汽油机活塞敲缸故障的分析

汽油机活塞敲缸多发生在汽油机严重磨损或大修后不久。当汽油机出现该故障时，应及 时排除。本文分析了活塞敲缸故障产生的原因，提出了故障诊断和排除的方法。 
　　关键词 
　　汽油机 活塞敲缸 原因分析 排除 预防
　　1 故障现象
　　汽油机正常工作时，声音较柔和。但由于某种原因，燃烧室内会发出的异常噪音，即汽油机发生敲 缸，常见的敲缸类型有: 
　　(1)汽油机冷启动后活塞敲缸异响严重，汽缸内发出一种清脆而有节奏的“达、达、达”金属敲击声， 其响声随温度变化而不同，即热车后响声减轻或消失。 
　　(2)汽油机冷车时基本正常，热车加速时敲缸严重。 
　　(3)汽油机无论冷车、热车总有敲缸异响，冷车时敲缸异响较轻，热车时敲缸异响较重。 
　　(4)某一汽缸敲缸异响，将该缸“断火”后响声减弱或消失,。 
　　(5)多个汽缸发响，响声杂乱，加大油门便发生急骤噪杂声。 
　　2 敲缸时活塞的受力分析 
　　活塞敲缸异响的实质是活塞侧面敲击汽缸壁产生的异响。当活塞与汽缸配合间隙因磨损严重而过 大时，活塞在压缩行程中受侧压力的一面偏向一侧，活塞经过上止点时侧压力的作用方向改变，使活塞 瞬时换向，从靠汽缸壁一侧迅速转变到靠向另一侧，与汽缸壁发生撞击而产生响声。
　　3 敲缸故障的主要原因 
　　(1)活塞与汽缸配合间隙过大。由于修配不当造成活塞与气缸配合间隙较大，或因气缸磨损严重造 成间隙过大。冷车时活塞间隙较大，敲缸异响严重，汽油机温度升高后活塞产生膨胀，使得活塞配合间 隙变小，敲缸异响随之减轻或消失。 
　　(2)活塞方向装反或活塞变形，破坏了活塞与汽缸配合的正常间隙，造成活塞敲缸响声。 
　　(3)汽缸壁润滑不良。润滑条件不佳，机油压力低，汽缸壁的飞溅润滑不良，活塞与汽缸直接相碰而 敲缸。 
　　(4)连杆弯曲或扭曲变形，活塞连杆组的装配使活塞在汽缸中歪斜量超过许可范围，不但使密封性 变坏、润滑条件恶化，而且造成汽缸不正常磨损，从而使活塞与汽缸壁敲击而出现响声。 
　　(5)连杆轴瓦或活塞销配合过紧，引起活塞运动中与缸壁产生撞击发出响声。 
　　(6)燃烧室内积炭严重。燃烧室内积炭过多时造成汽油机压缩比增大，气体压力和温度过高，在燃烧 室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自行点燃，即爆燃现象。爆燃时火焰以极高的速率向外传播，甚 至在气体来不及膨胀的情况下，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速向前推进。当这种压力波撞 击汽缸壁时就发出尖锐的敲缸声。 
　　(7)点火时间过早。当点火时间过早时，活塞尚未到达上止点，可燃混合气已迅速膨胀，汽缸燃烧压 力最高点提前，造成缸内压力过大，敲击汽缸壁的力增加而出现敲缸异响。 
　　(8)可燃混合气燃烧速度过快，引起缸内压力过高，活塞裙部撞击汽缸壁而出现敲缸异响。 
　　(9)表面点火。由汽缸内炽热表面或炽热点(如排气门头部，火花塞电极，积炭处等)点燃混合气产生 的一种不正常燃烧。表面点火发生时，伴有强烈的敲缸声。 
　　(10)汽缸垫过薄或缸体顶面磨削过多，造成汽油机压缩比增大，引起爆燃或表面点火，出现敲缸声。 
　　(11)选用的汽油标号低。一定压缩比的汽油机必须选用具有一定辛烷值的汽油，才能保证汽缸内的 正常燃烧而不致产生爆燃现象。抗爆性是汽油最重要的性能指标之一，汽油的牌号就是按产品抗爆性 划分的，其衡量指标为研究法辛烷值和抗爆指数二个参数。如果选用的汽油标号低，会引起汽油机功率急剧下降，并造成汽油机过热，运转不稳，产生噪音，发出尖锐的金属敲击声。 
