頂桿式發(fā)動機(jī)異響主要原因分兩類,一類是機(jī)械部分產(chǎn)生的異響,另一類是異常燃燒產(chǎn)生的異響。它們的組成和聯(lián)系如圖 1-26 所示。圖 1-26 只是排列了摩托車產(chǎn)生噪聲的部件,當(dāng)然,要提高零部件的產(chǎn)品質(zhì)量以控制噪聲,還要注意到它們之間的互相作用對噪聲的影響。某些摩托車雖然噪聲指標(biāo)是合格的,但行駛過程中,在某一速度區(qū)域內(nèi)會出現(xiàn)異常響聲,這種發(fā)動機(jī)的異響有的是一種高頻的機(jī)械振動產(chǎn)生的;有的是尺寸鏈累計誤差造成的;還有的是零部件抗疲勞性差所致;再有的是零部件熱膨脹量不一致引起的。它對能量是一種額外的消耗,對作用的機(jī)械面也將產(chǎn)生損傷和破壞。
本人長期從事摩托車發(fā)動機(jī)三包更換鑒定工作,在工作中發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)異響占有很大比例,而頂桿機(jī)的異響又是其中最難鑒定的故障之一,且都是機(jī)械部分產(chǎn)生的異響。同時還發(fā)現(xiàn)曲軸軸承異響和配氣機(jī)構(gòu)異響占 60% 以上,給三包更換工作帶來了巨大壓力及一定的經(jīng)濟(jì)損失。下面就頂桿機(jī)軸承異響和配氣機(jī)構(gòu)異響分別進(jìn)行分析,供大家參考。
曲軸軸承異響
眾所周知,曲軸軸承是用來支承曲軸,且把曲軸固定在曲軸箱上。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時,活塞受汽缸內(nèi)爆炸力的推動向下運行,向下運行時的力通過連桿傳至曲軸銷,再推動曲軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)活塞運行到下止點后,必須依靠曲軸、飛輪的慣性力,推動活塞從下止點到上止點,從上止點再到下止點,再從下止點到上止點,又開始了一次新的爆炸作功。在這個過程中,我們可以看出曲軸軸承雖說本身不作功,但其對發(fā)動機(jī)作功過程的參與是必不可少的。同時,曲軸軸承的故障引起發(fā)動機(jī)運行不正常或不運行,也是必然的和有直接影響。在長期的工作實踐中,我們發(fā)現(xiàn)曲軸軸承的故障導(dǎo)致發(fā)動機(jī)異響的事例很多,特別是左曲軸軸承,它的內(nèi)、外圈的游隙超標(biāo),造成曲軸軸向竄動,引起發(fā)動機(jī)異響。大家知道,頂桿機(jī)的曲軸軸承采用的是一對非標(biāo)軸承 6328 ,它屬向心球軸承,精度等級為 D 級,因此,它的游隙控制在 5 ~ 20μm ,同時,對曲軸箱相應(yīng)的軸承孔也提出了高要求,精度等級為 K6 ,圓柱度為 2.5μm 。
在發(fā)動機(jī)的鑒定工作中,凡產(chǎn)生咕隆、咕隆聲的發(fā)動機(jī)一般都是曲軸軸承游隙超標(biāo)所致,取下曲軸后,在一圓周中用手即可感覺到外圈相對內(nèi)圈有晃動,換上新曲軸后異響就消失。曲軸軸承游隙超標(biāo)產(chǎn)生的原因主要有這么兩個方面:
其一,不正確的裝配方法。如曲軸組件裝入箱體時,曲軸與箱體不垂直;維修作業(yè)時,裝曲軸軸承時不用內(nèi)圈套筒等。
其二,零件本身不合格。在實踐中我們發(fā)現(xiàn)有的曲軸組件,其上的軸承本身游隙就超標(biāo),手感晃動厲害,裝上后必然會產(chǎn)生發(fā)動機(jī)異響。
配氣機(jī)構(gòu)異響頂桿機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)由曲軸正時齒輪、凸輪正時齒輪、下?lián)u臂、下?lián)u臂軸、頂桿、上搖臂、上搖臂軸、氣門等組成。其中曲軸正時齒輪為主動輪,為了增大傳動接觸面積,減少傳動中的噪聲,采用了斜齒形齒輪傳動方式。凸輪正時齒輪是凸輪與傳動齒輪的聯(lián)合體,同為軸上的兩個部件。
