汽车发动机异响毕业设计(论文)

汽车发动机异响

系 别： 汽车工程系

学生姓名： 杨文生

专业班级： 汽车检测与维修技术二班

学 号： [1**********]

指导教师： XXX

2012 年 10 月 21 日

独创性声明

本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

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日期： 年 月 日

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日期： 年 月 日 日期： 年 月 日

摘 要

本文从发动机的结构，组成，原理入手。发动机异响常见故主要在：曲柄连杆机构和配气机构中。发动机常见故障诊断设备的使用方法和故障产生的原因及常见故障的诊断与排除方法。汽车发动机维修人员在维修的过程中，主要通过一听，二看，三摸，四测，通过仪器的检测等手段来诊断汽车发动 机异响的常见故障。

关键词：发动机 异响 诊断 排除 www.fangshuiba.com

目 录

摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„I 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(1) 1 汽车发动机异响的原因 „„„„„„„„„„„„„„„(2) 2 异响的区分与诊断方法 „„„„„„„„„„„„„„„(5)

2.1异响的区分 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(5)

2.2异响的诊断方法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„(8) 3 曲柄连杆机构的组成原理及异响的诊断、排除 „„„„„„(9)

3.1 组成原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(9)

3.2 常见异响故障的诊断与排除 „„„„„„„„„„„„(10) 4 配气机构的组成原理及异响的诊断与排除 „„„„„„„(18)

4.1 组成原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(18)

4.2 常见异响故障的诊断与排除 „„„„„„„„„„„„(19) 5 燃烧异响 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(26) 6 发动机异响排除实例 „„„„„„„„„„„„„„„„(27) 总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.(29) 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.(30) 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.(31) www.fangshuiba.com 合肥防水吧

引言

技术状况良好的发动机，在以不同的转速运转时，虽然发出的频率、波长、生级和衰减系数不同，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、连续的金属摩擦声等，即表明 发动机运转不正常，所伴随的声响为发动机异响。发动机异响往往是发动机某些 故障的表现，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。

汽车停驶时发动机运转所发出的响声，来自发动机、离合器或变速器。若踩下离合器踏板响声消失，多为离合器、变速器所致，若响声仍有，则首先判断是 来自发动机内部还是来自外部附件的响声。 在发动机运转时可用长柄起子或听诊器触在可能发生响声的附件上来判断。还可在相继松掉发动机前端的传动带，停 止空气压缩机、水泵、发电机、动力转向液力泵、风扇、空调压缩机等附件时发 动机运转状况来判断，若异响消失，则为该附件产生异响所致。

发动机技术状况良好时声响描述如如下，怠速时为均匀的排气声；高速时为平稳的轰鸣声；加速时为有力且过度圆滑的轰鸣声。随着汽车行驶里程的增加或 维修不当，发动机的异响类很多响声也十分复杂。若要准确地将发动机的各种异 响诊断出来，必须掌握发动机各种异响的规律和正确的诊断方法。

1 汽车发动机异响的原因

（1）、配合间隙过大。

配合间隙是汽车装配质量的重要指标，当润滑，温度，负荷，和速度一定时，异响会随配合间隙的增大而越发明显，发动机某些运动机件因自然磨损使间隙增 大超出的范围导致异响，如活塞与汽缸壁的敲击响声，连杆轴承与轴颈的撞击响声等。

（2）、润滑不良。

润滑是发动机正常工作的重要条件，通过润滑系统可实现润滑冷却清洗密封和防锈，当配合间隙，温度，负荷，和速度一定时，润滑油膜的厚度受润滑系统压力和润滑油品质影响，品质好的润滑油和适宜的压力就能产生较好的润滑油膜越厚，机械冲击越小，不易发生异响。如果润滑油膜过薄，导致磨损力加剧，则发生异响而且明显而清晰。

