发动机缸盖罩内异响问题研究

冯新宇　马远

摘 要：发动机顶部异响，其中最主要问题之一就是缸盖罩内异响。本文通过异响机NVH检测、 异响位置确认、置换验证、故障凸轮轴检测、缸盖检测五个方法进行现状分析，并针对此问题从齿形超差导致异响机理、凸轮轴孔圆柱度超差分析、齿轮精度超差分析、压装参数对于齿轮的影响、凸轮轴孔圆柱度超差分析五个方面进行原因研究，提出缸盖罩内异响问题的解决方法，并为发动机顶部异响问题解决提供借鉴方法及思路。

关键词：发动机缸盖罩；罩内异响；解决方法

中图分类号： V231 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）26-195-2

1 现状分析

1.1 异响机NVH检测

过程：异响状态无明显阶次问题，发动机1500-2000转时发动机缸盖部位能量较大。

结论：发动机顶端噪音大。

1.2 异响位置确认

方法：用听诊器对缸盖前端、后端、左侧、右侧、顶面5个位置进行主观评价。

结论：确认后端异响严重（凸轮轴齿轮啮合位于后端）分析为凸轮轴齿轮啮合异响。

1.3 置换验证

方法：对7台发动机进行零部件互换试验，首先对凸轮轴进行检测，若检测凸轮轴存在异常，更换凸轮轴重新复试，若检测凸轮轴无异常，重新装配进行复试，结果如表1。

结论：确认异响与凸轮轴齿轮一致性及装配一致性强相关。

1.4 故障凸轮轴检测

方法：通过对正常发动机凸轮轴齿形与异常发动机凸轮轴齿形进行对比验证。

结论：凸轮轴齿轮精度要求为7级，故障凸轮轴齿轮精度为9级，且鼓形量位于齿顶。

1.5 缸盖检测

方法：检测二次拆装后凸轮轴孔圆柱度。

结论：圆柱度超差，要求为0.01mm，实际检测0.023mm，超差0.013mm，凸轮轴孔呈椭圆形。

2 原因分析

2.1 齿形超差导致异响机理

综合考核鼓形量Ca的指标有两种：

①齿向鼓形即齿向的最高点在齿宽中部，两端有偏向齿体内的负偏差；

②齿形鼓形即为齿形的最高点在分度圆附近，齿顶和齿根有偏向齿体内的负偏差。（如图1）

结论：鼓形量保证两个啮合齿轮副的凸点接触啮合，减小接触面积，降低啮合磨损及啮合噪音。若鼓形量位于齿顶，在初始啮合过程中，齿轮之间会产生冲击使齿轮产生很大的加速度并引起周围空气或油液扰动，产生噪音。

2.2 凸轮轴孔圆柱度超差导致异响机理

结论：凸轮轴孔变形呈椭圆形，凸轮轴在高速运转下由于震动，向F1及F2两端产生移动，进而导致齿轮啮合中心距发生变化，齿轮啮合产生敲击异响。（如图2）

2.3 齿轮精度超差分析

研究方向：从齿轮加工过程及齿轮压装过程对齿轮精度超差原因进行分析。

结论：经对齿轮精度超差统计，在每天的下午14：00-18：00点存在超差问题。齿轮每天的生产量为240件，磨齿砂轮更换频次为240件修磨一次，经验证齿轮在生产150件时砂轮已发生磨损，导致部分齿轮磨齿后齿形精度超差。

2.4 压装参数对于齿轮的影响

研究方向：通过对压装温度及压装力的改变进行验证。

结论：经对凸轮轴齿轮在不同的压装力、压装温度下验证，压装力越大齿轮压装变形越大，齿轮啮合过程中产生冲击噪音 。

2.5 凸轮轴孔圆柱度超差分析

结论：缸盖总成生产后凸轮轴圆柱度满足要求，在装配凸轮轴时存在二次拆装，凸轮轴承盖装配时，各螺栓位置受力不均，产生装配变形，导致圆柱度超差。

3 对策及效果

通过上述现状及原因分析，提出相应的解决对策，并确认改进效果，如表2。

结论：目标达成，消除了工程内缸盖罩内异响问题。

4 总结

发动机是汽车的心脏，其性能直接决定着整车的性能。而发动机顶部异响严重影响产品的质量，导致顾客的抱怨。通过本文的研究消除了工程内缸盖罩内异响问题、提升柴油机声品质、消除了顾客抱怨，并且我们可以将本次分析研究的经验应用于其他问题的解决中，为此类问题的解决提供经验。