发动机噪音

ywang72

当针对发动机噪音过大进行故障诊断时，首先要排除由附件引起的噪音，诸如由空气压缩机和取力器产生的，不要把这些噪音误认为是发动机的噪音。拆下附件驱动皮带以排除由这些装置引起的噪音。噪音也会传播到那些本来没有问题的金属零件上。故使用听诊器将有助于确定产生发动机噪音的位置。
　　　 听到的若随曲轴转速（发动机转速）变化，则该噪音可能与曲轴、连杆、活塞、活塞销有关。听到的噪音若随凸轮轴转速（发动机的半速）变化，则该噪音可能与气门传动部件有关。手持数字式转速表能够帮助判断该噪音是否与以曲轴或凸轮轴的转速运转的部件有关。
　　　 发动机噪音有时能通过一次拆下一个喷油器的柱塞而被隔离。如果噪音音量减少或消失，那么该噪音与它所在的那个特定的发动机气缸有关。
　　　 确定噪音的来源是没有固定的规则或测试方法的。
　　　 由发动机驱动的部件和附件，诸如齿轮驱动风扇离合器、液压泵、皮带驱动的充电机、空调压缩机以及增压器都有可能构成发动机的噪音。以下信息可用于指导诊断发动机的噪音：
　　 ●　 主轴承噪声
　　　　 主轴承松动所产生的敲击噪音可以在发动机带负载时被听到，它的响声大而沉闷。如果所有的主轴承全都松动，将会听到的是响亮而短促的敲击声。这种敲击声是有规律的，且随转速而变化。当发动机在负载拖拉或者重载行驶时，这种噪音最为响亮这种敲击的声音比连杆产生的噪音沉闷。低机油压力也将伴随这种情况产生。

　　　 如果轴承没有松动到足以使自己单独的产生敲击的声音时，如果机油太稀薄或者轴承上没有任何机油，轴承会产生敲击噪音。
　　　 一种不规则的噪音可能表明曲轴止推轴承磨损。
　　　 间歇式的尖锐敲击声表明曲轴向间隙过大。重复离合器离合动作可能引起该噪音的变化。
　　 ●　 连杆轴承噪声
　　　　 连杆间隙过量会引起在发动机的各种转速下，即怠速和载荷工况下的敲击造噪音。当轴承开始变得松动时，该噪音可能与活塞的拍击声或者松动的活塞销的噪音混淆在一起。噪音的音量随发动机的转速增加。低机油压力也将伴随这种情况产生。
　　 ●　 活塞噪声
　　　　 最困难的是指出活塞销、连杆以及活塞噪音之间的区别。松动的活塞造成的双击敲击声，通常在发动机怠速运转时可以被听到。当这个气缸的喷油器被拆下时，这种敲击的声音将会发生明显的改变。然而，在某些发动机上，当车辆以稳定的的速度在道路上行驶时，这种敲击的声音反而变得更加明显。






浅析汽车发动机噪声
发动机是多声源的复杂动力机械，按照噪声辐射的方式来分，可把发动机的主要噪声源分为直接向大气辐射和通过发动机表面向外辐射两大类。
     直接向大气辐射的噪声源有进气噪声、排气噪声和风扇噪声。它们是由气流的振动而产生的空气动力噪声。柴油机进气系统中的增压器及扫气泵的噪声，也包括在进气噪声中。
     发动机表面向外辐射的噪声，是发动机工作时，内部结构的振动而产生的噪声，通过发动机的外表面以及与发动机外表面刚性连接的零部件的振动向大气辐射的，因此叫做发动机的表面噪声。发动机的表面噪声，根据产生的机理，可分为燃烧噪声和机械噪声。
     燃烧噪声，是发动机工作时，气缸内周期性变化的气体压力的作用而产生的。它主要由发动机的燃烧方式和燃烧速度来决定。
     机械噪声，是发动机工作时，各运动件之间以及运动件与固定件之间由周期性变化的机械作用力的作用而产生的。它与激发力的大小、运动件的结构等因素有关。
     应该指出的是，燃烧噪声和机械噪声是很难严格区分的。部分机械噪声也是发动机气缸内燃烧间接激发的噪声，例如气缸内燃烧所形成的压力振动通过缸盖、活塞——连秆——曲轴——机体向外辐射的噪声也是由燃烧激发。将活塞对缸套的敲击、正时齿轮、配气机构、油泵系统等运动件之间机械撞击所产生的振动激发的噪声叫做机械噪声。
     发动机的型式不同，其各噪声源所占发动机总噪声的比例也不同。柴油机的主要噪声源是燃烧噪声：汽油机的主要噪声源是进、排气噪声和配气机构噪声；风扇噪声在风冷汽油机中是主要噪声源之一。