（3）、紧固件松动。

发动机运转过程中产生振动，导致某些部件产生松动，出现撞击声。如飞轮固定螺栓松动，连杆螺栓松动等引起异响。

（4）、个别机件变形损坏。

由于某部件变形或损坏导致异响。如连杆弯曲导致敲缸，气门弹簧折断曲轴断裂引起的异响。

（5）、不正常燃烧。

（6）、装配调整或修理不当。

汽油发动机点火时间过早或过火，导致爆燃，柴油发动机喷油时间过早导致过早粗暴引起金属敲缸声。

因装配调整或修理不当导致机件配合间隙失准。如活塞销装配过紧，气门间隙调整不当引起的异响。

（7）、转速。

一般情况下，转速愈高机械异响愈强烈，但高转速时各种响起混杂在一起，某些异响反而不易辨清，所以诊断转速要视异响情况而定，如听诊气门响和活塞敲缸响时，在怠速或低速时异响非常明显，当主轴承响，连杆轴承响和活塞销响较为严重时在怠速和低速下也能听到，总之诊断异响在响声最明显的转速下进行，并尽量在低速下进行，以减少不必要地噪声和损耗。

（8）、温度。

有些异响与发动机温度有关，而有些异响与发动机温度无关或关系不大，在 机械异响诊断中，对于热膨胀系数大的配合要特别注意在发动机热态时工作状况，如活塞敲缸响，在发动机冷起动时，异响非常明显，一旦温度升高响声即减弱或消失，所以诊断冷敲缸响应在发动机低温进行，温度对热膨胀系数小的配合副间产生的异响影响不大，如曲轴主轴承响，连杆轴承响，气门响这类异响对诊 断温度无特别要求，温度也是影响燃烧异响的主要因素之一，汽油发动机过热时 往往产生点火敲击声。

（9）、负荷。

许多异响与发动机的负荷有关， 如曲轴主轴承响， 连杆轴承响，活塞敲缸响， 气缸漏气响，汽油机点火敲击响等，均随负荷增大而增强，随负荷减少而减弱。

（10）、缸位。

某些异响与发动机的缸位有关，如活塞敲缸响，连杆轴承响，单缸断火时异响消失一个工作循环响2次，配气机构异响一个工作循环响 1次，如活塞销响，连杆轴承响等，曲轴转1圈发响一次，而气门响，气门座圈响等，则曲轴转2圈响1次。

2 异响的区分与诊断方法

（一）异响的区分

1、发动机与变速器异响的区分。

在诊断时应特别注意区分异响是来自发动机还是离合器或变速

器，否则会降低诊断效率，在无显著特征表明为变速器故障时，断开试车法是区分发动机异响和变速器异响的最好方法。

对于手动变速器踏下离合器踏板，若异响消失，则为手动变速器空挡转动部分元 件的异响，对自动变速器拆下变速器总成短按P N位开关，起动发动机如果异响仍然存在，即可确诊为发动机异响。

当自动变速器油面过低或滤网脏污堵塞时， 在变速器前端或底部可能会发出低沉的噪声，有时发动机起动后，变速器即发出“吱吱”或“呵呵”等连续的音调较低的杂乱噪声， 这类声音一般是油液在高过流动时由于振动而产生的异响不要误判为发动机异响。

2、发动机自身异响与附件异响的区分。

在诊断时还应注意区分是发动机自身异响还是附件异响， 附件产生的响声经 常被误认为是发动机其他部分的故障， 因此发动机有异响时应对发电机转向助力 泵，二次空气喷射泵，空调压缩机和冷却液泵等附件进行仔细检查和察听。

（1）传动带异响：这是极普通而又经常出现的异响，如果怀疑是传动带发响，应拆下传动带并使发动机运转一会，或在发动机运转时将肥皂水喷在传动带上，如果噪声消失即可断定为传动带发响

（2）风扇离合器异响：风扇离合器也会产生一种让人难以判断与严重响声，由于风扇在转动，无法使用听诊器来听诊，在发动机熄火后检查时会感到风扇离合器松动，可拆下风扇传动带，然后再使发动机运转查听是否仍有异响