凸輪只用一個,為進(jìn)、排氣共用。下?lián)u臂是連接凸輪與頂桿的中間傳動機(jī)件,它分為進(jìn)氣搖臂和排氣搖臂,通過同一搖臂軸固定在發(fā)動機(jī)汽缸左側(cè)的空腔里。頂桿也分進(jìn)、排氣頂桿,分別與下?lián)u臂中的進(jìn)、排氣機(jī)件配合。上搖臂是推動進(jìn)、排氣門的傳動機(jī)件,它將頂桿傳送過來的頂力傳送到氣門桿,以頂起氣門。上搖臂分為進(jìn)、排氣兩個,它們分別通過支架裝于汽缸頭內(nèi)部的前、后兩處。在頂桿機(jī)異響中,我們發(fā)現(xiàn)下?lián)u臂異響在配氣機(jī)構(gòu)異響中占有 70 %左右,故障現(xiàn)象是“噠噠”聲,有間接響、有連續(xù)響、還有不規(guī)則響,易造成氣門間隙大、上搖臂軸向間隙大和活塞與汽缸間隙大的錯覺。當(dāng)我們把新的下?lián)u臂軸及一對下?lián)u臂換上后,故障立刻消失,但幾千公里以后又出現(xiàn)下?lián)u臂異響。為此我們對故障點進(jìn)行了分析,我們認(rèn)為下?lián)u臂異響是頂桿和上搖臂接觸點、下?lián)u臂接觸點三者形成的往復(fù)運動平面與下?lián)u臂軸不垂直造成的。
原因如下:頂桿往復(fù)運動面與下?lián)u臂軸不垂直勢必就有一個附加力矩產(chǎn)生,這個力矩對上搖臂來講會造成上搖臂的軸向竄動。但上搖臂的軸向間隙目前在工藝上已進(jìn)行嚴(yán)格控制,影響不大。
同樣,這個力矩對下?lián)u臂來講也會造成下?lián)u臂的軸向竄動。但是同上搖臂一樣,下?lián)u臂的軸向間隙由于一個波形彈簧墊片的存在也被消除。
因此,附加力矩對上、下?lián)u臂的軸向竄動影響可忽略不計,但是我們要注意到上、下?lián)u臂的轉(zhuǎn)動條件是不一樣的,上搖臂在其軸上的接觸面要比下?lián)u臂在其軸上的接觸面大;上搖臂受力要比下?lián)u臂平衡,下?lián)u臂受偏心力影響(相對回轉(zhuǎn)中心而言)。正因為如此,附加力矩對下?lián)u臂產(chǎn)生了不良影響。
大家知道,下?lián)u臂與下?lián)u臂軸是間隙配合,在附加力矩和偏心力的作用下導(dǎo)致了下?lián)u臂內(nèi)孔與下?lián)u臂軸在圓周方向上不均勻的局部磨損,幾千公里以后,配合間隙變大就產(chǎn)生異響。
根據(jù)以上初步分析我們認(rèn)為,對曲軸軸承產(chǎn)生的異響應(yīng)通過加強零部件的檢驗手段,適度加嚴(yán)產(chǎn)品質(zhì)量合格水平,產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量要能有效控制,特別是對間接的配套零部件。對配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的異響應(yīng)該從設(shè)計上解決頂桿往復(fù)運動不共面的問題,僅靠維修是不能解決此類問題的。
維修注意事項
1. 拿到軸承時在沒有量具,沒有參數(shù)的情況下,要憑經(jīng)驗判斷軸承是否有缺陷,手感不出有軸向間隙及內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動沒有一頂點打“愣”才行。 2. 軸承裝配必須使用專用工具,受力圈必須是過盈配合的。 3. 對配氣機(jī)構(gòu)的異響在沒有“聽診器”的情況下,可用長柄起子,按動力傳遞線路,在與機(jī)體的固定點上,逐步“洗耳恭聽”,確認(rèn)后方可下手。