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        淺談摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的原因及解決方法

        2020-09-10 22:23:42袁友成
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2020年6期
        關(guān)鍵詞:解決方法發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)

        摘要:摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的產(chǎn)生,不僅能影響摩托車的使用性能,而且還會(huì)對摩托車的使用壽命產(chǎn)生很大的影響。因此,要準(zhǔn)確地分析出發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因,并且進(jìn)行針對性的解決,以提高摩托車的使用舒適度和使用壽命。

        關(guān)鍵詞:摩托車;發(fā)動(dòng)機(jī);振動(dòng);解決方法

        0 ?引言

        摩托車在使用過程中發(fā)生振動(dòng),會(huì)帶來車體帶來不可避免的傷害。通常情況下,如果摩托車車體在運(yùn)行過程中受到氣流沖擊或者路面沖擊,就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng),從而影響摩托車的運(yùn)行效果??梢哉f,發(fā)動(dòng)機(jī)的整體震動(dòng)是造成摩托車震動(dòng)的主要原因。這樣的震動(dòng)會(huì)給摩托車的正常運(yùn)行帶來很大的影響,阻礙人們騎行摩托車的舒適度。不僅如此,如果摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的頻率和車架震動(dòng)的頻率相同時(shí),就會(huì)出現(xiàn)明顯的共振現(xiàn)象。這就會(huì)給機(jī)身帶來很嚴(yán)重的影響。因此,在摩托車使用過程中,要找到引起發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的原因,再找到相應(yīng)的解決辦法,避免或減少摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。

        1 ?引起摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因

        1.1 曲軸對發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的影響

        根據(jù)摩托車的運(yùn)行原理可知,造成摩托車產(chǎn)生振動(dòng)的原因,主要由于摩托車在運(yùn)行過程中受到氣流沖擊或者是路面沖擊,使得運(yùn)行處于不平衡狀態(tài)。摩托車車體運(yùn)行的不穩(wěn)定,勢必會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的零部件受到不同方向和大小的力,使得發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外都處于不平衡的狀態(tài)。一旦摩托車內(nèi)部的零部件不能保持運(yùn)行的平衡,那么它就極有可能發(fā)生振動(dòng),并且隨著內(nèi)部零件不平衡性的增大,發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)也就越來越嚴(yán)重。當(dāng)然如果這種不平衡是由發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性造成的,那么后果就會(huì)更加嚴(yán)重,很有可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)順著氣缸軸線出現(xiàn)跳動(dòng)的現(xiàn)象。因此,曲軸在保持摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)平衡中起到很重要的作用,如果說發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸左右的曲柄不能保持平衡,就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng),引起摩托車機(jī)身的不穩(wěn)定。此時(shí),就需要給發(fā)動(dòng)機(jī)增加質(zhì)量以促使它滿足平衡狀態(tài)。

        1.2 裝配質(zhì)量對發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的影響

        減少和避免發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng),除了在日常的使用中多加注意以外,還要嚴(yán)格把控發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)制造過程,以求達(dá)到制造的標(biāo)準(zhǔn)要求。

        1.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)凈平衡方面

        在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造過程中,一定要確保凈平衡,保證發(fā)動(dòng)機(jī)的出廠質(zhì)量,以減少后期使用過程中的振動(dòng)發(fā)生。這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)械的實(shí)際平衡與設(shè)計(jì)要求必須盡可能地減少差距。精確的說就是需要在制造過程中,確保曲柄連桿這個(gè)部位中的各個(gè)尺寸盡可能地按照理論設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行生產(chǎn),只有這樣才能盡可能地縮小實(shí)際生產(chǎn)與理論設(shè)計(jì)之間的數(shù)據(jù)差距。也就是精確發(fā)動(dòng)機(jī)的凈平衡。

        1.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)平衡方面

        發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡實(shí)際上就是指在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中,要保持相對的平衡狀態(tài),不會(huì)因?yàn)檩^大的離心力矩和自由離心力導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的不平衡,從而引起振動(dòng)。通常條件下,在生產(chǎn)制造過程中,都要在動(dòng)平衡機(jī)上對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡效能進(jìn)行檢測,然后根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行標(biāo)記。

        1.3 路面的振動(dòng)影響

        摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng),除了自身的因素以外,還包括外界因素對它的影響,造成振動(dòng)的發(fā)生,其中最常見的就是路面狀況造成的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。雖然說外界條件是不可控制的,但是可以通過對摩托車的車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,以減少外界條件造成的影響。這就需要在摩托車的前后分別安裝減振器,來減少路面造成的振動(dòng)。通??梢砸姷揭恍┬∑放频哪ν熊?,雖然對發(fā)動(dòng)機(jī)和外形對大品牌進(jìn)行模仿。但是一旦在路況不好的路面上行駛,就會(huì)有非常明顯的差別,它的振動(dòng)情況要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過大品牌摩托車,這主要是在減振的細(xì)節(jié)上沒有做到位。

