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引起康明斯柴油发电机运转异响的故障示例 |
摘要：发动机异响标志柴油发电机组某一机构的技术状态已发生变化，通过分析发动机产生异响的现象和原因，正确使用发动机产生异响的判断方法，及时、正确的诊断并排除发动机各种异响故障，从而保证柴油发电机组的技术状况，对降低故障率具有非常重要的现实意义。柴油机汽缸内异响主要由位于气缸盖上的运动部件产生，气缸盖部件可能噪音的部件有气门间隙响、气门弹簧由于断裂响、气门导杆响等。机体内部噪音主要有活塞销响、活塞敲缸、连杆敲击和主轴承响等。
一、曲轴主轴承响
1．故障现象
发动机稳定运转时声响不明显，急加载或负荷较大时，发出较沉重、有力、有节奏的“当当”声，严重时机体振抖。
2．故障原因
（1）因主轴颈磨损失圆造成的主轴承配合间隙过大或配合不良。
（2）润滑不良。
（3）主轴承盖螺栓松动，轴承合金脱落、烧损、轴承破裂等。
（4）曲轴弯曲。
3．故障诊断
（1）改变发动机转速，转速增高，响声增大，中速向高速过渡时响声明显，急加载异响明显。
（2）负荷增大（如爬坡、载重时），响声加大，负荷变化时响声较明显。
（3）发动机温度变化时，异响变化不明显。
（4）单缸断火时，响声不变（末道主轴承响，响声减弱），相邻两缸均断火时，响声明显减弱。
（5）发动机跳火1次，发响2次，即每工作循环响2次。
（6）润滑不良时，响声加重，一般有明显的油压降低现象。
（7）反复抖动节气门，从加机油口（或曲轴箱通风管口）处听诊，可听到明显的沉重有力的金属敲击声。或用听诊器触在油底壳或曲轴箱与曲轴轴线齐平的位置上听诊，响声最强的部位即为发出异响的主轴承。
（8）伴随现象。主轴承异响往往会伴随有油压降低现象，严重时发动机振抖，尤其是在高速或大负荷时。
二、连杆轴承响
1．故障现象
发动机怠速运转时无异响或响声较小，急加载时有较重且短促的“当当当”明显连续的敲击声（如图1所示）。这是连杆轴承响的主要特征，严重时怠速也能听到明显响声。连杆轴承响比主轴承响清脆、缓和、短促。
2．故障原因
（1）连杆轴承或轴颈磨损，使配合间隙过大或配合不良。
（2）油压过低，或机油变质，或连杆轴油道堵塞，致使润滑不良。
（3）连杆轴承盖螺栓松动或折断。
（4）连杆轴承尺寸不符，引起转动或断裂。
（5）连杆轴承减摩合金脱落或烧毁。
3．故障诊断
（1）改变发动机转速，怠速时声响较小，中速时较为明显，稍稍加大节气门有连续的敲击声，急加载时敲击声随之增加，高速时因其它杂音干扰而不明显。
（2）负荷增大，响声加剧。
（3）发动机温度变化时，响声通常不变，但有时也受润滑油温度的影响。
（4）单缸断火，响声明显减弱或消失，但复火时又能立即出现，即响声上缸。但当连杆轴承松旷过甚时，单缸断火声响无明显变化。
（5）点火1次，发响2次，即每工作循环响2次。
（6）连杆轴承响声在油底壳侧面较大。如用听诊器触在机体上听诊（如图2所示），响声不十分清晰，但在加机油口处或曲轴箱通风管口处直接察听，可清楚听到连杆轴承敲击声。
（7）伴随现象。连杆轴承响伴随有油压明显降低现象，严重时机体振抖，这有别于活塞销响、活塞敲缸。可用手将螺丝刀或听诊器抵住缸体下部或油底壳处，当触试相应的故障缸位时有明显振动感。
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图1 连杆轴承异常声音状态 |
图2 柴油机异响故障听诊方法 |
三、活塞敲缸
活塞上下运动时在气缸内摆动或窜动，其头部或裙部与气缸壁、缸盖碰撞发出的响声。通常专指活塞与气缸壁间隙较大，活塞上下运动时撞击气缸壁发出的响声。
1．故障现象
发动机怠速或低速运转时，在气缸的上部发出清晰而明显的、有节奏的“达达达”的连续不断的金属敲击声，严重时响声变沉重，即为“当当当”声响，状态如图3所示。
2．故障原因
（1）活塞与气缸壁配合间隙过大，如图4所示。
（2）活塞裙部腐蚀，或气缸磨损过大。
（3）油压过低，气缸壁润滑不良。
3．故障诊断