l）燃烧噪声
     四冲程发动机工作循环由进气、压缩、燃烧和排气行程构成，从点火开始到燃烧结束期间是燃烧噪声的主要产生期，快速燃烧仲击和燃烧压力振荡构成了气缸内压力谱的中高频分量。燃烧噪声是具有一定带宽的连续频率成份，在总噪声的中高频段占有相当比重。一般来说柴油机缸内压力较高，且压力增长率最大值远高于汽油机，所以柴油机的燃烧噪声远高于汽油机。


2）进气噪声
     进气噪声是发动机的主要空气动力噪声之一，它是由进气门的周期性开启与闭合而产生的压力起伏变化而形成的。当进气门开启时，在进气管中产生一个压力脉冲，而随着活塞的继续运动，它受到阻尼；当进气门关闭时，同样产生一个有一定持续时间的压力脉冲。于是产生了周期性的进气噪声。其噪声频率成分主要集中在 200 HZ以下的低频范围。与此同时，当气流以高速流经进气门流通截面时，产生湍流脱体，导致高频噪声的产生，由于进气门通流截面是不断变化的，因此湍流噪声具有一定的频率范围，主要集中在 1000 HZ以上的高频范围。进气管空气柱的固有频率与周期性进气噪声的主要频率相一致时，空气柱的共振噪声在进气噪声中也会较为突出。


3）排气噪声
     排气噪声是发动机噪声中最生要的噪声源，其噪声一般要比发动机整机噪声高出10～15dB（A）。发动机排气属高温（800～1000D）、高压（3一个大气压）气体。排气过程一般分为两个阶段，即自由排气阶段和强制排气阶段。发动机废气从排气门高速冲出，沿着排气歧管进入消声器，最后从尾管排入大气，在这一过程中产生了宽频带的排气噪声。
     排气噪声包含了复杂的噪声成分：
   以单位时间内排气次数为基频的排气噪声，其基频可由下式计算：
      f＝Gn／ 60j
     式中G为气缸数；n为转速n；j为冲程数，四冲程j＝2，二冲程j＝1；
     排气管内气柱共振噪声，其频率可由下式计算：
     f＝（2i－1／2）＊（c/l），式中
     c为当地声速，    l为气柱长度，    i为 l，2，3……等；
     还有排气歧管处的气流吹气噪声；废气喷注和冲击噪声；气缸的共振噪声；卡门涡流噪声及排气系统内部的湍流噪声等都在排气噪声中占有一定比例。
     影响发动机排气噪声的主要因素有：气缸压力、排勺门直径、发动机排量及排气问开启特性等。对同一台发动机来说，发动机转速和负荷是影响其排气噪声的最主要因素。

4）摩擦振动噪声
     凸轮和摇臂（或挺柱）之间在很大的正压力下进行相对滑移，因此存在很大的摩擦力。这种摩擦力可激发起摩擦振动产生噪声。一般情况下，这种噪声分布在很广的频率范围，属子宽频带噪声。

