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11年产科鲁兹轿车发动机异响的排除

  • 2013-06-09
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故障描述:

一辆2011年产雪佛兰科鲁兹轿车,行驶里程1 800 km。用户反映该车发动机异响,在车辆行驶中,当发动机转速达到2 000 r/min时,在车内可以听到“哒、哒、哒”的声音,只有发动机转速升高到3 000 r/min后,异响才消失。

故障分析:

维修人员接车后,将车辆用举升机升起。起动发动机,使用听诊器监听,确定声源在油底壳前部。在靠近机油泵壳体的接合部位倾听,声音最为明显。该车的正时皮带后部,装有曲轴驱动的内齿轮机油泵,机油泵壳体与油底壳相连。但是在机油泵壳体以上倾听,声音的强度不如油底壳明显。

尝试拆下发动机附件皮带、更换曲轴皮带轮以及更换正时皮带,这些尝试均未使声响有任何改变。分析声音的特征,它总是在发动机转速为2 000 r/min时最为明显。发动机转速或高或低时,声音强度都会降低,但声音的节奏并没有明显变化。根据这样的特征判断,异响应属共振现象。

评估能够进一步进行排查的方案,只有更换机油泵总成、检查曲轴的机油泵处轴颈以及检查油底壳,而其他方案,难以实施。拆卸油底壳和机油泵之后,测量和检查曲轴驱动机油泵的轴颈,未见异常。检查油底壳,发现油底壳中装有挡油板,挡油板是硬塑料材质,面积很大,展开在整个油底壳内,由2个螺栓固定在油底壳底部。挡油板只有一个凸缘与油底壳接触(图1)。仔细查看油底壳与挡油板的装配关系,发现油底壳前部与挡油板凸缘有一定的间隙,并未完全压紧(图2)。这个部位与声音最大的部位接近,也是距离挡油板固定部位最远的地方。当发动机的振动频率等于挡油板共振频率时,完全有可能发生共振,从而敲击油底壳发出声音。虽然在油底壳和挡油板的这个部位,没有看到明显的敲击痕迹,但这种可能性是完全存在的。

图1 挡油板与油底壳接触的部位

图2 存在间隙的部位

故障解决:

为了彻底排查故障,决定在更换机油泵的同时,也将挡油板这个部位进行处理。于是,切去了2 mm挡油板凸缘(图3)。装复发动机试车,故障消失。

图3 修改后的效果

回顾总结:

如果声音是由2个相对运动部件之间摩擦而产生的,那么通常声音的强度和频率会随着运动速度的增加而增加,这可以联想到旋转零件产生的声音。如果声音是在共振出现后,由于敲击而产生的,那么声音的强度是在共振点时才达到最大,振动源的频率偏离共振点时,声音强度便会下降。

对于异响故障,首先要注意异响的声音特征。要考虑是运动部件的摩擦导致,还是零件共振导致,或是二者兼而有之。如果是运动部件摩擦产生的,那么运动部件之间的关系,如间隙、润滑、平衡以及相对位置等,都可能产生异响,这往往通过测量手段检查出来。如果异响是共振产生的,那么产生共振的零件有一个特征,就是能够振动,且是有弹性的。此外还要考虑声音的传递路径。声音是在物体中传播的,有些物体会让声音发生改变,所以要注意避免由此而产生误判。

对于维修方案的实施,要考虑方案的有效性、彻底性和全面性,避免遗漏和失误,以提高故障排查的准确性和效率。例如本案例中拆卸油底壳和机油泵时,是否可以检查曲轴间隙?答案是不可以。因为这种拆卸程度,无法满足准确检查,所以这个检查方案不能执行。是否需要检查曲轴驱动油泵的轴颈?答案是可以进行检查、测量以及比对。是否需要检查油底壳的挡油板?答案是需要检查,因为异响的特征和部位都在这里。是否需要更换油泵?答案是需要,因为从声音的部位来讲,机油泵也是怀疑的重点。此次维修没有排除油泵的可能性,如果再要更换机油泵,会造成较大的重复工作量。(牛英伟)

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