◆文/湖南 劉勇

故障現(xiàn)象

一輛2013年2.0T斯柯達(dá)昊銳，發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程超過90 000km?？蛻魣?bào)修發(fā)動(dòng)機(jī)冷車異響，在更換正時(shí)鏈條后，發(fā)動(dòng)機(jī)異響消失。幾天后又返回報(bào)修，反映在加速時(shí)，儀表臺(tái)內(nèi)部存在異響。

儀表臺(tái)反復(fù)拆裝了兩次，把可能出現(xiàn)松動(dòng)的部件都重新緊固了一遍，但故障依舊。該車除了加速時(shí)儀表臺(tái)內(nèi)有異響外，無其它故障現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)、加速有力、并且發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速無異響。

故障診斷與排除

因?yàn)楣收犀F(xiàn)象是異響，所以先用Pico的振動(dòng)異響(NVH)診斷套裝檢測(cè)了異常聲音的頻率，如圖1所示。E2的頻率是69.1Hz；2E2的頻率是138Hz(E2頻率的2倍，即E2的二階)；3E2的頻率是207Hz(E2頻率的3倍，即E2的三階)；4E2的頻率是276Hz(E2頻率的4倍，即E2的四階)；5E2的頻率是346Hz(E2頻率的5倍，即E2的五階)。

圖1 異常聲音的頻率

由圖1所示的頻譜中可以看到：在有異響時(shí)，E2最大，并且存在以E2頻率的倍數(shù)遞增的聲音(諧波)。E2的一階到五階的幅值大小在連續(xù)減小，說明異響就是E2造成的。由此大概可以確定異響是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的E2振動(dòng)，經(jīng)過車殼傳遞到儀表臺(tái)，儀表臺(tái)內(nèi)部的塑料部件響應(yīng)了E2的振動(dòng)，從里面發(fā)出了異響。需要特別說明的是：E2指發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的二階振動(dòng)或聲音，即該振動(dòng)或聲音的頻率是曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的2倍。另外，振動(dòng)和聲音是指同樣的東西，只不過是通過人體不同的感官來感知而已。身體如手腳等感知的振動(dòng)，稱為振動(dòng)；耳膜感知的振動(dòng)，稱為聲音。但它們都是振動(dòng)。

對(duì)于這類異響處理，一般從以下三個(gè)方面去檢查：

1.振動(dòng)源(發(fā)動(dòng)機(jī))是否震動(dòng)過大；

2.振動(dòng)的傳遞路徑(發(fā)動(dòng)機(jī)膠墊)是否失效；

3.產(chǎn)生異響的響應(yīng)部件(儀表臺(tái)內(nèi)部塑料部件)是否松動(dòng)。

對(duì)于四缸的發(fā)動(dòng)機(jī)來講，E2是正常情況下都會(huì)有的振動(dòng)，只是有可能因?yàn)楣收隙孍2變得更大。為此，筆者分別檢測(cè)了發(fā)動(dòng)機(jī)、車體和儀表臺(tái)內(nèi)骨架三處的振動(dòng)情況，并將這三處的數(shù)據(jù)與正常無異響的車同樣位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì) (圖 2～圖 7)。

圖2 正常車儀表骨架處E2的振動(dòng)

圖3 故障車儀表骨架處E2的振動(dòng)

圖4 正常車翼子板處E2的振動(dòng)

圖5 故障車翼子板處E2的振動(dòng)

圖6 正常車發(fā)動(dòng)機(jī)處E2的振動(dòng)

圖7 故障車發(fā)動(dòng)機(jī)處E2的振動(dòng)

