第七节 柴油机声音异常
一、故障现象
柴油机正常运转时，其声音是有节奏的，并符合一定的规律。即在不同的工况时，其声音的大小和频率分布是一定的。当发生噪声异常时，有以下几种情况：
①敲击声：这种声音钝哑.沉闷，且常伴有柴油机振动加剧。
②铛铛声：这种声音清脆，有节奏。
③嚓嚓声：这种声音连续，刺耳。
④喝喝声：这种声音连续嘶叫，或有节奏的拍拍声。
二、后果危害
当柴油机出噪声异常时，实际是发生了故障的外观反映。此时将导致柴油机可靠性和寿命下降，甚至更大的恶性事故。
三、原因分析
柴油机发生声音异常，一般有以下原因造成：
① 燃烧过程恶化造成的燃烧噪声异常。
② 进排气系统漏气造成的空气动力噪声异常。
③ 零件磨损过大和机械零部件损坏、松动，造成的机械噪声异常。
以上三方面的原因可用图2—17表示。
供油提前角过早
喷油量过大
喷油压力过高
柴油质量差，十六烷值过低
喷油嘴滴油、漏油、
雾化不良
进气管法兰漏气
排气管法兰漏气
气缸垫漏气
气门漏气
活塞环漏气
活塞缸套间隙过大
主轴瓦间隙过大
连杆瓦间隙过大
连杆衬套间隙过大
气门间隙过大
齿轮间隙过大
齿轮断裂
油泵柱塞卡住
机油泵调压阀卡住
齿轮铜套和轴烧住
摇臂轴和轴承烧住
气门碰活塞
气门弹簧断裂
柱塞弹簧断裂
飞轮固定螺钉松动
缸内有异物
减振器缺油
减振器松动
运动件不平衡
图2一17柴油机噪声异常的原因柴油机的噪声源有三个方面。燃烧噪声、机械噪声和空气动力学噪声。在柴油机工作正常时，这些噪声和其频率在不同的工况时是在一定范围的。只有发生了故障，这些噪声才出现异常。下面具体分析如下：
- 燃烧噪声原因分析
① 柴油机的燃烧噪声由柴油机燃烧过程决定。反映在柴油机的工作过程变化，就是柴油机的爆发压力和压力升高率及最高爆发压力出现的时刻的变化，而引起噪声变大。当柴油机供油提前角过大时，滞燃期延长，在此期间内积存大量燃油，燃油始燃量增大，一旦燃烧，便显得燃烧特别粗爆，产生了高的燃烧噪声，呈铛铛的敲缸声。
② 因为噪声与负荷呈正比，负荷越大，噪声越大。所以如果某个缸供油量过大，该缸作功大，燃烧噪声大。
③ 当某缸喷油压力过高时，由于油雾穿透度增加和空气混合不良，滞燃期增大，燃烧粗爆，使噪声增加。
④ 当柴油质量不好，十六烷值太低或残炭量大，使柴油机的滞燃期增大，燃烧粗爆，引起噪声增大。也是铛铛的敲缸声。
⑤ 当油嘴雾化不良、漏油.、滴油时，此时柴油机燃烧时刻、滞燃期、始燃量均发生不规律的变化，使燃烧噪声的节奏响度都发生变化。特别噪声的频谱发生明显变化。
2．空气动力学噪声原因分析
190系列柴油机来说，由于空气经复合式空气滤清器进入增压器，而燃烧后的废气经废气涡轮排出机外。所以进排气噪声基本是连续的。当发生下列情况时，便会有不正常的噪声出现。
①涡轮前的排气管发兰漏气，如垫片破裂等，因高温高压废气的冲出会出现与工作循相同节奏的“怕、怕声”。
②气缸垫片破裂，高温高压燃气突然冲出造成的与工作循环相同节奏声。此时即使停缸也会出现因压缩气体冲出造成的“呲、呲”声。
③ 当进气管发兰垫件漏气时，一定压力冲出冲出造成的的“嘶、嘶”声。
④ 当气门密封不严或气门杆卡住］造成工作中气体从缸内倒灌进气管，而造成“铛、铛”的响声，此时往往还有进气管发热现象。
⑤ 当活塞环和缸套密封不严造成漏气时，在压缩过程和燃烧冲程气体回窜曲轴箱，出现呈一种空洞的“喝、喝”声。此时往往伴随曲轴箱废气增大。
注油器垫片压不紧或漏装时，也会造成 “呲、呲”声 - 机械零件磨损噪声原因分析
柴油机零件磨损，造成摩擦付配合间隙增大，使摩擦付之间的撞击声增加。由于轴与轴承间有润滑油，此声音不像金属直接撞击而造成的那种清脆的声音，而是呈一种钝哑的撞击声。
① 主轴承和主轴间隙过大造成的撞击声比较沉重.钝哑，连杆轴承和连杆轴间隙过大造成的撞击声比其轻而响，音调清脆。而连杆小头和活塞肖 因间隙过大造成的敲击声，音调最高，更清晰。
② 活塞和缸套间因间隙过大造成撞击声。由于发生在活塞摆动平面，且在燃烧膨胀冲程，活塞换向过程中，所以在机体侧呈“铛、铛”声。