5）气门杆与摇臂的撞击噪声
     由于发动机可达很高的工作温度，必须考虑配气机构各个传动零件的热膨胀。未采用液压挺柱的配气机构中，常温下在气门杆与摇臂之间必须留有气门间隙。开启气门时，摇臂越过气门间隙才能压迫气门杆运动，这就产生了撞击发出噪声，其噪声的基频可通过下式计算得到：
     f＝ Gnj/60
     式中，G为发动机的气缸数；
           n为发动机的转速；
           j为行程系数，四行程汽油机j＝2。


6）气门落座噪声
     打开的气门依靠弹簧的作用力回复到关闭状态，在这种强大的作用力下，气门与气门座将产生撞击，发出噪声。其基频也可由f＝Gnj/60计算得到，式中各符号意义同上；其频谱峰值出现在气门座缸盖系统的固有频率附近。

7）机体表面辐射噪声
     发动机每一个零件都是一种结构，都会在激振力的作用下发生振动。振动的结构表面会辐射噪声，故称为机体表面辐射噪声。无论是发动机的燃烧噪声，还是机械噪声最终都要通过发动机表面振动来辐射。现代发动机表面辐射噪声的能量主要集中在1600Hz 到 2000Hz。



汽车柴油发动机常见异响的诊断与排除
技术状况良好的柴油发动机，在各种工况下应运转平衡、响声纯正，没有明显的杂音。如果发动机的某一部位出了故障，或机件松旷，或配合间隙失调，或燃烧不正常等等，则发动机在工作中就会出现异响。通过判断发动机产生异常响声的原因，可以提前发现发动机故障，将问题消灭在萌芽中。
　　1.发动机振动异响一般是由于柴油机的支承不牢所致。
　　2.如果发动机转两圈（即发动机的一个工作循环）异响出现一次，其故障原因多出现在与凸轮轴有关的零部件，如气门、推杆、气门弹簧以及正时齿轮等。
　　3.如果发动机转一圈异响出现一次，故障原因多出现在与曲轴有关的零部件，如活塞、活塞销、活塞环及连杆轴承等。
　　4.如果异响连续发生，且异响声音有一定规律，故障部位大都出现在旋转部件上，如为连续敲击声，多发生在飞轮、正时齿轮等部件。
　　5.如果异响间歇发生，且响声没有规律，故障原因主要来自发动机的附件，如发电机、水泵、空压机、起动机等安装出现松动或其内部有刮碰等。


常见异常响声的诊断与排除
　　整机振抖

　　柴油机起动后产生没有规律的振抖响声，且随着发动机转速的增高而加剧。产生振抖异响的主要原因有：柴油机支承螺栓松动或悬置断裂；发动机悬置位置不当，致使曲轴与第一节传动轴不同轴；发动机悬置缓冲件损坏等。发现发动机有机振现象，应根据上述原因直接进行检查排除。

　　活塞敲缸响.发动机起动后发出一种有节奏、清脆的“咚咚咚”的金属敲击声。这种现象一般是由于发动机供油时间过早（喷油提前角过大）引起的，如：喷油定时齿轮安装不当，喷油泵出油阀环带严重磨损或喷油时间过晚等。诊断方法是：先检查喷油定时齿轮是否安装正确，或按发动机使用说明书中的要求进行检查调整；如没有问题，再拆卸喷油器，在车上进行喷油试验，检查喷油器的喷油质量。如喷油器滴漏，应对喷油器针阀、阀体仔细清洗，也可进行研磨修整，若喷油嘴磨损严重或烧蚀，则应更换新件；如喷油器良好，则应检查喷油泵出油阀是否严重磨损，必要时应予更换。
　　活塞销响.发动机工作中，可以从气缸的上部听到“咯咯咯”的金属敲击声，这种异响与敲缸声有类似之处，所不同的是在发动机转速突然变化时，响声更明显更清脆，如果异响声音不太大，则一般只在发动机起动时发出，待发动机温度正常后，异响将会自然消失。一般活塞销响声较大时应予检修，异响声音严重时必须进行更换，以防活塞销折断或衬套严重破裂，引起拉缸甚至捣缸事故。
　　气门响.发动机工作中，气缸内部发出一种有节奏的“叮当、叮当”的金属敲击声，待停机拆开发动机盖后，可以看到气门与活塞顶相撞的痕迹。主要原因是：气门弹簧折断，气门脚间隙失调，气门座圈烧蚀或松动，减压机构调整不当。诊断故障时，首先应察看气门弹簧是否断裂；然后检查气门脚间隙是否符合标准，并进行必要的调整；再检查减压机构，不符合技术要求时应进行调整；若仍然存在异响时，再拆开发动机盖检查气门和气门座圈，气门严重烧蚀时应更换，气门座圈轻微烧蚀需研磨，严重烧蚀时应换新。

