曲轴轴承响 1、响声部位及特征：响声部位：在气缸体下部靠近曲轴箱分界面处。响声特征：曲轴轴承响声沉重发闷，发动机一般稳定运转不响，突然改变转速时，发出沉重连续的“镗、镗”的金属敲击声，严重时发动机发生振动；发动机转速越高，响声越大；发动机有负荷时，响声明显。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 2、故障原因：主轴承盖螺栓松动；轴承径向间隙大；曲轴润滑不良；曲轴弯曲。3、故障诊断与排除：如图2-2所示：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 初步确认故障：观察机油压力，发动机高速时机油压力下降更明显。在机油加注口察听，转速突然变化时，发出低沉的“镗、镗”的响声，则为曲轴轴承响。利用断火法确认故障：单缸断火，响声无变化，而相邻两缸断火时，响声会有明显减弱。发动机在不同转速下的具体诊断：发动机在中速反复加速或减速，加速时明显增大，为主轴承松旷响：发动机高速时机体有较大的振动，汽车载重爬坡时，驾驶室里有振动感，此时机油压力明显下降，则为轴承间隙过大或合金脱落，应及时修复：发动机工作温度正常，当转速由低速升高时，有“镗、镗”的有节奏而沉重的响声，发动机温度越高，响声越明显，到高速时响声变为杂乱，则有可能是曲轴弯曲。图2-2 曲轴轴承响故障诊断与排除步骤 项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 连杆轴承响 1、响声部位及特征：响声部位：机油加注口处响声明显。响声特征：比曲轴轴承响声强，有节奏短促的“当、当”响；怠速突然加速到中速时，有明显连续的“当、当”响；当负荷和转速增加时，响声也随之增加，急加速时尤为明显。2、故障原因：连杆轴承盖螺栓松动；轴承径向间隙过大；轴承烧毁或合金脱落；润滑不良。3、故障诊断与排除：如图2-3所示：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 检查机油压力是否下降，然后变换转速由低速突然加速到中高速时，发出有节奏的“当、当”响声，单缸断火响声减弱或消失，复火时若响声恢复，则此现象为连杆轴承间隙过大故障所致。低温开始起动发动机时，由低速突然加速到中高速时，发出有节奏的“当、当”响声，发动机温度升高，其响声增大：转速增高，其响声减弱而杂乱，单缸断火实验，响声消失，次种现象是轴承合金过热融化所致，应立即修复。图2-3 连杆轴承响故障诊断与排除步骤项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 活塞敲缸响 1、响声部位及特征：响声部位：气缸上部。响声特征：发动机在低温时，发出清脆的“吭、吭”响声，温度升至正常时，响声减弱或消失；怠速时，响声尤为明显。2、故障原因：活塞与气缸壁磨损严重，配合间隙过大；活塞与连杆衬套装配过紧；气缸圆柱度过大，活塞环弹性失效；活塞顶碰缸盖衬垫或连杆变形。3、故障诊断与排除：如图2-4所示：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 初步确认故障：发动机低温起动时，发出有节奏的“吭、吭”响声。发动机在怠速时，查看机油加注口是否冒蓝烟。利用断火法确认故障：单缸断火实验，响声减弱或消失，即可认为该缸存在活塞敲缸响。也可向有疑问的气缸内加注23mL新机油，随即发动，若响声减弱或消失，则可断定该缸活塞敲缸响，应予以修复。图2-4 活塞敲缸响故障诊断步骤项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 六、配气机构的异响的诊断 配气机构是发动机的组成部分，其作用是按照发动机的工作顺序适时地向气缸供给空气，并及时地将燃烧后的废气排出，使发动机正常运转，并产生足够的动力。它由传动组和气门组等组成,如果配气机构的机构件磨损、变形、调整不当或损坏，常会引起气门响、气门挺杆响、正时齿轮响、气门碰活塞响等，还会影响发动机的动力。气门响 1、故障现象:气门响是指发动机工作时，气门脚与摇臂碰撞发出的响声，即发动机怠速时，能听见气缸盖处发出有节奏的“嘀嗒、嘀嗒”响声。2、故障原因:为了防止配气机构的推杆和气门受热膨胀后，造成气门关闭不严，气门脚与摇臂间应留有适当的间隙，其大小应符合技术文件规定（由发动机生产厂在使用维护说明书中提供）。如果气门间隙过大，发动机工作时即会发出响声。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 造成气门脚间隙过大的原因有：气门脚间隙调整过大；气门脚间隙调整螺栓松动；气门脚间隙处的摇臂磨损成凹型；推杆弯曲。3、故障诊断与排除:发动机怠速时，在气门室处能听见“嗒、嗒”的响声，响声不随发动机温度变化，单缸断火时响声也不变化，这种情况可确诊为气门响。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 拆下气门室盖，检查气门脚间隙，若气门脚间隙大于技术文件规定值，说明气门响是气门脚间隙过大造成的。因此，应根据气门脚间隙增大原因进行对应的排除。例如：若气门间隙过大是调整不当引起，应重新调整。调整方法如下：6135柴油机气门调整分两次完成，以第一缸活塞为作功行程的始点，可调进气门1、2、4，排气门的1、3、5；第二次以第六缸活塞为作功行程始点，可调进气3、5、6，排气2、4、6。