（3）转向助力泵异响：转向助力系统缺油或有空气油罐内过脏等也会造成异响通常较易诊断

3、根据异响特征区分异响。

诊断发动机异响时必须了解各种异响与发动机转速，温度，负荷，缸位，工作循环， 润滑条件等因素的关系， 充分利用异响特征来区分发动不同部位的异响。

如前所述，可根据转速，负荷，温度条件的变化来区分发动机异响，除此之外还因注意异响的下列特征：

（1）声调：人们常把声响用一些象声词来描述如“嗒嗒” “吱吱”声系，但同一个声音不同的人听后的感觉不一样， 象声描述也不相同， 有人认为是 “嗒嗒” 5 声，也有人认为是“铛铛”声，还有人认为“哒哒”响，所以最好能用生活中常 听到的响声来类比。

（2）缸位：异响与缸位的关系，通常用上缸不上缸及反上缸，所谓上缸是指异响在单缸断火后声响减弱或消失，而不上缸则指异响在单缸断火后响声既不减弱也不增大，单缸是否工作对异响没有影响，所谓反上缸，则是指单缸断火后，声响不但不减弱 反而明显增强，反上缸的异响通常都是恶性影响，应立即排除。

（3）听诊的部位：发动机常见异响所引起的振动可分别在缸盖缸体中上部缸体下部及油底壳部位察听，在缸盖部位用螺钉旋具或听诊器触听气缸盖各燃烧室各部位能辅助诊断活塞顶碰缸盖气缸上部凸肩，气门坐圈脱出上置凸轮轴轴承响等故障，在缸体中上部，可辅助诊断活塞敲缸，活塞销响等故障，在气缸体与油底壳结合面的附近，可辅助诊断曲轴轴承异响或曲轴断裂等故障。

（二） 异响的诊断方法

发动机异响常见故障主要在曲柄连杆机构和配气机构。 发动机异响的诊断方 法有两种，即人工经验听诊法和仪器辅助诊断法。

1、人工经验听诊法。

技术人员通过改变发动机工况等措施使异响再现， 找出异响特征和规律并了解异响出现时发动机的运行状况及故障征兆， 进而判断出异响部位这是目前使用最普通也是最主要的方法。在和用人工经验诊断发动机异响的过程中，常常借助于螺钉旋具来察听异响，这一传统的方法虽然简便有效，但也存在明显不足，这主要表现在三方面， 一旦螺钉旋具的长度有限并且不能弯曲由于受车上空间的限制许多部位无法触及也就无法诊断， 二是必须侧耳对着异响部位眼睛无法看着螺钉旋具为保证安全不能接触各种转动零部件，三是用螺钉旋具察听时，一只耳朵能听到螺钉旋具传来的声音，而另一只耳会听到很强的背景噪声，降低了判断的准确性。

2、仪器辅助诊断法。

由于人工经验听诊法的准确率较低， 因此常用一些仪器设备来辅助听诊与分 析，常用的仪器主要有听诊器，噪声器，振动分析仪等。

3 曲柄连杆机构的组成原理及异响的诊断、排除

（一）组成原理

曲柄连杆机构装置在发动机机体内部，主要由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组三个部分组成，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴的转矩对外输出。

1 常见异响故障的诊断与排除

活塞组通常由活塞、活塞销、活塞环等主要零件组成。

1、冷敲缸

活塞敲缸响指活塞上下运动时在气缸内摆动或窜动，其头部或裙部与缸壁缸盖相碰撞产生异响，又可分为冷敲缸、热敲缸及冷热均敲缸。

（1）故障现象

①低温时有敲击声，发动机温度正常后响声减弱或消失。 ②怠速或低速时，发出清晰又节奏的“嗒嗒”敲击声，转速提高后响声减弱或消失。

③某缸断火后异响减弱或消失，且火花塞跳火一次发响两次。

（2）故障原因

①活塞与缸壁的配合间隙过大。

②机油压力过低，缸壁润滑不良。

（3）故障诊断与排除

诊断活塞敲缸故障时，可在发动机缸体中上部辅助听诊

①将发动机转速控制在异响最明显的范围，查看机油加注口是否冒烟，排气管是否冒蓝烟， 用听诊器在机体上部侧听诊，也可运用螺钉旋具抵触在缸体一侧，将耳朵贴在螺钉旋具的木柄上，听是否振动敲击声，如果出现上述症状，可确诊为活塞敲缸。