        2 ?解決摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的具體對策

        2.1 控制摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的振源

        摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)本身存在激勵(lì),這是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)被迫出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象的主要原因。因此,減少和避免發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)就需要在源頭消除掉激勵(lì)的來源,從源頭處杜絕振動(dòng)的發(fā)生。怎樣才能消除激勵(lì),這需要在摩托車生產(chǎn)過程中進(jìn)行優(yōu)化。整個(gè)過程都要根據(jù)車身結(jié)構(gòu)的具體情況,根據(jù)車身的實(shí)際需要對發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸進(jìn)行合理設(shè)計(jì),并且在生產(chǎn)過程中減少生產(chǎn)誤差。其中最重要的是對曲柄連桿的活塞部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),適當(dāng)?shù)丶优渲亓?,改變受力的方向和大小,這是減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)件不穩(wěn)定的重要方法,同時(shí)能夠減少摩托車機(jī)身的不平衡性。由此可見,在源頭處控制摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)是非常重要的。

        2.2 避開共振區(qū)

        在分析發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的過程中提到過,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的頻率和車架震動(dòng)的頻率如果呈現(xiàn)倍數(shù)的時(shí)候,就會(huì)發(fā)生共振的現(xiàn)象,這會(huì)對摩托車的使用產(chǎn)生很大的影響。摩托車容易產(chǎn)生共振這主要是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行的過程中對轉(zhuǎn)速的要求比較寬泛。但是因?yàn)閷?shí)際需要又不能對發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行限制,那么只能在生產(chǎn)過程中對發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行級別設(shè)置,盡可能地減少共振現(xiàn)象的發(fā)生。通常情況下,把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置成四個(gè)等級,這四個(gè)級別的轉(zhuǎn)速分別在不同的區(qū)段,需要控制發(fā)動(dòng)機(jī)的固有頻率處于啟動(dòng)過程區(qū),這樣就能夠比較好的控制共振現(xiàn)象的發(fā)生,從而減少對摩托車的影響。

        2.3 使用適當(dāng)?shù)母粽衿鬟M(jìn)行隔振

        一般情況下發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)直接與車身進(jìn)行連接,中間都會(huì)利用橡膠隔振器進(jìn)行有效的隔離,這也主要是為了減少振動(dòng)的發(fā)生。在使用橡膠隔振器的時(shí)候,可以通過適當(dāng)?shù)卦黾酉鹉z隔振器的阻尼比,隨著阻尼比在恰當(dāng)范圍內(nèi)的擴(kuò)大,就能夠?qū)φ麄€(gè)摩托車身進(jìn)行比較有效的振動(dòng)控制。特別是在摩托車容易發(fā)生共振的區(qū)域,增加橡膠隔振器的阻尼比,就可以比較輕松地讓共振放大率得到很好的控制。除了增加橡膠隔振器的阻尼比之外,還可以對橡膠隔振器的剛度進(jìn)行合理的選擇。這樣做的目的主要是為了整車振動(dòng)幅值得到有效控制,避免出現(xiàn)大幅度振動(dòng)。

        2.4 提高車架抗振能力

        除了上面介紹的控制摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的振源、避開共振區(qū)、使用適當(dāng)?shù)母粽衿鬟M(jìn)行隔振之外,還可以對摩托車的外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),這樣就能夠提高車身的性能,減少振動(dòng)的發(fā)生。其中最常見的是提高摩托車車身的剛性,這樣能夠保證車身整體的固有頻率,提高摩托車的抗振能力。那么怎樣才能做到對車身結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)呢,這需要對車身的各個(gè)幾何參數(shù)進(jìn)行合理的配置,可以精確到減振器安裝的傾角。另外,愛進(jìn)行車身設(shè)計(jì)時(shí),還要保證車身設(shè)計(jì)的規(guī)范性,并且實(shí)際生產(chǎn)與理論設(shè)計(jì)要保持盡可能的統(tǒng)一,并且通過對大截面尺寸薄壁構(gòu)件的使用,還能夠進(jìn)一步減少材料的使用,提高車架剛度。這些設(shè)計(jì)都能夠提高車身的抗振能力,減少發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。

        3 ?結(jié)語

        綜上所述,摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因有很多種,發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)嚴(yán)重影響到摩托車的性能。本文從曲軸、裝配質(zhì)量、路面三個(gè)方面分析引起發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的原因。并且有針對性地從控制摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的振源、避開共振區(qū)、使用適當(dāng)?shù)母粽衿鬟M(jìn)行隔振等方面,提出了解決發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的方法。希望本文的研究對解決摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)有一定的幫助。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王磊,申允德,錢金貴.基于MATLAB/Simulink的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型建立[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2017,46(02):122-125.

        [2]毛文剛,楊建偉,楊銳.典型156FMI型摩托車用發(fā)動(dòng)機(jī)臺架試驗(yàn)振動(dòng)分析[J].摩托車技術(shù),2018(02):56-61.

        [3]甘學(xué)耘.四沖程摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)油氧化安定性與行車試驗(yàn)的相關(guān)性[J].合成潤滑材料,2016,43(02):11-13.

        [4]許振,沈一昕.摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速噪音大的原因分析及改進(jìn)[J].南方農(nóng)機(jī),2019,50(05):48.

        [5]謝冬和.缸內(nèi)噴射在摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究[J].小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù),2019,48(04):29-32.

        作者簡介:袁友成(1979-),男,廣東清遠(yuǎn)人,技術(shù)員(助理工程師),主要從事摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)與性能測試、新技術(shù)新零件新材料的試驗(yàn)。

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