调整气门脚间隙时，先用扳手松开摇臂上的锁紧螺母，按规定间隙将塞尺塞入摇臂与气门脚之间，然后用螺丝刀拧转调整螺钉，使气门脚间隙变小；反之，气门间隙变大。当塞尺在摇臂与气门脚间时，应能将塞尺抽动为止。调整完毕后，拧紧锁紧螺母。气门摇臂的气门脚间隙处磨损成凹形，应予以修磨或更换；若推杆弯曲，应校直。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 气门挺杆响 1、故障现象:气门挺杆响，是指气门挺杆下端与凸轮撞击或气门挺杆摆动时 与套管碰撞发出有节奏的类似气门“嘀嗒、嘀嗒”的响声。发动机怠 速时较为清晰。2、故障原因:凸轮表面轮廓形状磨损 凸轮的外廓正确时，能保证气门的升程及其升降过程中的运动 规律。如果凸轮表面轮廓形状磨损，导致气门挺杆与凸轮接触的连 续性遭到破坏，气门落座时，气门挺杆跳动与凸轮撞击发出响声。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 发动机的配气机构是盘形凸轮机构。凸轮轴转动时，凸轮除顶动气门挺杆上升外，同时还会带动气门挺杆作横向摆动（气门挺杆沿凸轮转动速度方向作横向摆动）。当气门挺杆与套管径向磨损，其配合间隙增大后，气门挺杆作横向摆动时与套管碰撞发出响声。此外，气门摇臂调整螺钉与推杆上端之间无机油，难以缓和冲击，因此会出现响声。气门弹簧折断也易产生响声。3、故障诊断与排除:如果气门脚间隙符合技术文件要求，那么配气机构产生的响声主要是由于凸轮外形磨损不符合要求、气门挺杆与导管配合间隙过大，或气门摇臂调节螺钉处无机油，或气门弹簧折断等所致，应进行查明并予以排除。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 正时齿轮响 发动机配气机构的正时齿轮是用来驱动配气机构、喷油泵（高压油泵）和机油泵等工作的，它包括喷油泵传动齿轮、惰轮、配气机构齿轮和主动齿轮。这些零件如果质量差或磨损过甚，便会在工作时发出不正常的响声。1、故障现象:发动机工作时，在发动机前正时齿轮室盖处发出不正常响声。2、故障原因:发动机正时齿轮多数受不平稳传动载荷，形成传动时的冲击，或齿轮在传动时外廓磨损，破坏了齿轮的正确啮合，使齿面接触部分相对运动形式发生了变化，即滑动摩擦增加，滚动摩擦减少。因此，加快了齿面的磨损，产生滑磨和冲击，发出响声。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 更换传动齿轮时没有成对更换，不仅加速了齿轮磨损，还会产生不正常的啮合声。正时齿轮质量差，啮合不正确而发出响声。3、故障诊断与排除:听察，如果响声与现象中所述相似，可基本确定为正时传动齿轮响。如果修理时没有成对更换齿轮，便是正时齿轮产生异响的原因所在，或是正时齿轮质量差，造成正时齿轮发响。前者应予以成对更换，后者应重新选用质量好的齿轮。如果因使用时间过长，响声逐渐出现的，且是由小到大，说明正时齿轮响是磨损过甚造成，应进行更换。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 气门碰活塞响 1、故障现象:发动机工作时，气缸盖处发出沉重且有节奏的敲击声，用手指轻轻捏住气门室盖的螺帽，有碰撞感觉。2、故障原因：柴油发动机气门多为上置式。活塞在上止点时，活塞顶距气门应保持一定距离，如果此距离消失，活塞顶即会与气门碰撞发出响声（气门与活塞碰撞响多在修理发动机后出现）。造成气门与活塞距离消失的原因有：项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 气门座圈过厚，使气门头部伸出过多。气门座圈孔加工时底部不平整或深度不符合标准，致使气门座圈高出。气门头部过厚。气门脚间隙过小。活塞型号不对。配气机构的正时齿轮记号没有对准。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 3、故障诊断与排除：发动机运转时，听到有现象中所述的响声，并用手指捏住固定气门室盖的螺母，手感有振动，可初步判定为气门与活塞碰撞响。应进一步解体查明，并进行处理。不应再做故障再现试验，以免损坏机件或造成发动机更大故障。七、配气机构早期异响的原因 质量差在维修作业中突出的问题是气门与气门座工作面加工质量达不到要求，造成工作面烧蚀、凹陷而早期损坏凸轮轴轴承在刮削中其配合间隙、接触面积、各轴承同心度达不到要求，加速磨损，出现异响造成早期损坏气门导管在更换新件时，铰削质量达不到规定要求，直接影响气门及气门座使用寿命。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 维修中不能科学地选择维修数据是造成机件早期损坏的重要原因。如气门与气门座接触面宽度，规定进气门为12.2mm，排气门为1.52.5mm。但在维修中，人们往往认为宽一点比窄一点保险，习惯选用上限或接近上限值，因而刚修好的车气门工作面宽度就已接近使用极限了。再如气门脚间隙，一般汽车规定为0.20.25mm，但在维护调整中也误认为间隙大一点比小一点好，因此，超上限使用。实际上间隙过大，不但降低了发动机功率，而且还会出现敲击声(气门口自)而早期损坏。项目二项目二 发动机的故障诊断与排除发动机的故障诊断与排除活动一 发动机异响的故障诊断与排除 1、在老师的组织下对车辆的异响进行判断？2、通过本活动的学习，掌握如何利用仪表判 断发动机的常见的机械故障？3、能够学会判断配气机构的异响发生的部位？4、在老师的带领下对配气机构进行故障排除？