汽车发动机异响的特性分析

吴敏

【摘要】发动机正常响声是一种平稳而有节奏、协调的声音。发动机技术状况不良时，会产生与发动机正常运转时发出的噪声有所不同的异常声响。常见异响如活塞敲缸响、活塞销响、门响、连杆轴承响和曲轴轴承响等。这些异响轻者加剧零件磨损，缩短使用寿命;重者易造成事故性损坏。发动机异响故障的诊断，是指在不解体的条件下，查明异响故障的性质、部位和原因的检查过程。常用的检查方法有人工经验法和仪器诊断法。

【关键词】汽车 发动机 异响 检测 诊断

一、发动机异响的类型

发动机异响是发动机产生的不正常响声，主要有机械异响、燃烧异响、空气动力异响和电磁异响等。

1.机械异响

机械异响主要是由运动副配合间隙太大或配合面有损伤，运转中引起冲击和振动造成的。因磨损或调整不当造成运动副配合间隙太大时，运转中要产生冲击和振动声波，如曲轴主轴承响、连杆轴承响、凸轮轴轴承响、活塞敲缸响、活塞销响、气门脚响、正时齿轮响等。

2.燃烧异响

燃烧异响主要是由发动机不正常燃烧造成的。如柴油机工作粗暴时汽缸内均会产生极高的压力波，这些压力波相互撞击，发出了强烈的类似敲击金属的异响。

3.空气动力异响

空气动力异响主要是在发动机进气、排气和运转中的风扇因气流振动而造成的。

4.电磁异响

在发动机、肩动机和电磁元件内，由于磁场的交替变化，引起某些部件产生振动而发出异响。

二、发动机异响特性分析

1.发动机异响的性质

发动机的工作过程是周期性循环，工作时发出的各种噪声和异响也是周期性重复出现的。

2.发动机异响的特征

（1）振动频率和振幅

振动物体发出的声音以波的形式向外传播。声波导致的发动机外表面的振动具有与声波的频率和振幅相对应的振动频率和振幅。

发动机异响引起的振动多由一组频率不同的振动组成，但每种声响引起的一组频率不同的振动中常含有一个或多个不同于其他声响的振动频率，该频率称为信息频率。因此，可根据信息频率判断发出异响的声源和异响部位。如图1所示。

不同的异响部位，会表现出不同的声音与频率：

①气门响、挺杆响：音质清脆，有节奏的“嗒、嗒、嗒”的金属敲击声。②活塞销子响：尖脆有节奏的“嗒嗒嗒”类似钢球的敲击声。

③活塞敲缸响：音质清脆而有节奏的“当、当”的金属敲击声。④连杆轴承响：有节奏的“哒哒哒”的金属敲击声，响声较沉重而短促。⑤曲轴轴承响：连续而有节奏的“咚、咚、咚”的金属敲击声，响声较沉重而发闷。

（2）相位

发动机各缸按一定次序周期性工作，燃烧产生的最高压力也以该次序产生。因此，尽管各缸同类部件发出异响的特征频率相同或相似，但出现的相位不同，各缸异响信号间会存在时间上的差异。

3.影響异响诊断的因素

异响与发动机的转速、温度、负荷和润滑条件等有关。

（1）异响与发动机工作循环的关系

在发动机运转过程中，若曲柄连杆机构内或配气机构中某些运动件发响，则明显与工作循环有关。

①活塞与缸壁间隙过大所引起的敲击声，曲轴每转一圈，就会发响一次。②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、活塞顶碰气缸凸肩声、连杆轴承松旷响等。③配气机构引起的响声与l-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、凸轮轴正时齿轮响等。

（2）异响与发动机转速的关系

发动机异响与发动机的转速也有很大关系，有些异响在发动机急加速时现，如主轴承松旷发响、连杆轴承松旷发响等;而又有一些异响在发动机急加速时更明显，如凸轮轴正时齿轮破裂损坏发响、凸轮轴轴向间隙过大或衬套松旷发响、活塞销衬套松旷发响等。

而另有些异响，仅在发动机怠速或低速运转期出现，当转速提高后则消失，如活塞与缸壁间隙过大、活塞销装配过紧或连杆轴承装配过紧引起的异响。

（3）异响与负荷的关系

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、汽缸漏气响等，均随负荷增大而增强，随负荷减小而减弱;柴油机着火敲击声随负荷增大而减小。但是，也有个别异响与负荷无关，如气门响。呵依靠断火（油）实现某个缸或某几个缸负荷变化的目的。

判断方法：在发动机工作时，断开某一缸的高压线（汽油机）或是高压油管（柴油机）观察发动机转速变化情况，由此判断该缸的工作性能。

（4）异响与润滑条件的关系

不论什么机械异响，当润滑条件不佳时，异响一般都变得更为严重。

（5）异响与润滑条件的关系

品质好的润滑油和适宜的压力就能产生较好的润滑油膜。润滑油膜越厚，机械冲击就越小，噪声也就越轻，异响就不易发生。