工程机械故障诊断研究范文

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摘要：

主要分析了工程机械曲柄连杆机构的故障以及产生故障的原因，诊断曲柄连杆机构的故障，最后着重探讨了应对曲柄连杆机构故障的一些排除方法。为解决发动机故障提供参考意见。

关键词：

曲柄连杆机构；工程机械；故障诊断；排除方法

1工程机械曲柄连杆机构故障现象及原因

1．1活塞敲缸现象及原因分析

（1）现象。当发动机在工作时，气缸壁与活塞碰撞，从而发生出声响，则称之为活塞敲缸，主要现象表现为：当发动机在运转时，发出“当、当、当”节奏声音；随着发动机温度升高，异常的响声会逐渐减少或者消失；发动机排出蓝白色的烟色。

（2）分析原因。首先第一点，是因为气缸壁与活塞之间的间隙原因。当发动机在工作时，活塞顶部会有气体压力存在，在作功和压缩过程当中，排气和进气两个行程要小于气体对活塞的作用力，在作功过程当中，转过共线位置时候的连杆会呈现出倾斜状态，从而活塞会出现侧压力，这时候活塞一侧就会被压在气缸壁的左边。压缩过程中，活塞顶部有压缩气体压力存在，转过共线位置一直到越过止点时，压缩气体会将活塞压在气缸的另一侧。因此，引起气缸壁与活塞之间的间隙原因主要在于气体压力作用导致的，将活塞压在气缸壁上，当活塞运动时就会发生响声，会导致气缸壁与活塞的磨损。连杆扭转的原因，连杆承受着惯性力、气体压力、旋转离心力等，主要是做摆动较高速的长杆，由于连杆受力原因多变，容易导致连杆出现扭曲现象，如果发动机在不正常的燃烧情况之下，会造成连杆弯曲，之后连杆两端的轴线就会出现不平衡状态，连杆回转也不会在同一平面内，连杆活塞与活塞销摆动时候，会与气缸壁发生碰撞而发出异响。

1．2活塞销响

（1）现象。活塞销响的现象主要发出“咯儿”响声，而且声音比较尖锐，当怠速较高时候，这种声响较为清晰。

（2）原因分析。活塞销主要承受着冲击负荷，压紧活塞销，从而在运转时产生磨损。久而久之，由于修理不当导致增大配合间隙，当间隙增大到一定程度，活塞运动时，其方向、加速度大小也由于活塞位置而发生相应的改变，活塞销与活塞的压紧也会产生相应的变化，从而发出撞击的响声，如果没有润滑油的时候，活塞销的异响就会更加的清晰明显。

1．3连杆轴承

（1）现象，连杆轴承会因为轴径与连杆轴承之间的碰撞，而发出声响，当发动机工作时，会发出“当”节奏金属敲击声音，单缸断火之后会消失或者减少响声，随着负荷量逐渐的增大而响声也会逐渐的增大，转速提升会伴随着机油压力下降现象。

（2）原因分析。发动机工作时，由于连杆轴承与轴径配合间隙过大，导致连杆轴承发出异响，主要原因是因为磨损、连杆螺栓松动、修理发动机时，配合间隙不当导致间隙过大，致使连杆轴承发出响声。

1．4整体式曲轴主轴承响

（1）现象，发动机加速较为突然，敲击声会发出“刚”声响，严重时还会发生机体振动现象，随着负荷增大响声也随之而增强，较近的两个缸位断火时，声响会消失或者是减弱，并会伴随着机油压力下降现象。

（2）原因分析。在正常工作当中，曲轴主轴颈与轴承发生磨损，导致过大配合间隙，磨损缓慢且平稳，大部分都发生在损耗期间。由于发动机润滑系统故障、发动机温度升高、润滑油质量较差等原因，致使润滑油不良，便会在磨损进程中导致增大配合间隙。此外，曲轴主轴承盖螺栓松动也会导致增大间隙。

1．5曲轴轴向窜动声响

（1）现象，比较于曲轴主轴承声响，曲轴轴向窜动声响与曲轴主轴承声响有些类似。

（2）原因分析。轴承轴向间隙必须要有，但是有了间隙之后，由于受到轴向的影响，会导致曲轴前后窜动。为了限制窜动，一般会采用止推垫安装在曲轴上，当发动机工作时，曲轴止推垫必然会产生磨损，如果止推垫磨损必将会增大轴向间隙，会因为前后窜动而发出声响。

