發(fā)動機(jī)缸蓋罩內(nèi)異響問題研究

馮新宇　馬遠(yuǎn)

摘 要：發(fā)動機(jī)頂部異響，其中最主要問題之一就是缸蓋罩內(nèi)異響。本文通過異響機(jī)NVH檢測、 異響位置確認(rèn)、置換驗證、故障凸輪軸檢測、缸蓋檢測五個方法進(jìn)行現(xiàn)狀分析，并針對此問題從齒形超差導(dǎo)致異響機(jī)理、凸輪軸孔圓柱度超差分析、齒輪精度超差分析、壓裝參數(shù)對于齒輪的影響、凸輪軸孔圓柱度超差分析五個方面進(jìn)行原因研究，提出缸蓋罩內(nèi)異響問題的解決方法，并為發(fā)動機(jī)頂部異響問題解決提供借鑒方法及思路。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)缸蓋罩；罩內(nèi)異響；解決方法

中圖分類號： V231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）26-195-2

1 現(xiàn)狀分析

1.1 異響機(jī)NVH檢測

過程：異響狀態(tài)無明顯階次問題，發(fā)動機(jī)1500-2000轉(zhuǎn)時發(fā)動機(jī)缸蓋部位能量較大。

結(jié)論：發(fā)動機(jī)頂端噪音大。

1.2 異響位置確認(rèn)

方法：用聽診器對缸蓋前端、后端、左側(cè)、右側(cè)、頂面5個位置進(jìn)行主觀評價。

結(jié)論：確認(rèn)后端異響嚴(yán)重（凸輪軸齒輪嚙合位于后端）分析為凸輪軸齒輪嚙合異響。

1.3 置換驗證

方法：對7臺發(fā)動機(jī)進(jìn)行零部件互換試驗，首先對凸輪軸進(jìn)行檢測，若檢測凸輪軸存在異常，更換凸輪軸重新復(fù)試，若檢測凸輪軸無異常，重新裝配進(jìn)行復(fù)試，結(jié)果如表1。

結(jié)論：確認(rèn)異響與凸輪軸齒輪一致性及裝配一致性強(qiáng)相關(guān)。

1.4 故障凸輪軸檢測

方法：通過對正常發(fā)動機(jī)凸輪軸齒形與異常發(fā)動機(jī)凸輪軸齒形進(jìn)行對比驗證。

結(jié)論：凸輪軸齒輪精度要求為7級，故障凸輪軸齒輪精度為9級，且鼓形量位于齒頂。

1.5 缸蓋檢測

方法：檢測二次拆裝后凸輪軸孔圓柱度。

結(jié)論：圓柱度超差，要求為0.01mm，實際檢測0.023mm，超差0.013mm，凸輪軸孔呈橢圓形。

2 原因分析

2.1 齒形超差導(dǎo)致異響機(jī)理

綜合考核鼓形量Ca的指標(biāo)有兩種：

①齒向鼓形即齒向的最高點(diǎn)在齒寬中部，兩端有偏向齒體內(nèi)的負(fù)偏差；

②齒形鼓形即為齒形的最高點(diǎn)在分度圓附近，齒頂和齒根有偏向齒體內(nèi)的負(fù)偏差。（如圖1）

結(jié)論：鼓形量保證兩個嚙合齒輪副的凸點(diǎn)接觸嚙合，減小接觸面積，降低嚙合磨損及嚙合噪音。若鼓形量位于齒頂，在初始嚙合過程中，齒輪之間會產(chǎn)生沖擊使齒輪產(chǎn)生很大的加速度并引起周圍空氣或油液擾動，產(chǎn)生噪音。

2.2 凸輪軸孔圓柱度超差導(dǎo)致異響機(jī)理

結(jié)論：凸輪軸孔變形呈橢圓形，凸輪軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下由于震動，向F1及F2兩端產(chǎn)生移動，進(jìn)而導(dǎo)致齒輪嚙合中心距發(fā)生變化，齒輪嚙合產(chǎn)生敲擊異響。（如圖2）

2.3 齒輪精度超差分析

研究方向：從齒輪加工過程及齒輪壓裝過程對齒輪精度超差原因進(jìn)行分析。

結(jié)論：經(jīng)對齒輪精度超差統(tǒng)計，在每天的下午14：00-18：00點(diǎn)存在超差問題。齒輪每天的生產(chǎn)量為240件，磨齒砂輪更換頻次為240件修磨一次，經(jīng)驗證齒輪在生產(chǎn)150件時砂輪已發(fā)生磨損，導(dǎo)致部分齒輪磨齒后齒形精度超差。

2.4 壓裝參數(shù)對于齒輪的影響

研究方向：通過對壓裝溫度及壓裝力的改變進(jìn)行驗證。

結(jié)論：經(jīng)對凸輪軸齒輪在不同的壓裝力、壓裝溫度下驗證，壓裝力越大齒輪壓裝變形越大，齒輪嚙合過程中產(chǎn)生沖擊噪音 。

2.5 凸輪軸孔圓柱度超差分析

結(jié)論：缸蓋總成生產(chǎn)后凸輪軸圓柱度滿足要求，在裝配凸輪軸時存在二次拆裝，凸輪軸承蓋裝配時，各螺栓位置受力不均，產(chǎn)生裝配變形，導(dǎo)致圓柱度超差。

3 對策及效果

通過上述現(xiàn)狀及原因分析，提出相應(yīng)的解決對策，并確認(rèn)改進(jìn)效果，如表2。

結(jié)論：目標(biāo)達(dá)成，消除了工程內(nèi)缸蓋罩內(nèi)異響問題。

4 總結(jié)

發(fā)動機(jī)是汽車的心臟，其性能直接決定著整車的性能。而發(fā)動機(jī)頂部異響嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，導(dǎo)致顧客的抱怨。通過本文的研究消除了工程內(nèi)缸蓋罩內(nèi)異響問題、提升柴油機(jī)聲品質(zhì)、消除了顧客抱怨，并且我們可以將本次分析研究的經(jīng)驗應(yīng)用于其他問題的解決中，為此類問題的解決提供經(jīng)驗。