浅析摩托车发动机噪声分析与改进范文

摘要：发动机是摩托车的动力来源，是摩托车的心脏。发动机在运行时，其内部的很多零件都在进行高速的运转。运转的零件之间，不可避免地会出现一些摩擦、敲击，使得发动机在运转时会产生一些噪声，噪声一直以来是在发动机设计和制造中难以解决的问题之一。文章通过人耳辨识、听诊器运用以及声音频谱图分析等手法，一步一步缩小噪声源的范围，进而找出噪声源并对症下药，采取对策措施，有效降低噪声，让引擎更“安静”。

关键词：发动机；汽缸头；噪声；时间VS频率图；磁气音

1问题描述

M8A引擎在首次组装下来后，对其进行综合评价，认为引擎噪声稍微偏大。为了进一步提升产品品质，我们决定对其进行分析，降低噪声，提升音质，让这台引擎更加“安静”。

2噪声源位置初步确定

通过对M8A车子进行声音评价，排除引擎正常具有的声音，主要噪声来源初步判定在引擎右部的风扇罩盖附近和汽缸头处。而这两个位置，有很多零件会引发噪声。由于可能的噪声源较多，所以需要进一步确认，缩小噪声源的范围。

3噪声源位置进一步缩小范围

为了进一步缩小噪声源位置的范围，利用听诊器对噪声源进一步确认。首先，将听诊器放到风扇罩盖、右箱体、左箱体附近各个位置进行听诊，我们发现在左箱体、右箱体附近没有明显噪声，可以排除左曲柄轴承、连杆大端滚针轴承造成的噪声；而在风扇罩盖附近，发现有明显的“咻—咻—”音。所以引擎右部的噪声，我们锁定在风扇罩盖附近的“咻—咻—”音。然后，将听诊器放到汽缸头四周各个位置进行听诊，我们在散热片、正时链轮、排气管口、进气管口处没有发现明显噪声，可以排除散热片共振音、链轮与链条啮合音、排气管漏气音、进气管漏气音；我们发现当听诊器放到汽缸头摇臂附近时，可以听到明显的“嗒—嗒—”音。接下来，我们针对风扇罩盖附近的“咻—咻—”音和汽缸头摇臂附近的“嗒—嗒—”音进行分析。

4风扇罩盖附近“咻—咻—”音分析

能在风扇罩盖附近发出“咻—咻—”音的，综合发动机风扇罩盖附件的零件结构和我们技术经验，主要有以下情形：①起动单向离合器滚针轴承异常运转；②起动单向离合器齿轮与电起动齿轮之间啮合声音[1]；③起动单向离合器滚子与轴套的敲击或摩擦音；④电起动齿轮与起动马达齿轮之间的异常啮合音；⑤飞轮外周凸块与脉波器之间的气阻音；⑥飞轮和线圈造成的磁气音。由于风扇罩盖附近的噪声源较多，如果采用层别法交叉更换一一去确认排除需要花费很长时间。为了较快找出噪声源，我们采集噪声信号，利用噪声的频谱图来辅助分析。采集到的时间VS频率图。从噪声频谱图数据可以看出，风扇罩盖附近噪声大的主要频率段集中在2000～2300Hz（黑色框框圈出的区域）和1000～1300Hz（白色框框圈出的区域）两个区域。结合发动机的转速信息，可以计算出这两个区域噪声的阶次声音分别是36order和24order。因为飞轮外周点火凸块的个数为24个（为了感知曲轴角度，在凸轮上这24个凸块是切去一块），所以我们判断这个24order的声音可能与飞轮有关。

而36order阶次声音判断为磁电机（即飞轮和线圈组合产生的。对于24order的噪声源，围绕飞轮外周的凸块进行确认，我们测量飞轮凸块与脉波器之间的间隙，发现噪声严重的那台引擎的间隙在0.30～0.40mm范围内，而找来没有这种噪声的另外两台引擎进行测量，间隙都在0.70～0.80mm范围内。而飞轮凸块与脉波器之间间隙的规范值为0.70～0.90mm。我们把噪声严重的那台引擎的脉波器进行重新安装，使飞轮凸块与脉波器之间的间隙的间隙为0.70～0.80mm，再次确认这台引擎的噪声有很大程度的减小，24order的噪声消失了。由此可判定，风扇罩盖附近“咻—咻—”音中24order阶次声音是由飞轮凸块与脉波器之间的间隙偏小造成的。这个问题的改善措施是：在组装脉波器时，采用厚度为0.80mm的限位块来限制间隙，以保证间隙范围。对于36order的噪声源，我们判断是磁电机造成的磁气音，所以，对磁电机的两个主要零件——飞轮和线圈进行分析，并多次制作样品进行确认，最终将线圈的外径减小2mm，成功改善了噪声问题。

5汽缸头摇臂附近“嗒—嗒—”音分析

考虑到发动机的起动性，要求发动机在冷机状态，气门与摇臂之间要有一个间隙，我们称之为气门间隙[2]。M8A引擎的气门间隙基准为0.12mm，而由于气门间隙的存在，在摇臂刚接触气门端面那一瞬间会产生敲击音。所以，对于汽缸头摇臂附近的“嗒—嗒—”音，我们判断为气门与摇臂之间的敲击音，所以，我们最先怀疑的是气门与摇臂之间的间隙调得偏大造成敲击音。但经过检查确认，气门与摇臂之间的间隙很合理，没有偏大现象。但是噪声又确实是从气门与摇臂附近传出来的，为了解决气门与摇臂的敲击音，我们设计了一种扭转弹簧，安装在摇臂上，给摇臂施加一个贴向气门端面的扭力，让摇臂始终与气门端面接触，避免气门与摇臂存在间隙而造成敲击。在安装了扭簧之后，摇臂附近“嗒—嗒—”音消失了。

6结语

风扇罩盖附近的“咻—咻—”音，是由两个原因造成的。飞轮凸块与脉波器之间间隙偏小，改善措施：安装脉波器时，采用厚度0.8mm的限位板控制飞轮凸块与脉波器之间的间隙。磁电机存在磁气音，改善措施：将线圈的外径减小2mm。缸头摇臂处的“嗒—嗒—”音，是由气门与摇臂之间的敲击产生的，改善措施：在摇臂处增加扭转弹簧，避免摇臂敲击气门。通过上述改善措施的实施，M8A引擎的音质得到了很大提升，不再有明显的噪声。

参考文献：

[1]阮天林,朱兰英.摩托车发动机故障诊断与检修新方法[M].北京:人民邮电出版社，2006.

[2]王冠德.摩托车构造与维修[M].北京：人民交通出版社，2005.

作者:林炎生 单位:厦门厦杏摩托有限公司