②逐缸断火试验， 若某缸断火后其声响减弱或消失复火时其声响明显增大一 两声后又恢复原来声响， 当发动机温度升高后声响减弱或消失即可确诊为活塞敲 7 缸。

③加机油试验法将待查气缸的火花塞拆下，注入少量机油，再重新起动试验， 如声响消失或明显减弱，但不久又复出，则可确诊为该缸活塞敲缸。

2、热敲缸

（1）故障现象

①怠速时发出有规律的“嗒嗒”声高速时发生“嘎嘎”的连续金属敲击声，并伴有机体抖动现象且温度升高，响声加大。

②火花塞跳火一次，发响两次，单缸断火声响加大。

（2）故障原因

①活塞与缸壁配合间隙过小。

②活塞与活塞销装配过紧活塞变形或反椭圆形。

③连杆轴颈与曲轴轴颈不平行。

④连杆弯曲扭曲或连杆衬套轴向偏斜。

⑤活塞环背隙，侧隙过小导致活塞环卡滞。

（3）故障诊断与排除

①若发动机低温时没有异响，而温度升高后在怠速时出现“嗒嗒”声，并有机体振动现象，且温度越高声响越大，则为了活塞变形活塞环过紧造成的活塞敲缸。

②发动机低温时不响，而温度升高后在中高速时发出急剧而有节奏的“嘎嘎”声，单缸断火时，其声响变化不大，则为连杆变形或连杆装配不当造成的活塞敲缸。

③发动机在热起动后，即敲缸，且单缸断火声响加大，表明该敲缸现象严重，也可能已经产生了拉缸，此时应停机检修以免造成更为严重地恶性故障。

3、冷热均敲缸

（1）故障现象

①发动机低速时有“嗒嗒”的敲击声，转速提高后声响消失或低速时发出有节奏且强弱分明的“杠杠”声响，有时会短暂消失，但很快又复出，转速提高后 8 消失。

②火花塞跳一次，发响两次，某缸断火后声响或减弱或反而加大，并由节奏声响变为连续声响。

（2）故障原因

发动机在冷热态均敲缸，一般是活塞连杆组技术状况恶化所致，主要原因如下：

①活塞销与连杆小头装配过紧。

②连杆轴承装配过紧。

③活塞裙部圆柱度误差过大。

（3）故障诊断与排除

①逐缸做断火试验，某缸断火后声响减小，但不消失则为该缸连杆与曲轴或活塞销装配过紧所致。

②断火试验时该缸声响加重，且中间断声响变为连续声响，则为活塞磨损变形所致。

③低速时有“嗒嗒”敲击声，当转速提高后声响消失，则为活塞裙部圆 度误差过大所致。

4、活塞销响

活塞销是连接活塞与连杆的重要零件，发动机运行中，它承受较大的交变载荷，与活塞的活塞销座孔以及连杆小端的衬套之间，都会发生相对的磨损，使配合间隙增大而松旷，引起不正常的敲击声和机件的损坏，甚至出现打坏气缸等情 况。

