淺析摩托車發動機噪聲分析與改進范文

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摘要：發動機是摩托車的動力來源，是摩托車的心臟。發動機在運行時，其內部的很多零件都在進行高速的運轉。運轉的零件之間，不可避免地會出現一些摩擦、敲擊，使得發動機在運轉時會產生一些噪聲，噪聲一直以來是在發動機設計和制造中難以解決的問題之一。文章通過人耳辨識、聽診器運用以及聲音頻譜圖分析等手法，一步一步縮小噪聲源的范圍，進而找出噪聲源并對癥下藥，采取對策措施，有效降低噪聲，讓引擎更“安靜”。

關鍵詞：發動機；汽缸頭；噪聲；時間VS頻率圖；磁氣音

1問題描述

M8A引擎在首次組裝下來后，對其進行綜合評價，認為引擎噪聲稍微偏大。為了進一步提升產品品質，我們決定對其進行分析，降低噪聲，提升音質，讓這臺引擎更加“安靜”。

2噪聲源位置初步確定

通過對M8A車子進行聲音評價，排除引擎正常具有的聲音，主要噪聲來源初步判定在引擎右部的風扇罩蓋附近和汽缸頭處。而這兩個位置，有很多零件會引發噪聲。由于可能的噪聲源較多，所以需要進一步確認，縮小噪聲源的范圍。

3噪聲源位置進一步縮小范圍

為了進一步縮小噪聲源位置的范圍，利用聽診器對噪聲源進一步確認。首先，將聽診器放到風扇罩蓋、右箱體、左箱體附近各個位置進行聽診，我們發現在左箱體、右箱體附近沒有明顯噪聲，可以排除左曲柄軸承、連桿大端滾針軸承造成的噪聲；而在風扇罩蓋附近，發現有明顯的“咻—咻—”音。所以引擎右部的噪聲，我們鎖定在風扇罩蓋附近的“咻—咻—”音。然后，將聽診器放到汽缸頭四周各個位置進行聽診，我們在散熱片、正時鏈輪、排氣管口、進氣管口處沒有發現明顯噪聲，可以排除散熱片共振音、鏈輪與鏈條嚙合音、排氣管漏氣音、進氣管漏氣音；我們發現當聽診器放到汽缸頭搖臂附近時，可以聽到明顯的“嗒—嗒—”音。接下來，我們針對風扇罩蓋附近的“咻—咻—”音和汽缸頭搖臂附近的“嗒—嗒—”音進行分析。

4風扇罩蓋附近“咻—咻—”音分析

能在風扇罩蓋附近發出“咻—咻—”音的，綜合發動機風扇罩蓋附件的零件結構和我們技術經驗，主要有以下情形：①起動單向離合器滾針軸承異常運轉；②起動單向離合器齒輪與電起動齒輪之間嚙合聲音[1]；③起動單向離合器滾子與軸套的敲擊或摩擦音；④電起動齒輪與起動馬達齒輪之間的異常嚙合音；⑤飛輪外周凸塊與脈波器之間的氣阻音；⑥飛輪和線圈造成的磁氣音。由于風扇罩蓋附近的噪聲源較多，如果采用層別法交叉更換一一去確認排除需要花費很長時間。為了較快找出噪聲源，我們采集噪聲信號，利用噪聲的頻譜圖來輔助分析。采集到的時間VS頻率圖。從噪聲頻譜圖數據可以看出，風扇罩蓋附近噪聲大的主要頻率段集中在2000～2300Hz（黑色框框圈出的區域）和1000～1300Hz（白色框框圈出的區域）兩個區域。結合發動機的轉速信息，可以計算出這兩個區域噪聲的階次聲音分別是36order和24order。因為飛輪外周點火凸塊的個數為24個（為了感知曲軸角度，在凸輪上這24個凸塊是切去一塊），所以我們判斷這個24order的聲音可能與飛輪有關。

而36order階次聲音判斷為磁電機（即飛輪和線圈組合產生的。對于24order的噪聲源，圍繞飛輪外周的凸塊進行確認，我們測量飛輪凸塊與脈波器之間的間隙，發現噪聲嚴重的那臺引擎的間隙在0.30～0.40mm范圍內，而找來沒有這種噪聲的另外兩臺引擎進行測量，間隙都在0.70～0.80mm范圍內。而飛輪凸塊與脈波器之間間隙的規范值為0.70～0.90mm。我們把噪聲嚴重的那臺引擎的脈波器進行重新安裝，使飛輪凸塊與脈波器之間的間隙的間隙為0.70～0.80mm，再次確認這臺引擎的噪聲有很大程度的減小，24order的噪聲消失了。由此可判定，風扇罩蓋附近“咻—咻—”音中24order階次聲音是由飛輪凸塊與脈波器之間的間隙偏小造成的。這個問題的改善措施是：在組裝脈波器時，采用厚度為0.80mm的限位塊來限制間隙，以保證間隙范圍。對于36order的噪聲源，我們判斷是磁電機造成的磁氣音，所以，對磁電機的兩個主要零件——飛輪和線圈進行分析，并多次制作樣品進行確認，最終將線圈的外徑減小2mm，成功改善了噪聲問題。

5汽缸頭搖臂附近“嗒—嗒—”音分析

考慮到發動機的起動性，要求發動機在冷機狀態，氣門與搖臂之間要有一個間隙，我們稱之為氣門間隙[2]。M8A引擎的氣門間隙基準為0.12mm，而由于氣門間隙的存在，在搖臂剛接觸氣門端面那一瞬間會產生敲擊音。所以，對于汽缸頭搖臂附近的“嗒—嗒—”音，我們判斷為氣門與搖臂之間的敲擊音，所以，我們最先懷疑的是氣門與搖臂之間的間隙調得偏大造成敲擊音。但經過檢查確認，氣門與搖臂之間的間隙很合理，沒有偏大現象。但是噪聲又確實是從氣門與搖臂附近傳出來的，為了解決氣門與搖臂的敲擊音，我們設計了一種扭轉彈簧，安裝在搖臂上，給搖臂施加一個貼向氣門端面的扭力，讓搖臂始終與氣門端面接觸，避免氣門與搖臂存在間隙而造成敲擊。在安裝了扭簧之后，搖臂附近“嗒—嗒—”音消失了。

6結語

風扇罩蓋附近的“咻—咻—”音，是由兩個原因造成的。飛輪凸塊與脈波器之間間隙偏小，改善措施：安裝脈波器時，采用厚度0.8mm的限位板控制飛輪凸塊與脈波器之間的間隙。磁電機存在磁氣音，改善措施：將線圈的外徑減小2mm。缸頭搖臂處的“嗒—嗒—”音，是由氣門與搖臂之間的敲擊產生的，改善措施：在搖臂處增加扭轉彈簧，避免搖臂敲擊氣門。通過上述改善措施的實施，M8A引擎的音質得到了很大提升，不再有明顯的噪聲。

參考文獻：

[1]阮天林,朱蘭英.摩托車發動機故障診斷與檢修新方法[M].北京:人民郵電出版社，2006.

[2]王冠德.摩托車構造與維修[M].北京：人民交通出版社，2005.

作者:林炎生 單位:廈門廈杏摩托有限公司