③ 气门间隙过大，造成气门杆和摇臂及气门和气门座之间的撞击声增大，呈明显的“铛、铛”声。
③齿轮的啮合间增大，就造成齿轮啮合噪声增大，呈连续的“沙、沙”声。 - 柴油机运动件松脱卡住损坏的噪声原因分析
柴油机运动件松脱卡住损坏引起的噪声，是突发性的，因此噪声异常也比较明显。
① 气门碰活塞。由于配气定时的变化，或者气门杆卡滞、.缸盖余隙太小造成的气门碰活塞声非常清脆，呈有规律的“铛、铛”声。
② 气门弹簧断裂。既造成配气定时的错乱，使气门碰活塞，出现碰撞声；又有断裂弹簧的运动中的“拍拉、拍拉”声。
③ 摇臂轴和轴承因供油不足、烧损而造成的声音异常。是一种由干摩擦而发出的有节奏的连续的不沉重的清晰的“吱、吱”声。
④ 齿轮断齿造成的噪声。则是不连续的“沙、沙”声，呈有规律的“嚓咔、嚓咔”声。
⑤ 缸内进入异物。在活塞和缸盖间呈不规律的撞击，所以声音杂乱。
⑥ 飞轮螺栓松动或风扇松动。造成飞轮或风扇运转中摆动,运转不平衡，从而出现一种沉闷的甚至呈“嚓、嚓”的撞击摆动声。
⑦ 油泵柱塞弹簧断裂。出现弹簧运动中“拍啦、拍啦”声。
⑧ 油泵柱塞卡住。则出现一种因运动不畅和干摩擦造成“吱、吱”的异声。
⑨ 连接件松脱和旋转运动件相碰出现的金属摩擦声。是一种明显的异声，往往伴随摩擦火花出现。
⑩ 油调压阀卡滞。造成回油无规律，从而造成管路振荡声，
① 出油阀弹簧断裂。会出现闷车声和断裂声，伴随着冒黑烟和机器无力。
四. 诊断方法
诊断声音异常时，首先用听诊法或声振仪器法判断声音异常部位，然后结合工况变化法或部分停缸法，详细判断造成声音异常的部位和原因。
①听诊法。即用一根金属棒放在柴油机的有关部位，根据声音的大小、高低、轻重、性质，结合经验，予以判断。这种方法多用于缸盖、缸套、轴承，齿轮系处的诊断。
②工况变化法。有些声音异常与工况有明显关系。此时可将转速由低到高，负荷由小到大，进行变化，从而判断声音异常变化情况。这种方法多用于判断燃油、燃烧系统故障引起的声音异常的判断。
③声振仪器诊断法。用振动仪、噪声仪测试有关部位的噪声和振动信号，并对其进行数字处理、分析，并和标准故障进行比较判断。此种方法目前正在研究中，但却是最有前途最准确的方法。
④部分停止法。由于引起声音异常，往往是某些缸工作不正常引起。所以当停止该缸工作。如异声消除，则可准确地予以诊断。
进排气管.气缸垫片破裂漏气，气门碰活塞，弹簧断裂.金属摩擦声.等声音异常，容易判断。其它故障，多是各种方法综合运用，并凭经验进行判断。表2—1，列出几种典型声音异常的诊断方法和程序。
表2—1，几种典型声音异常的诊断方法和程序。
NO 项目 方法及部位
1 主轴承和连杆轴承的敲击声 在主轴承两侧听诊，或用振声测试仪分析，然后用工况变化法和停缸法判断异响部位和缸次。打开观察盖使活塞在上止点，撬动连杆盖，判断间隙是否过大。
2 连杆小头轴承的敲击声 方法同上，诊断部位在机体中上部两侧
3 活塞缸套间的敲击声 在机体上部两侧，活塞上止点时仔细用听诊法判断，并用停缸法判断敲缸部位和.缸次。也可用向可疑气缸上部加入厚质机油，转动数圈后再起动柴油机，如 响声消失或减弱，则证明该缸属敲缸缸次）
4 供油角太早或喷油嘴故障的敲缸声 首先用听诊法或声振测试仪法判断是否敲缸，然后用部分停缸法，判断是哪一缸的问题，最后用析检法判断该缸油嘴故障的性质和供油角变化情况。
五. 排除措施
针对异声诊断的部位和原因，有的放矢的予以排除。
① 对零件损坏、松脱、卡滞造成异声的故障，应分别予以修理和更换。如紧固飞轮、风扇固定螺钉，使其运转平稳；更换损坏之齿轮；修理和更换气门和活塞，保证运动正常、间隙正常；更换断裂之气门弹簧、.柱塞弹簧。修理或更换摇臂轴和轴套、柱塞付；修复或更换喷油嘴，更换破裂之进排气管垫件、气缸垫片等。
② 对因间隙过大，造成异声的故障，应分别进行修复或更换。如修复和更换轴承和曲轴，使其间隙符合要求；修复和更换活塞、.缸套、活塞环，使其配合间隙符合要求。调整气门间隙，使其符合要求；调整供油提前角，使之符合要求等。
③ 如系柴油不符合要求，则更换符合要求的柴油。