（1）故障现象

①发动机怠速时发出有节奏而又清脆的声响或尖锐的金属敲击声， 突然加 节气门时响声也随之加大，高速时响声混纯不清。

②火花塞跳火一次发响两次，单缸断火时声响减弱或消失，严重时上缸。

（2）故障原因

①活塞销与连杆衬套，活塞销座孔磨损过大而松旷。

②润滑不良引起的活塞销严重烧蚀。

③活塞销锁脱落导致活塞窜劲。

④活塞销折断。

（3）故障诊断与排除

①发动机怠速运转抖动气门到中速位置，如声响能随转速的变化而变化，并且每抖动一次节气门，都能听到明显清晰尖脆而连贯的“嗒嗒”声响即为活塞响。

②在怠速或稍高于怠速时，呈双“咔哒”声响特征。

③发动机升温后，响声通常会加重，有时冷车时响声小热车时响声大。

④当响声不严重时， 将发动机转速控制在声响最明显处，进行单缸断火试验， 若断火后响声减轻或消失复火瞬间又立即发出“嗒嗒”的敲击声，且在气缸上中部比在下部听到的响声大，则为活塞销轻微响，在安装新活塞后活塞销响声常常变得更加明星随着活塞环的磨损，这种响声会逐渐减小。

⑤当响声比较严重时，发动机转速越高响声越大，单缸断火，若声响不仅 消失反而由间歇异响变为连续异响听起来更加杂乱， 则为活塞销与衬套配合严重松旷。

⑥发动机怠速运转时出现有节奏而较沉重的“吭吭”碰击声，转速提高后声响并不消失同时伴随出现机体抖动现象，单缸断火声响反而加大，则为活塞销自由窜劲造成的异响。

⑦发动机急加速时声响剧烈而尖锐，单缸断火声响减轻，但不消失则为活塞销折断。

5、曲轴主轴承响

（1）故障现象：

①发动机稳定运转时并无响声， 当转速突然变化时， 发出沉闷连续的 “镗镗” 敲击声转速越高，声响越大同时伴有机体振动现象。

②发动机负荷增大时，响声加剧有时上坡加速时，在驾驶室内就可听到沉闷的“镗镗”敲击声。

③单缸断火时声响变化不大，而相邻两缸断火时声响明显减弱。

（2）故障原因

①曲轴主轴颈与轴承配合间隙过大。

②曲轴轴向间隙过大。

③曲轴轴承盖螺栓松动。

④润滑不良导致合金烧损脱落。

⑤曲轴弯曲。

（3）故障诊断与排除：诊断曲轴轴承响，可在发动机缸体下部及油底壳部位辅助听诊。

①在发动机低中速状态下抖动节气门，一般由 2000R/MIN 急加速至3000R/MIN 发出明显而沉闷的连续敲击声，同时伴随有机体振动现象，则可确定为曲轴主轴承响。

②进行单缸断火试验，声响变化不大，而相邻两缸断火时，声响明显减弱或消失则为两缸之间得曲轴主轴承响。

③高速运转发动机，机体振动较大，同时伴有机油压力显著下降，则为曲轴主轴承与轴颈配合间隙过大或轴承合金脱落。

④异响随温度升高而增大高速时声响变得杂乱，则可能是曲轴弯曲。

6、连杆轴承响

（1）故障现象 、

①发动机怠速运转时无明显声响，稍高于怠速时有清晰地“嗒嗒”敲击声有点类似钢球落在钢板上所发出的声音，而高速时有“咯咯”敲击声急加速时声响尤为明显，连杆轴承响较曲轴主轴承声响轻缓而短促。

②当发动机负荷增加时声响也随之增大，单缸断火声响明显减弱或消失。

（2）故障原因

①连杆轴承与轴颈磨损过量导致失圆配合间隙过大。

②连杆轴承盖紧固螺栓松动。

③连杆轴承润滑不良，合金烧蚀脱落。

（3）故障诊断

①加大节气门发动机转速由怠速向中速时速过渡时声响变得清晰，一般由 1000-2000RMIN 反复急加速抖动节气门时， 声响特别清脆随着转速的增高敲击声 更为明显。

②对某缸进行断火试验，若声响明显减弱或消失，说明该缸连杆轴承响。

③不论发动机转速和温度的高低都发出严重而无节奏的“铛

铛”声响，且伴随有机体振动单缸断火声响不变甚至更加明显（反上