浅析汽车发动机异响的排查维修方法
10.16638/jki.1671-7988.2021.01.051
浅析汽车发动机异响的排查维修方法
吴善元1,2，程双安1,2，葛伟廷1,2，张松鹤1,2，陈政弘1,2，汪记伟1,2
（1.宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江宁波315336；
2.浙江吉利动力总成有限公司，浙江宁波315800）
摘要：汽车发动机异响在发动机故障中尤为突出和常见，发动机异响，意味着发动机某一部位或结构出现了与预期相违背的状态，文章从人为操作不当、装配过程有异常、发动机材料有变化、运行环境恶劣或异常磨损的等方面探究发动机异响出现的原因，首先要判断的是发动机异响的部位及异响的频率，检查判断后，可根据常见故障经验需要进一步拆解，直到到故障源，分析与诊断故障原因，选取最优方案实施维修。
关键词：汽车；发动机；异响；分析；排查
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)01-164-04
Investigation and maintenance of abnormal noise of automobile engine
Wu Shanyuan1,2, Cheng Shuangan1,2, Ge Weiting1,2, Zhang Songhe1,2, Chen Zhenghong1,2, Wang Jiwei1,2
( 1.Ningbo Geely Royal Engine Components Co., Ltd, Zhejiang Ningbo 315336;
2.Zhejiang Geely Powertrain Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315800 )
Abstract: The automobile engine is the key part of the whole structure of the automobile, which is equivalent to the heart of human beings. It will input continuous power for the whole body. A mature automobile engine generally will not have fatal problems, and even if there are problems, there are rules to be found. The abnormal noise of automobile engine is particularly prominent and common in the engine fault. The abnormal noise of engine means that a certain part or structure of engine is in a state contrary to the expectation. The main reasons may be due to improper operation, abnormal assembly process, change of engine materials, poor operating environment or abnormal wear. Any abnormal engine noise must be paid attention to to to avoid serious or irreparable problems. The first thing to judge is the location and frequency of the abnormal noise of the engine. After inspection and judgment, it can be further disassembled according to the common fault experience until the fault so
urce is found, the fault cause is analyzed and diagnosed, and the optimal scheme is selected for maintenance. Keywords: Automobile; Engine; Noise; Analysis; Investigation
CLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)01-164-04
1 引言
发动机可以说是一辆车所有零部件里面最精密最复杂的一部分，一款发动机经过一轮轮台架耐久试验、冷热冲击试验、整车三高试验，方可量产，量产后的发动机再经过重重检测检验再测试才能出售，轻易不会产生什么故障，但是一旦异常往往问题都不简单。任何故障发生前期或多或少都会有一些明显或不明显的症状，如同人类病倒之前都有生病先兆，只要我们善于总结这些病理先兆，敏锐洞察异常原因，
作者简介：吴善元（1966-），男，高级装调工，就职于宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，主要从事发动机维修工作。
