EJ018型摩托车发动机缸头异声分析

2017-04-20李建生

设备管理与维修 2017年11期

李建生

（洛阳职业技术学院，河南洛阳 471000）

0 前言

摩托车发动机运行时，各部位相互摩擦发出声响。新车的响声有规律、柔和而不杂乱。若出现异常响声，主要是零件间的配合出现松动、磨损或调整不当等问题。EJ018型摩托车发动机采用数控点火系统，在发动机在调试过程中，发现缸头部位发出异常响声，增大了发动机噪声，影响产品质量，这类发动机长时间运行后，必然增加机械磨损，直至出现故障，因此必须在调试阶段找出发出异声部位并予以解决。但因发动机工作时，异声与正常响声混杂在一起，很难准确判断问题部位。

1 异声分析

摩托车发动机常见的异声主要有：活塞敲缸声、活塞销敲击声、活塞环漏气声、气门敲击声、连杆轴承响声、曲轴轴承响声、活塞环响声、节气门响声等。拆解检查发动机总成，各部件的机加工尺寸和形位公差以及装配尺寸均符合工艺要求。现场检查中发现，发动机运行时，异声随着缸头部位温度的上升而加大，初步判断问题部位是缸头的凸轮轴轴承室。检查发现，凸轮轴轴承室在紧固及发热状态下，圆度发生变化。该型发动机在设计时，为了保证装配性能，发动机凸轮轴轴承与缸头轴承室内径设计为间隙配合，室温下间隙为0.03～0.06 mm。机加工时，凸轮轴轴承室的尺寸为mm，圆公差为0.025 mm。发动机装配紧固时受到下压力的作用，凸轮轴轴承室发生变形，横向尺寸增加0.03 mm。发动机工作后温度上升，缸头膨胀，轴承室部位发生变形，横向尺寸加大，间隙可达0.12 mm，这样的间隙导致轴承发生跳动，轴承与轴承室相互碰撞发出异声。凸轮轴轴承室变形情况见图1。

2 问题及对策

2.1 温度变化引起的变形

发动机的工作循环在高温下进行，汽油的燃烧及发动机各机件运动摩擦产生的摩擦热会使曲轴、活塞、缸体等部位温度升高，使之产生热变形，机械强度随之降低，正常的间隙配合也随着热膨胀而改变。温度下降也会使各部件尺寸发生变化，影响发动机性能。为了获得发动机温度变化引起的变形量，设计从－20℃（表1）至130 ℃（表2）的低温和高温试验，模拟发动机冷热机状态下轴承室尺寸的变化规律，用以确定预加工量。

图1 凸轮轴轴承室变形

表1 低温冷冻实验

表2 130℃高温实验

2.2 装配紧固造成的变形

因为发动机缸头装配时要用螺栓紧固，压紧力会造成0.03 mm变形，但这部分变形无法避免，只能严格控制紧固力的大小。

2.3 对策

由下压造成的变形和温度升高造成的变形不可避免，可以考虑把轴承室加工成椭圆来抵消变形。既然下压时横向尺寸增大，机械加工时相应减小横向尺寸，将纵向尺寸适当增加（图2）。经过反复试验，得出轴承室纵向尺寸增加0.025 mm时，热变形后间隙<0.06 mm，发动机处于最佳运行状态。改造后，轴承室热机状态下的间隙降到最低，消除了缸头异声。