发动机活塞型线导致发动机异响的分析及改进

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2问题原因分析
通常活塞裙部广泛采用的是中凸变椭圆型面,这 种型面具有以下特点:横截面为椭圆形,纵截面型线 为一条中部外凸的曲线。这种外形设计可以将活塞工
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万方数据
作时由热膨胀等因素产生的变形沿活塞销轴方向扩 展,使裙部横截面变成近似圆形,从而在活塞工作时 获得更宽、更均匀的承载面,使活塞裙部与气缸壁更 好贴合,减小了配缸间隙,有利于降低活塞裙部比压, 减小活塞对气缸壁的冲击,降低发动机运行噪声。
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Design·Research
同样得出活塞是发动机异响的主要影响因素,而非活 塞环引起的异响。
对其中3个活塞(1台发动机声音无异常活塞,2 台发动机有异响活塞)进行全面检测,暂将它们称为
合格活塞和问题活塞1、问题活塞2。经过测量活塞基 本尺寸,包括基本直径、活塞环槽底径及环槽宽度,尺 寸均在规定尺寸范围内,但用型线仪进行活塞型线检 测时出现了2种型线趋势,如表2及图1所示。
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37
324
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—5.5
一l 一1.5
一9 一15
—7
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一185.5 一192
18
—5.5
—23.5
—21.5
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——274
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一11.5
—34
—30.5
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—357.5
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—17
—39
—37.5
42
—209.5
2l
一20
——47
—44.5
43
—215

1)活塞高度(咖):指距活塞底部距离t

、沁■ /圆弧曲线过渡
/、\、§ .
★“二}冲/
8”““
Y随 n 、广
一理论
强。 、J
一合格活塞
’U
一问题活塞】

一问题活塞2
高度,llm 图1活塞裙部型线测试图
线过渡,那么活塞在高速变向时,活塞受力面无法平 缓过渡,使得活塞面直拍气缸内壁,从而造成发动机 气缸部位异响。高速时,活塞换方向频繁且负荷增加, 活塞急剧横向撞击气缸内壁产生“哒哒”声响。
caused due to the machining tool may be found timely and effective measures should be taken for improvement
immediately. Key words:
Engine piston Piston ring
2008年初,济南轻骑发动机有限公司某二冲程发 动机热调时,发现活塞环异响较以前明显增加,通过 现场听取,主要表现在热调过程中,怠速声正常,油
万方数据
门提起时发动机转速过渡良好,但中高速时,气缸部 位产生“哒哒”声,其余部位运转及声音正常。
1 分析.查找问题零部件
出现问题的发动机,初步分析可能为活塞环与活 塞尺寸出现问题造成发动机异响。因此,采用零部件 替换法进行故障零部件确认。
Design.Research口口固
发动机活塞型线导致发动机异响的分析及改进
张玉河丁明珠王同燕 司维超 (济南轻骑发动机有限公司)
摘要: 发动机异响,有时表现为某零件响,但实际上并非此零件造成,也可能是其他零部件尺寸 或配合原因产生,采取合理便捷的方法可以快速找到问题症结并加以解决。为了改善活塞裙部型线, 更好地控制不良品产生,确定在原型线尺寸基础上增加3个控制点;同时制作活塞型线在线检具,对 于首件必须进行检查并填写记录表,增加抽检频次,以便及时发现因加工机床原因造成的活塞成品超 差,并及时采取有效改进措施。
2)偏离值(“m):指活塞直径随高度相对基本尺寸(高度为15 mmN,直径为基本尺寸)的偏离值
—217
实际测量值,um
问题活塞l
问题活塞2
55 —62
52 —59
—70
68
—75 —82
—74 —82
—93
—90.5
一100
——99
一104.6
一106.5
一117
一114.5
一124
—124.5
一129
类别 互换气缸 互换·环 互换二环组件 互换活塞
合格发动机 声音IF常 声音正常 声音正常 异响
注以上更换件时,均在原机零部件基础上相互更换
表1对换件测试
异响发动机 仍然异响 仍然肄响 仍然异响 声音正常
结论 排除气缸因素 排除一环因素 排除_二坏组什闪素 初步判定为活塞问题
表2活塞型线测试尺寸
活塞高 度,mill
Molded line of piston skirt Abnormal engine noise
一般情况,新发动机的技术状况较好,运转过程 中没有杂声,但当某一零部件出现问题、与其它配件 配合不好或运动件之间间隙超出允许范围时,就会发 出各种各样异响,由于异响机件的形状、大小、材料 和振频的不同,发出的异响也不同。另外,同一异响 也会因不同零部件引起,需反复辨别,甚至拆机检测 或通过换件对比试验才能判定。所以,诊断异响要靠 长期积累的实践经验,并在排查过程中细心分析故障 声源,从中发现规律。本文仅对二冲程发动机活塞型 线引起的发动机异响及采取的相应措施加以介绍,以 供读者参考。
made.The molded line dimensions;at the same time the online inspection tool are
first piston shall be inspected and
recorded in the check list.The time of sample inspection shall be mole,so that the out of tolerance of the finished piston
关键词: 发动机活塞活塞环活塞裙部型线发动机异响
The Molded Line of Engine Piston Leading to an Analysis
of Abnormal Noise and Its Improvement
Zhang Yuhe Ding Mingzhu Wang Tongyan Si Weichao(Jinan Qingqi Engine Co.,Ltd.)
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发动机活塞型线导致发动机异响的分析及改进
作者:
作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:
张玉河, 丁明珠, 王同燕, 司维超, Zhang Yuhe, Ding Mingzhu, Wang Tongyan, Si Weichao 济南轻骑发动机有限公司
挑选1台合格发动机,热调合格后,发动机各项 性能稳定,声音正常无异响,活塞及活塞环标记为A (好),另1台热调不合格的发动机,中高速时,气缸 部位产生“哒哒”声响,其余部位运转及声音正常,活 塞及活塞环标记为B(差)。对换件测试如表l所示。
根据表1中的对换,初步判定活塞是发动机异响 的主要影响因素,之后又更换了5台发动机进行验证,
活塞裙部的作用是活塞在气缸中做往复运动时担 任导向和承受侧压力,在高速摩擦作用下起导向作 用。如活塞外型线不合适、活塞热稳定性不良均会造 成裙部受伤。如活塞裙部型线不是平滑曲线,而是直
Design·Research囵口囫
一 一l E 一1 j
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一3
一4 一 4 ∞0如∞如∞如∞如∞如
通过以上分析发动机异响问题的事例说明,零部 件的制造质量及稳定性直接关系到发动机的整机质量 稳定性,企业只有在生产中严格按工艺规程操作,切 实实施质量保证措施,提高并稳定零部件的质量水 平,才能有效保证整机质量,避免事故的产生。田
(收稿日期2008.12.06)
标致推出节能型混合动力三轮摩托车
标致汽车公司最新研制的首款概念型三轮摩托车 “HY Motion3 Compressor”,采用混合动力配置,前边 2个轮子,后边1个轮子,其中2个前轮还各配置了l 台功率为3.36kW的小型电动机,加上1台125mL车用 14.9kW发动机,总共能输出约21.6kW的动力,100km 油耗为2L,C02排放为479,km。
proper and agile method will be
conducive to quickly finding out the crucial cause of the problem and solving it.In order to improve the molded line
of the piston skirt and control bad parts to be produced,three control spots are added on the basis of the original
Abstract:Abnormal engine noise sometimes generates in the form of the sound made by some part.Actually
mismatch.A it is not the part at a11.The reason may be the parts dimensions or their
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lO
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14
28
—80
一79