　　4 敲缸的检查与诊断 
　　(1)把汽油机转速固定在敲击最响的位置上，采用火花塞短路法(用螺丝刀头端抵触在汽缸盖上，杆 身搭在火花塞上端的高压线头处，使高压电流短路)进行逐缸断火试验。如果试到某汽缸时，声响显著减 弱或消失，复火时缸内发出明显的“、”声，则证明是该缸活塞敲击汽缸壁。 
　　(2)用听诊棒触听缸体中部，可明显察觉到拍击声，且响声区域清新，并略有振动感。 
　　(3)汽油机怠速运转时活塞敲缸声明显而清晰，随着汽油机水温升高或转速处于中速以上,装载机，响声减 弱或消失。 
　　(4)卸下火花塞，从火花塞孔往气缸内加注少量机油，用启动机带动汽油机曲轴旋转几圈，使活塞与 缸壁间充满润滑油膜，然后启动汽油机。若在启动后的瞬间响声明显减弱或消失。但随着油膜的流失或 烧蚀，响声会很快出现，即可证明该缸是故障缸。 
　　(5)若因汽缸磨损、活塞裙部同汽缸壁间隙过大而引起的敲缸，则伴有向曲轴箱窜气现象，排气管有 蓝烟冒出。 
　　5 故障的排除 
　　当汽油机出现敲缸故障时，根据“由简到繁、由外到内”的原则，可按下述步骤进行排除: 
　　(1)检查所用汽油标号。若选用了低标号汽油，应更换高标号、抗爆性好的汽油。 
　　(2)检查汽油机温度。如果汽油机温度过高，查找造成汽油机温度过高的原因并排除。 
　　(3)检查点火时间，如果点火时间过早，调整点火正时，使点火时间既不过早也不过晚。 
　　(4)检查可燃混合气浓度。如果可燃混合气浓度过大，应进行调整，必要时清洗化油器。 
　　(5)检查机油的压力。如果机油压力过低，查找造成机油压力低的原因并排除。 
　　(6)拆下汽缸盖，检查汽油机燃烧室的积炭情况。如果汽油机燃烧室内积炭太多，应用机械或化学方法清除。 
　　(7)拆下汽缸盖后，检查汽缸垫的厚度。如果汽缸垫过薄或缸体顶面磨削过多，应选用加厚的汽缸垫，防止燃烧室容积过度减小。 
　　(8)拆下汽缸盖后，检查、测量汽缸的磨损程度，如果汽缸磨损过大或损坏，应进行搪削或更换汽缸 套。 
　　(9)抽出活塞连杆组，用外径千分尺和量缸表测量活塞同汽缸的配合间隙，检查活塞的磨损情况，检 查活塞销同活塞销孔的配合间隙。如果活塞磨损过大或损坏，应更换活塞;如果活塞同汽缸的配合间隙 过大，应重新选配活塞与汽缸套;如果活塞销同活塞销孔的配合间隙不合适，应重新选配活塞销。 
　　(10)检查连杆。检查连杆的弯曲、扭曲变形情况。如果变形超限，应冷压校正或更换;检查连杆小头铜 套，若磨损超限，应更换铜套;连杆及连杆螺栓应进行磁力探伤，连杆出现任何形式的裂纹，都必须更 换。 
　　(11)在装配时应检查活塞安装方向，特别是活塞销偏置设计的汽油机，目的是降低汽油机活塞敲缸 机会，一旦方向装反，将必然导致敲缸异响故障的发生。 
　　6 预防汽油机敲缸的措施 
　　(1)修理汽油机时选用符合质量标准的零部件，以保证各零部件配合间隙适当。 
　　(2)按规定对汽油机进行日常、一级、二级维护保养。 
　　(3)点火时间要调整适当，防止点火过早造成敲缸。 
　　(4)可燃混合气浓度调整要适当，防止浓度偏大造成敲缸。 
　　(5)随时观察机油压力，防止机油压力过低，活塞与汽缸润滑不良造成敲缸。 
　　(6)开车时要平稳，不要猛起步、猛轰油门，不要长时间超负荷作业。 
　　(7)作业中如发现强烈的敲击声，要立即停车检查。