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吴善元 等：浅析汽车发动机异响的排查维修方法
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方可避免发动机故障停机。发动机是将自然界某种能量直接转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器，将热能转换为机械能的发动机[1]。四冲程汽油机经过进气行程、压缩行程、燃烧做功行程、排气四个行程，完成一个工作循环。汽车在行驶过程中，发动机将往复不停地做此循环。在工作过程中由于机械运动零部件之间会有摩擦，所以发动机会存在正常的、规则的工作噪音。当噪音幅度变大或无规律时，该类响声就可以称为发动机异响。只要我们善于掌握这些异常的规律后，我们就会发现，其实常见的发动机异响就那么几类，而且各自具有各自的特点。
2 汽车发动机异响常见的故障和排除诊断方法
2.1 故障1连杆活塞组件－活塞销的配合间隙
活塞连杆组将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动，活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体压力传递给连杆[1]
（如图1）。当活塞销与活塞的间隙或活塞销与连杆的间隙因为磨损变大，就会导致活塞运动过程中在上止点和下止点换向时因为外力的冲击产生异响。活塞销异响在怠速时响动明显，可通过断高压火的方法挨个缸判断是否异常。如果不及时发现并排除，磨损间隙会越来越大，导致严重的机械故障。
图1  曲柄连杆结构
2.2 故障2活塞敲缸
活塞敲缸时当活塞越过上止点时侧压力的作用方向改变，会使活塞敲击气缸壁面发出噪音[1]。表现的现象是金属与金属之间的敲击声，频率固定声音清脆。一般受温度影响比较明显，发动机怠速时噪音强烈；冷态时明显，机温升高后逐渐减弱或消失，发动机无负荷运转高速时声响大，中速不易听出，气缸断火或注入少量机油后，响声会减轻或消失
[2]
。活塞裙部为椭圆形结构，与气缸壁之间的冷态装配间隙便可减少，使之不产生冷“敲缸”现象[1]。
2.2.1 活塞敲缸故障的原因
（1）气缸磨损严重造成活塞与气缸配合间隙过大； （2）活塞与气缸装配时，配合间隙过大（如图2）； （3）活塞方向装反； （4）活塞与活塞销配合过紧； （5）连杆轴承配合间隙过小。
1－活塞 2－气环 3－油环 4－活塞销 5－弹簧挡圈
图2  活塞结构剖视图
2.2.2 发动机活塞敲缸造成异响故障的诊断方法 （1）检查不同的发动机温度下响声的变化； （2）断火检查； （3）加机油诊断； （4）听诊。 2.3 故障3气门异响
气门位于汽车发动机中心部位，就类似心脏的瓣膜开闭动作，当发动机怠速时发出有规律的“嗒、嗒、嗒”或“啪、啪、啪”（从气门组件位置）的响声；随着转速增加，响声“嗒、嗒、嗒”或“啪、啪、啪”频率随之增加，一般都是气门出现了问题，气门异响一般有以下几个原因：
2.3.1 机油量过大或过少
因为机油量直接影响到机油的压力，机油压力与设计的参数不同，将影响气门挺杆对气门的相应性，不能及时准确地打开气门，造成异响。
2.3.2 气门导管异常磨损，间隙增加
气门与气门导管之间靠油膜建立密封层，若气门与气门导管之前异常磨损，势必气门在运功过程中受力不均，更甚
者产生漏气积碳现象，这种故障必须打开发动机，拆解气门组件（如图3）才能排查故障。
图3  气门组件
2.3.3 气门弹簧异响
当气门弹簧长时间并圈，气门弹簧可能产生断裂风险（如图3），气门弹簧仍然在气门组件中工作，但是不能完全密封燃烧室，产生漏气，从而产生异响。
2.3.4 滚子摇臂与液压挺杆错位
在冷启动过程中或工况突变过程中，滚子摇臂和液压挺
汽车实用技术
166 杆可能出现错误，导致其中一个气门失效，机械异响。
2.3.5 积碳严重
由于异常工况导致气门锥面积碳严重，导致气门无法正常关闭，且气门与活塞的相对间隙与行程发生位移，从而导致漏气声或气门与活塞磕碰的金属敲击声。 2.4 故障4轴瓦异响
在发动机这个一直在摩擦运动的机构中，曲轴一直处于高速转动状态，且与缸体、连杆之间靠特殊材料的轴瓦配合着摩擦副，同时在良好的机油润滑的条件下良好生存，若机油温度过高或过低，导致轴瓦异常磨损，导致烧瓦现象从而异响。如果机油中的杂质被带入轴瓦摩擦副中，可使轴瓦异常接触，导致异响，严重导致轴瓦抱死。判断曲轴瓦异响，可以使车辆在载重或大坡上进行大负荷起步试验，如果异响明显就是由于曲轴瓦异常导致的故障。连杆瓦异响在空挡高转速下声音明显，可以在空挡状态下踩油门听诊。 2.5 故障5正时系统异响
正时系统（如图4）不管在任何工况下都处于一种张紧的状态，从而可以保证正时链条与各齿轮总能处于正常啮合。而使正时系统时刻紧张的机构就是张紧器（如图4）。为了防止链条振动，紧链器装置中都设有导链板和张紧器装置[1]。而张紧器则依靠发动机主油道中机油压力进行工作。当润滑系统故障，机油压力异常时，就会导致紧链器工作异常，正时链条间隙过大，产生噪音。当导链板出现异常磨损，链条系统走向错误，齿轮与链条啮合偏移也可能出现异响或跳齿的风险，出现这种故障一定要
及时检修，若正时系统故障导致异响，最终引发的链条跳牙，会严重发动机故障，甚至车毁人亡。
1.链条
2.张紧器
3.动轨
4.曲轴链轮
5.定轨
6.凸轮轴链轮
7.凸轮轴间定轨
图4  正时系统结构
3 发动机异响的现代化维修