（1）怠速或低速时比较清晰，中速以上运转时，异响减弱或消失。
（2）负荷加大，响声加大。
（3）一般冷机时响声明显，热机后响声减弱或消失，即冷敲缸；严重时冷热均敲缸，并伴有振抖。
（4）将发动机置于异响明显的转速下，进行单缸断火试验，响声明显减弱或消失。
（5）曲轴转1圈，发响1次，且有节奏性，转速提高响声加快。
（6）润滑不良响声加重。
（7）将听诊器或听诊杆触在机体上部两侧进行听诊。若响声较强并稍有振动，再结合断火试验，即可确定出异响气缸。
（8）伴随现象。排气管排蓝烟、缸压降低等。以手将螺丝刀或听诊器抵紧气缸侧部触试，有明显振动感。
（9）其它敲缸特例。
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图3 活塞敲缸的声音状态 |
图4 活塞敲缸异响示意图 |
四、活塞销响
1．故障现象
在怠速、低速和从怠速向低速抖动油门时，发出响亮、尖脆而有节奏的“嘎嘎嘎”金属敲击声，类似两个钢球相碰的声音，呈上下双响。略将点火时间提前，声响加剧，在同样转速下比活塞敲缸响连续而尖锐。
2．故障原因
（1）活塞销与销孔、连杆衬套磨损严重，配合间隙过大，如图5所示。
（2）卡环松旷、脱落。
（3）润滑不良等。
（4）活塞销断裂。
3．故障诊断
（1）转速变化时，响声也随之周期性变化，加载时声响更大，在发动机转速稍高于怠速时比较明显，比轴承响清脆。抖动节气门，从怠速向低速加载时，响声能随转速的变化而变化，且在转速升高的瞬间，发出清脆、连续而有节奏的响声。
（2）温度上升，响声没有减弱，甚至更明显。有时冷机时响声小，热机时响声大。
（3）单缸断火时，响声减弱或消失。复火时响声会明显出现1响或连续2响。严重时，在响声较大的转速下进行断火试验时（步骤如图6所示），往往响声不消失且变得杂乱。
（4）用螺丝刀或听诊器抵触在发动机上侧部或气缸盖上察听，同时变换转速，在气缸壁上部听诊比在下部明显。
（5）根据不同症状具体诊断：
① 若转速越高，响声越大，单缸断火时响声反而杂乱则故障为活塞销与衬套间隙过大。
② 怠速运转时，响声为有节奏而较沉重的响声，提高转速声响不减，同时伴有机体轻微抖动，断火试验响声加重，则说明活塞销自由窜动。
③ 若急加载时，声响尖锐而清晰，断火试验响声减轻或消失，则很可能是活塞销折断。
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图5 活塞销配合间隙过大的异响 |
图6 发动机断火试验步骤图 |
五、气门脚响
对于柴油机配气机构异常响声能在发动机运转时，在发动机的顶部能比较清晰的听到。特别是在发动机怠速运转时能比较清晰听到，并且声音的频率随发动机转速的上升而上升。由于气门室盖的作用，可能使配气机构的噪音产生变音。
1．故障现象
怠速时，在气门室处发出连续不断的有节奏的“嗒嗒嗒”声，响声清脆有节奏，易区分。若有多只气门脚响，则声音杂乱，且断火试验响声无变化。
2．故障原因
（1）气门脚润滑不良，或因磨损、调整不当造成气门间隙过大，气门间隙位置如图7所示。
（2）气门间隙处两接触面不平。
（3）气门杆与气门导管配合间隙过大，检查方法如图8所示。
（4）摇臂轴配合松旷。
3．故障诊断
（1）转速增高响声增大，节奏加快。怠速、低速时响声明显，中速以上变得模糊杂乱。
（2）负荷、温度、缸位对气门脚无影响，断火试验异响无变化。
（3）怠速下在气门室或气门罩处听诊异响非常明显，气门脚响清脆有节奏，在发动机周围就能听到较为清晰的响声。
（4）将气门室盖拆下，在怠速时用适当厚度的厚薄规插入气门间隙处，若响声消失或减弱即可确诊为该气门间隙过大。
（5）插入厚薄规后，气门没有间隙，若响声不变，可用螺丝刀撬动气门杆，若响声消除，说明气门杆与导管磨损过甚。
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图7 柴油机气门间隙位置图 |
图8 气门杆与气门导管配合间隙检查示意图 |
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