9.5
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30
—99
—99.5

5.5


3l
—110.5
lO
4.5

ll

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12



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一119
—120.5

33
5.5
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一131.5 ——143
13
~l

3.5
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一132
一156.5
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一16l
一261.5
一13l
一138
一139
——146
一145
—152
一151.5
——214
—214
—316
—314
一174.6
一174.5
一183
——182.5
—237,2
——236.5
—399
—396
—208
—207.5
—214.5
~215
从图1看到,活塞裙部型线应为平滑弧线,而实 际测量曲线为直线,正是这种直线过渡导致活塞在变 向时导向不好,从而造成发动机异响。查找原因时,更 换件也证明了问题出现在活塞上。
长,双前轮采用能增加车身稳定性与安全性的设计, 这种设计最早只有意大利PIAGGIO与GILERA两家企 业采用,配备车顶盖主要是考虑雨天骑乘方便。
该车外观设计上集结了宝马和意大利等企业之所
万方数据
标致将混合动力延用于该款三轮摩托车上,其中 动力的切换大致与混合动力汽车相仿,在起步与停止 时只使用前轮2个电动机驱动,可提供10 km的行驶, 而发动机驱动后则能应付更多种道路工况,并增加了 更大动能,该车的推出为城市环保交通工具的发展拓 展了空间。
如表2所示)。同时,制作活塞型线在线检具,对首侔 必须进行检查并填写记录表,增加抽检频次并记录, 以便及时发现因加工机床原因造成的活塞成品超差, 并及时采取有效改进措施。
经过采取以上措施,用改进后的活塞样件进行装 机试验,发动机高速异响问题得到解决,经批量装机 验证,因活塞裙部型线问题引起的发动机异响被消除。
不能很好地保证加工精度,如果型线点出现漏输入, 更会出现型线严重偏离理论值的结果。经过进一步了 解,产生问题的原因是操作者漏输入3个型线控制点, 从而造成事故的发生。
3采取的措施及效果
为了改善活塞裙部型线,更好地控制不良品的产 生,在原型线尺寸基础上增加了3个型线控制点(25
哪/一49 p m,30mm/一99 U m,35 mm/一132“m
理论偏离 值,“m
合格活塞
实际测鼍值,um
问题活塞l
问题活塞2
活塞高 度,mm
理论偏离 值。jam
’合格活塞

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Leabharlann Baidu
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—27 —32

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摩托车技术 MOTORCYCLE TECHNOLOGY 2009,(4) 0次
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1.期刊论文 陈刚.贺跃辉.沈培智.CHEN Gang.HE Yue-hui.SHEN Pei-zhi 发动机活塞和缸套材料及其加工工艺研究
现状 -粉末冶金材料科学与工程2009,14(4)
为进一步寻找产生问题原因,对加工过程中各个 环节进行了排查。活塞先前加工为“硬靠模加工”,即 利用仿形车床加工,硬靠模为按设计型线制作的实 物,硬靠模的优点为型线点连续,制作零件的稳定性 好,而现在活塞裙部型线为中凸变椭圆活塞数控车床 加工,俗称“软靠模加工”,根据活塞的型面进行编程。 软靠模加工方式对活塞的改型有较大柔性,但普遍存 在线性和动特性较差、受突加负载影响较大等问题,
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