經(jīng)過對(duì)比測(cè)試，各處的E振動(dòng)情況如表1所示。故障車發(fā)動(dòng)機(jī)上的振動(dòng)有1 190mg，但是正常車的發(fā)動(dòng)機(jī)上的振動(dòng)只有137mg，所以此車的故障原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)(振動(dòng)源)的振動(dòng)過大。發(fā)動(dòng)機(jī)的膠墊過濾了大部分發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，所以膠墊是好的。對(duì)于此車的故障，我們只能去找發(fā)動(dòng)機(jī)為什么會(huì)有這么大的振動(dòng)，才能排除故障，對(duì)儀表臺(tái)內(nèi)部的緊固只是治標(biāo)不治本。

表1 正常車與故障車各處振動(dòng)檢測(cè)結(jié)果

由于此車剛更換過正時(shí)鏈條，所以重新拆下前端蓋，就在準(zhǔn)備按維修手冊(cè)上的規(guī)范重新拆裝所有鏈條時(shí)，發(fā)現(xiàn)之前安裝正時(shí)鏈條時(shí)錯(cuò)誤安裝了平衡軸，平衡軸角度偏移了180°。

正確安裝平衡軸后，故障被徹底排除。

維修小結(jié)：

平衡軸角度偏移180°后，剛好放大了E2的正常振動(dòng)，這個(gè)振動(dòng)傳遞到儀表臺(tái)，而儀表臺(tái)只是剛好響應(yīng)了這個(gè)振動(dòng)而已。所以無論怎樣拆解儀表臺(tái)、無論如何緊固，都無法解決儀表臺(tái)異響的問題，因?yàn)檎嬲收宵c(diǎn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。

專家點(diǎn)評(píng)李玉茂 NHV(噪音、振動(dòng)、聲振粗糙度)是

汽車維修中經(jīng)常遇到的故障現(xiàn)象，有感官診斷法和儀器診斷法。將拾波器或聲級(jí)計(jì)與頻率分析儀連接使用對(duì)于診斷NHV非常有效，在二、三十年前的汽車維修中就已采用，可獲得所需的數(shù)據(jù)頻率，以圖像的形式在屏幕上顯示出來。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)中，其實(shí)活塞的運(yùn)動(dòng)是不均勻，上下止點(diǎn)位置速度為0，上下止點(diǎn)中間的位置速度最高，活塞的每次加減速均會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。在振動(dòng)理論上，常用多個(gè)諧波振動(dòng)來描述發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，振動(dòng)頻率(對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)1周有2個(gè)缸做功，實(shí)際是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2倍)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相等的叫一階振動(dòng)，頻率是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2倍的叫二階頻率，依此類推。但振動(dòng)頻率越高，振幅越小，二階以上可以忽略不計(jì)，一階振動(dòng)占整個(gè)振動(dòng)的70%以上，是振動(dòng)的主要來源。

平衡軸是裝有偏心重塊隨同曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸，利用偏心重塊產(chǎn)生的反向振動(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的平衡效果，降低發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。安裝正時(shí)鏈條時(shí)如果把平衡軸記號(hào)裝錯(cuò)，平衡軸不僅起不到平衡作用，反而引起更大的振動(dòng)，所以平衡軸記號(hào)與正時(shí)齒輪記號(hào)同等重要。

本案例中，當(dāng)維修人員更換正時(shí)鏈條后出現(xiàn)儀表臺(tái)振動(dòng)，應(yīng)首先利用感官診斷法初步判斷是一處振動(dòng)還是多處振動(dòng)，不應(yīng)兩次盲目拆裝儀表臺(tái)，不僅耗工耗時(shí)，對(duì)插接件、螺紋、卡扣等也沒有好處。本文作者看到這種不合理的修理方法后，采用振動(dòng)異響(NVH)診斷套裝，檢測(cè)出振動(dòng)源是發(fā)動(dòng)機(jī)，用儀器檢測(cè)數(shù)據(jù)服人，維修人員拆檢平衡軸發(fā)現(xiàn)記號(hào)偏移180°，當(dāng)活塞加速運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡軸不僅不吸收振動(dòng)力，而且還起到了放大振動(dòng)的作用。