WD615系列发动机敲缸的故障分析及防范措施

杨泳

摘要：动机活塞敲缸的经验诊断方法，分析了活塞横向敲缸和纵向敲缸的表现形式、原因及特点，得出活塞与汽缸壁的间隙大小是影响活塞敲缸的最重要原因。WD615发动机敲缸是—种常见的故障现象，严重影响发动机运转的平稳性和工作寿命。

WD615系列柴油机是从奥地利斯太尔公司整体引进的柴油机，为直列6缸型，缸径126mm，行程130mm，发动机排量9.726L。有自然吸气、增压、增压中冷等机型，功率范围176kW-280kW。具有可靠性、动力性、经济性技术指标优良；体积小、结构紧凑、操作简单和维护方便；排放指标先进、噪声低、通用性强等优点。是重型汽车及工程机械的理想动力。但是若日常操作维护不精心；或在发动机整机大修过程中，选用质量不合格零部件；维修加工工艺达不到标准、技术精度达不到要求。那么，发动机不但性能降低，同时还会引起发动机故障。WD615发动机活塞敲缸就是一个很普遍的例子。

1.活塞敲缸的故障特征及形成机理

1.1.常见活塞敲缸的特征

1.1.1.在发动机汽缸体中上部，听到一种嗒、嗒的响声，是一种比较清晰而尖锐的金属敲击声。

1.1.2.响声发生在活塞作功行程刚开始瞬间发动机爆发面缸壁与活塞之间。

1.1.3.发动机怠速、温度较低或重负荷时，响声更清晰，温度升高，转速提高后，响声减弱或消失。

1.1.4.急加速时，响声减弱或消失。

1.1.5.单缸断火后，响声减弱或消失。

1.2.原因分析

1_2.1.活塞与汽缸壁间隙过大。 由于修配不当或汽缸磨损严重造成活塞与汽缸配合间隙较大，使活塞在运行过程中，裙部在活塞行程上下止点时撞击汽缸壁而发出响声。

1.2.2.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，造成活塞敲缸异响。

1.2.3.由于润滑条件不良，机油压力过低或粘度过低，压力过低不能使机油飞溅到汽缸壁，无法形成润滑油膜；粘度过低不能形成正常的润滑油膜，致使活塞与汽缸壁直接碰撞而产生敲缸。

1.2.4.连杆弯曲、扭曲使活塞出现不正常的运行轨迹，不但使润滑条件恶化，而且造成汽缸不正常磨损，活塞与汽缸壁直接碰撞而产生敲缸。

1.2.5.燃烧室内积炭严重。积炭过多造成燃烧室容积减小，压缩比增大，气体压力温度都过高，产生爆震。爆震时火焰以极高的速率向外传播，温度和压力急剧升高，形成压力波以声速向前推进。当这种压力波作用到活塞时撞击汽缸壁就发出尖锐的敲缸声。

1.2.6.喷油提前角过大，即过早形成可燃混合气。在缸内压力未达到正常工作压力之前，可燃混合气迅速燃烧膨胀，使缸内压力迅速上升，造成压力过大，而此时，该缸活塞在曲轴的带动下继续向上止点运行，造成在连杆摆动平面内活塞总是不断地左右横向摆动，敲击汽缸壁而出现敲缸异响。

2.活塞敲缸的种类及产生原因

2.1.活塞横向敲缸

横向敲缸是活塞敲缸中最常见的一种。发动机工作时，在连杆摆动平面内活塞总是不断地左右横向摆动，这是活塞横向敲缸的根源。活塞横向敲缸必须同时具备两个条件：一是活塞侧向力在换向时迅速达到足够大的数值，足以克服摩擦力及惯性力，使活塞获得足够大的横向加速度；二是活塞与缸壁间有足够大的间隙，以使活塞在换向过程中获得足够的加速时间，即获得足够的撞击缸壁的速度。显然，活塞换向时的侧向力越大，以及活塞与缸壁配合间隙越大，则活塞横向敲缸越严重。活塞横向敲缸的时刻就是活塞换向完毕的时刻，也就是汽缸壁被活塞撞击而开始强烈振动的时刻。可用测量缸套振动的方法测量活塞换向结束的时刻。实际测量数值证实，活塞换向结束时刻是在速燃期后期附近，即在压缩行程上止点后10°～15°。

2.2.活塞纵向敲缸

活塞纵向敲缸是指沿发动机纵向，活塞向汽缸前壁或后壁撞击。凡是活塞在行程中改变偏缸方向，而且活塞与缸壁配合间隙比较大时都会发生纵向敲缸。活塞纵向敲缸的表现形式及原因：

2.2.1.活塞只在上下止点位置敲缸。此现象多数是由于检修后或运转中发生曲轴弯曲，或连杆轴线与主轴线平行度偏差过大，活塞在上止点时偏靠缸壁前侧（或后侧），活塞在下止点时偏靠缸壁后侧（或前侧），而在行程中间位置时活塞居中不偏缸。因而，曲轴每旋转一周，活塞在上下止点时分别敲击一次，而敲缸方向相反。曲轴弯曲引起活塞纵向敲缸的情况与上述类似。

2.2.2.活塞只行程中间位置敲缸。此现象是由于连杆扭曲造成的，无论连杆顺时针或逆针扭曲，都在每一行程中间位置敲缸一次，而且活塞上行时和下行时敲缸相反。

2.3.活塞纵、横向敲缸的比较

2.3.1.横向敲缸为间响，即每一个工作循环响一次，而纵向敲缸为连响，即活塞每一行程响一次；

2.3.2.纵向敲击较轻；

2.3.3.纵向敲缸不断缸，即缸试验时敲击声不明显减弱或消失；而横向敲缸，断缸试验时敲击声明显减弱或消失；

2.3.4.横向敲缸在发动机低温和低速运转时较明显，而纵向敲缸在高温和高速运转时较明显。

3.柴油发动机敲缸的简单诊断及排除方法

3.1.把发动机转速固定在敲击声最大的位置上，采取断缸法进行试验。如果试到某缸时，声响变化明显，卸下喷油器，从其安装孔处向汽汽缸内加注1/20L机油，用起动机带动发动机运转几圈，使活塞与缸壁间形成油膜，然后起动发动机。若在起动后的瞬间响声明显减弱或消失。说明敲缸异响发生在该缸。

3.2.用听诊器昕缸体中部，可明显察觉到敲击异响，且响声区域清新，并略有振动感，但应与正常声响、振动区分开。

3.3.柴油发动机怠速运转时活塞敲缸异响明显而清晰，随着发动机温度升高或转速处于中速以上，响声减弱或消失。

3.4.拆下汽缸盖，检查燃烧室积炭情况。如果积炭太多，应用机械或化学方法清除，另外，