2工程机械曲柄连杆机构故障诊断与排除

2．1活塞敲缸故障诊断与排除

诊断活塞敲缸故障，要根据现象对活塞敲缸情况就进行确定，拆下喷油器，向气缸注入机油，撬动飞轮，估计机油流入活塞周围间隙后启动发动机。如果活塞敲缸响声消失，则说明是活塞敲缸故障。如果在早期就发生活塞敲缸故障时，主要原因是因为活塞销、活塞销衬套、连杆轴承过紧，从而导致活塞产生拉伤，这时应当进行单缸断火实验，如果断火之后异响消失，则表明有活塞敲缸，应当深入检查，采用针对性的措施来排除故障。如果在使用阶段发生故障，大部分的主要原因在于连杆变形原因，进行单缸断火实验，断火之后如果异响没有消失，说明是由于连杆变形引起的活塞敲缸，应当进一步深入检查和校正。如果在损耗期间发生活塞敲缸，随着温度变化而不断变化响声，排气管有蓝白色的烟，大部分是因为气缸壁与活塞磨损造成过大配合间隙，应当立即检修发动机。

2．2活塞销响故障诊断与排除

活塞销响故障发生，一般都是在损耗阶段，如果具有较高怠速，或者是油门抖动时，产生的异响是非常明显的。发动机温度逐渐升高，活塞销响的异响也随之而不断增大，单缸断火时的异响有变化。如果出现以上现象，则可以诊断为活塞销响。拆卸之后应当对其进行检查，对其进行更换，使得活塞销配合间隙符合要求。

2．3连杆轴承故障诊断与排除

如果在正常使用阶段、早期故障期间发生连杆轴承响声。大部分是因为连杆螺栓松动原因，堵塞了润滑油路、连杆轴承装配不恰当等原因。单缸断火实验之后，对缸位进行确定，如果单缸断火之后响声消失或者逐渐减小，则表明这个缸位有故障，否则表明故障在其他缸位当中，应当继续检查。如果在损耗期间发生连杆轴承异响，并且伴随着机油压力下降现象，表明每个缸位连杆轴承有过大的间隙，应当及时修理发动机。

2．4整体式曲轴主轴承响诊断与排除

如果发生在正常使用阶段，或者是早期阶段，曲轴主轴承响大部分是因为个别轴承盖松动，或者是润滑油路被堵塞，使得轴承磨损从而导致出现过大的间隙。这时候采用相邻的两个缸位进行断火实验，对缸位进行确定，如果断火实验时候响声消失或是逐渐减小，则表明这两个缸位轴承有响声，如果在损耗期间发生整体式曲轴主轴承响，伴随着机油压力下降现象，则说明轴承之间的间隙过大，应当对发动机进行全方位维修。

2．5曲轴轴向窜动声响诊断与排除

一般在使用很久之后，才会发出曲轴轴向窜动声响，怠速时候就能听到很清晰的“刚”金属响声。如果踩下离合器踏板就会减少异响，或者异响消失。这表示曲轴轴向窜动响。如果发动机在停转状态时，可以撬动飞轮，安装百分表测量，如果曲轴轴向窜动测量超过一定范围或者是数值，则说明曲轴轴向窜动出现异响，应当立即更换曲轴止推垫。

3总结

综上，采用图文结合的方式，介绍了发动机异响故障诊断方法以及排除方法。以实际情况，主要从工作原理、结构以及检测故障三方面进行了详细的论述。针对以上异响诊断，必须充分掌握异响的规律以及诊断方法，只有对这两方面进行熟悉了解，异响故障以及排除就容易得多。

参考文献：

［1］郝伟，王爱红．发动机曲柄连杆机构异响故障诊断与排除［J］．机械管理开发，2001．

［2］陈然．内燃机曲柄连杆机构的力学行为分析［D］．中北大学，2015．

［3］魏璐璐，左正兴，向建华．基于ISIGHT的曲柄连杆机构多学科优化［J］．机电工程，2011．

作者:刘华平 单位:山西路桥建设集团有限公司阳泉分公司