汽车发动机在国内发展已有规模，所以发动机技术也有所沉淀，发动机所表现的故障现象都大同小异，
有时候我们只需要留意其中的一些常见现象方可大致判断故障的主要原因，但每种故障也都千丝万缕，各有联系，我们需要具体问
题具体分析。发动机维修就像给人看病，老中医看病讲究“望、闻、听、切”，而在现代化车辆维修中，也讲究对症下药，“望”就是察看发动机外观及其内部结构；“闻”是闻汽车尾气味；“听”是聆听发动机运行时发出的声响；“切”是原因和把脉。通过归纳总结，我们将从以下几个方面具体阐述各种表现与发动机异响故障的关系。 3.1 异响与转速的关系
发动机是一个运行的零部件，异响现象肯定是出现在转动状态，且每种状态的表现方式是各不相同。
怠速异响或低转速异响，发响的原因有，气门与气门导管之间磨损，间隙过大，没有建立起油膜密封；配气凸轮轴桃心处有异物导致凸轮轴与滚子摇臂或挺杆异常摩擦导致异响；正时链条长时间被拉长或磨损，怠速初期张紧器中机油暂时没有足够油压，导致正时系统颤动，特别是在怠速阶段尤为明显；
而当提高转速后，异响消失，主要原因可能是因为活塞与气缸壁之间间隙过大，活塞与气缸相互干涉碰撞；活塞销装配过紧或连杆轴承装配过紧引起的异响。 3.2 异响与负荷的关系
以四缸发动机为例，排查负荷与发动机异响有关，可以采用断火排除法，比如一三缸断火，二四缸工
作，观察异响是否有变化，二四缸断火，一三缸工作，观察异响有何变化，通过使用排除法可以锁定哪缸负荷与异响有关系。 3.3 异响与温度的关系
有些情况，发动机异响会随发动机温度升高而减弱，现象减轻或消失，如活塞与缸壁间隙过大而敲缸故障等；而另一些发动机异响，则会随发动机温度的升高而严重，或低温时不响，而机温升高后出现声响，如活塞不正常变形与活塞圆度过小及活塞与缸壁间隙过小发响等，这类发动机异响特性主要是由于发动机机油温度变化而导致机件配合间隙与变形程度、机油粘度、发动机内部润滑条件、汽油燃烧状况的变化起的[2]。
3.4 异响与工作循环的关系
在发动机运行过程中，曲柄连杆机构引起的响声与工作
循环有关时，均为火花塞跳火一次就发响两次，如活塞销敲击声、连杆轴承松旷响等；配气机构引起的响声与工作循环有关时，均为火花塞跳火一次就发响一次，如气门响、气门弹簧折断响、凸轮轴正时齿轮异响等。 3.5 异响与发动机部位的关系
每个零部件在周期性运动过程中必然会产生一定量的振动异响，而每一种零部件的振动频率都各不相同，我们只需要了解这个振动异响的频率阶次，我们将可以初步判断出发动机故障异响的主要部位在
哪里。常见异响所引起的振动部件和区域如表1所示，可分为四个区域（A-A 、B-B 、C-C 、D-D ）。                              （下转第175页）
叶国骏 等：高职学生实践技能培养策略探析
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建设经费的投入，也可方便高职院校间进行教学交流，以迅速提升实践教学质量；另一方面，通过校企合作，由企业提供合适的实践教学设施和顶岗实习，如此，既能使学生接触最新的汽修技术和车型，提升实践教学质量，也能使学生提前适应工作环境，为以后快速适应工作岗位打下基础。 2.3 加强实践教学师资
高职院校教师的汽修实践技能水平直接影响着实践教学质量，因此要想加强实践教学师资，可以从两方面着手：一是对现有的在任教师进行实践技能强化培养，通过参加汽修技能培训和下企业顶岗学习，打造“双师型”教师；二是整合校企合作的汽修企业资源，引进优秀的汽修技工、工程师等参与学校的实践教学。
3 结论
实践技能是高职院校汽修专业学生就业的必备能力之一，直接关系着学生未来的职业发展。随着汽车技术的不断发展，汽修企业对于汽修人才的要求也会越来越高，因此，高职院校汽修专业应当着重加强高职学生的实践技能培养。当前高职院校汽修专业实践教学虽然存在实践教学内容落后、实践教学设施不足、实践教学师资薄弱和实践教学模式落后等问题，但通过及时更新教材、开发校企教材、组建校园联盟、打造“双师型”教师、采用小组合作法教学等策略，相信能有效提升高职学生实践技能培养的质量，为汽修企业输送更多符合企业发展需求的应用技术型人才！
参考文献
[1] 胡月阳，李艳，吕丽.现代学徒制背景下高职院校专业教师培养模
式研究[J].农家参谋,2017(19):105+103.
[2] 伍百军，郭盛晖.现代学徒制对我国高职教育人才培养模式的启示
[J].南方职业教育学刊,2014,4(03):1-6.
（上接第166页）
表1  发动机异响听察区域划分表
4 结论
总之，发动机异响的故障一般是有依据可言，根据常见的故障现象可快速排查出故障原因。只有当我们熟悉了发动机正常运转的基本原理，和熟知正常的装配过程，充分了解正常发动机运行时的声音，那反过来，若出现异常的声音，
我们将马上能判别此发动机故障点所在。准确判断发动机异响是一个比较复杂，比较系统的工程，因发动机运行的工况各式各样，故障原因也可能错综复杂，导致现象可能千丝万缕。但发动机异响汽车产生故障的前奏，机械性的故障都有异响的前兆，因此正确、及时地判断异响，可预防故障的产生或减小故障的严重性，有利于提高汽车的安全性、可靠性和经济性。
发动机异响
参考文献
[1] 陈家瑞.吉林大学 汽车构造（上册）2009第3版.
[2] 肖永清.汽车故障检修的锦囊妙计[M].湖南科学技术出版社.
2011.3.

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