EJ018型摩托車發(fā)動機缸頭異聲分析

李建生

（洛陽職業(yè)技術(shù)學院，河南洛陽 471000）

0 前言

摩托車發(fā)動機運行時，各部位相互摩擦發(fā)出聲響。新車的響聲有規(guī)律、柔和而不雜亂。若出現(xiàn)異常響聲，主要是零件間的配合出現(xiàn)松動、磨損或調(diào)整不當?shù)葐栴}。EJ018型摩托車發(fā)動機采用數(shù)控點火系統(tǒng)，在發(fā)動機在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)缸頭部位發(fā)出異常響聲，增大了發(fā)動機噪聲，影響產(chǎn)品質(zhì)量，這類發(fā)動機長時間運行后，必然增加機械磨損，直至出現(xiàn)故障，因此必須在調(diào)試階段找出發(fā)出異聲部位并予以解決。但因發(fā)動機工作時，異聲與正常響聲混雜在一起，很難準確判斷問題部位。

1 異聲分析

摩托車發(fā)動機常見的異聲主要有：活塞敲缸聲、活塞銷敲擊聲、活塞環(huán)漏氣聲、氣門敲擊聲、連桿軸承響聲、曲軸軸承響聲、活塞環(huán)響聲、節(jié)氣門響聲等。拆解檢查發(fā)動機總成，各部件的機加工尺寸和形位公差以及裝配尺寸均符合工藝要求?，F(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機運行時，異聲隨著缸頭部位溫度的上升而加大，初步判斷問題部位是缸頭的凸輪軸軸承室。檢查發(fā)現(xiàn)，凸輪軸軸承室在緊固及發(fā)熱狀態(tài)下，圓度發(fā)生變化。該型發(fā)動機在設(shè)計時，為了保證裝配性能，發(fā)動機凸輪軸軸承與缸頭軸承室內(nèi)徑設(shè)計為間隙配合，室溫下間隙為0.03～0.06 mm。機加工時，凸輪軸軸承室的尺寸為mm，圓公差為0.025 mm。發(fā)動機裝配緊固時受到下壓力的作用，凸輪軸軸承室發(fā)生變形，橫向尺寸增加0.03 mm。發(fā)動機工作后溫度上升，缸頭膨脹，軸承室部位發(fā)生變形，橫向尺寸加大，間隙可達0.12 mm，這樣的間隙導致軸承發(fā)生跳動，軸承與軸承室相互碰撞發(fā)出異聲。凸輪軸軸承室變形情況見圖1。

2 問題及對策

2.1 溫度變化引起的變形

發(fā)動機的工作循環(huán)在高溫下進行，汽油的燃燒及發(fā)動機各機件運動摩擦產(chǎn)生的摩擦熱會使曲軸、活塞、缸體等部位溫度升高，使之產(chǎn)生熱變形，機械強度隨之降低，正常的間隙配合也隨著熱膨脹而改變。溫度下降也會使各部件尺寸發(fā)生變化，影響發(fā)動機性能。為了獲得發(fā)動機溫度變化引起的變形量，設(shè)計從－20℃（表1）至130 ℃（表2）的低溫和高溫試驗，模擬發(fā)動機冷熱機狀態(tài)下軸承室尺寸的變化規(guī)律，用以確定預加工量。

圖1 凸輪軸軸承室變形

表1 低溫冷凍實驗

表2 130℃高溫實驗

2.2 裝配緊固造成的變形

因為發(fā)動機缸頭裝配時要用螺栓緊固，壓緊力會造成0.03 mm變形，但這部分變形無法避免，只能嚴格控制緊固力的大小。

2.3 對策

由下壓造成的變形和溫度升高造成的變形不可避免，可以考慮把軸承室加工成橢圓來抵消變形。既然下壓時橫向尺寸增大，機械加工時相應(yīng)減小橫向尺寸，將縱向尺寸適當增加（圖2）。經(jīng)過反復試驗，得出軸承室縱向尺寸增加0.025 mm時，熱變形后間隙<0.06 mm，發(fā)動機處于最佳運行狀態(tài)。改造后，軸承室熱機狀態(tài)下的間隙降到最低，消除了缸頭異聲。

3 結(jié)語

經(jīng)運行測試，改進后的發(fā)動機工作平穩(wěn)，噪聲下降，動力強勁，避免了此問題造成的后續(xù)返工維修；降低調(diào)試過程中的勞動強度，并且降低成本，產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。

［1］姚小剛，程昌圻.排氣噪聲預測的改進研究［J］.內(nèi)燃機學報，1991，9（1）：71－76.

圖2 軸承室預加工成橢圓

［2］阮天林，朱蘭英.摩托車發(fā)動機診斷與檢修新方法［M］.北京：人民郵電出版社，2016.