　　正时齿轮异响.如果正时齿轮的间隙过大时，发动机怠速时会发出“卡啦、卡啦”的金属磨擦声，中速时更为明显，调整时响声杂乱无章；若间隙过小则会发出“嗡嗡”的呼啸声，随发动机转速升高，响声增大；若是个别齿损坏，则发出“哽、哽”的有节奏的撞击声，转速越高越响。上述响声若用金属棒抵在正时齿轮盖上察听更加明显。若是齿隙不合要求，则应该用塞尺检查齿侧间隙，并调整间隙使之符合规定值，若是齿轮严重磨损或损坏则应更换。

飞轮松旷响出现飞轮松动时常常发出“哐铛哐铛”或“嘎嘎”的响声，这种响声比较大，特别在发动机转速突然变化时响声更加剧烈，通常在发动机后部听得比较清楚，而某些时候响声又很小，因此这种响声没有一定规律。如果停车后不供油，使气缸减压阀减压开启，快速地摇转曲轴，然后突然撤掉减压，此时也能听到“哐铛、哐铛”的响声。如果飞轮松旷严重时，在发动机停机状态下用手扳动飞轮还会有间隙松动感觉。飞轮松旷的主要原因有：飞轮紧固螺母在工作中因振动松动，安装飞轮时螺母没有拧紧所致。发现飞轮松动，应及时将螺母紧固，否则会引起严重的后果。
　　轴瓦敲击声.在发动机下部发出“哒哒哒”的连续敲击声，打开加油口盖或拔出油标尺后，异响声音更加清晰。工作中发动机转速突然升高或负荷突然增加，异响更加明显。这是由于连杆轴瓦间隙过大所致，如发动机长期使用后其自然磨损过大，曲轴修理中轴瓦选配不当等。轴瓦自然磨损过大时应更换，检修曲轴时应注意选配合适的轴瓦。
　　气缸漏气响.气缸漏气响现象与活塞敲缸响相似，但当揭开注机油口盖时，有大量气体从注机油口冒出，具体判断是哪一缸漏气，可采取“断油”法检查，若某缸“断油”后异响瞬时消失或减弱，注机油口冒气明显减少，说明是该缸漏气。主要原因是活塞环弹力过小、气缸壁有沟槽、活塞失圆、活塞环开口间隙过大等。发动机更换活塞环后，从技术上说允许有轻微的窜气声，因为经过磨合能逐渐消除。如有严重的漏气声，应尽量查明原因予以排除，以免长期影响发动机的动力性和经济性。尤其对因拉缸造成的漏气声，必须及时排除，否则后果严重。

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“当针对发动机噪音过大进行故障诊断时，首先要排除由附件引起的噪音，诸如由空气压缩机和取力器产生的，不要把这些噪音误认为是发动机的噪音。拆下附件”看到拆下附件，就不想再看下去了，一般用细长的金属筒直接贴在发动机上听，就能排除附件，干嘛要拆下来，特别不好分辨的才拆