《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》配套教學(xué)案例：項(xiàng)目七案例

項(xiàng)目七案例發(fā)動(dòng)機(jī)的前端面輪系布置以及動(dòng)力傳輸?shù)墓收?，關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)將曲軸的動(dòng)力傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、助力轉(zhuǎn)向泵等部件的效率，同時(shí)也會(huì)影響到汽車的噪聲（Noise）、振動(dòng)（Vibration

）、聲振粗糙度（Harshness），即汽車的NVH特性。本文主要是分析發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系的主要故障產(chǎn)生原因，以及解決方法。發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系主要是指曲軸扭轉(zhuǎn)減振器將曲軸輸出的扭矩，經(jīng)皮帶輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)前端各部件（見圖7-1），并驅(qū)動(dòng)這些部件正常工作。圖7-1前端輪系示意圖1．維修中遇到的主要故障現(xiàn)象前端輪系在售后維修中主要存在的故障現(xiàn)象有：皮帶輪異響、傳動(dòng)皮帶打滑、傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)等。前端輪系處于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，引起的故障現(xiàn)象極易引起駕駛員的恐慌。前端輪系皮帶輪異響，是由傳動(dòng)皮帶和皮帶輪之間非正常摩擦和皮帶輪軸承摩擦產(chǎn)生。傳動(dòng)皮帶打滑故障，是由于皮帶輪的轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)皮帶的運(yùn)動(dòng)速度不一致，而產(chǎn)生的扭矩?zé)o法正常傳遞的現(xiàn)象。一般傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)故障是由于兩個(gè)皮帶輪之間的皮帶上下跳動(dòng)較大，而過大的跳動(dòng)會(huì)造成傳動(dòng)皮帶在傳動(dòng)過程中碰到其它部件或傳動(dòng)皮帶從皮帶輪上跳出的現(xiàn)象，也容易導(dǎo)致異響的產(chǎn)生。皮帶輪異響排故流程圖如圖7-2所示。圖7-2皮帶輪異響排故流程圖。2．故障診斷及排除（1）皮帶輪異響。針對(duì)前端輪系異響的診斷，應(yīng)仔細(xì)傾聽異響聲音，盡可能的用擬聲詞表達(dá)出來，并且錄音。同時(shí)，記錄發(fā)動(dòng)的產(chǎn)生異響時(shí)各種詳細(xì)信息，例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度和冷卻液溫度、負(fù)荷條件等。按照如圖2所示的步驟，進(jìn)一步查找異響原因。將傳動(dòng)皮帶取下，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，確認(rèn)該異響是否存在。若異響仍然存在，則該異響不是來自附件系統(tǒng)，再進(jìn)行其他問題排故；若異響消失，則異響來自前端輪系。將傳動(dòng)皮帶裝好，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在異響出現(xiàn)的時(shí)候，向皮帶內(nèi)側(cè)噴水。若異響消失或減輕，則異響是由前端輪系產(chǎn)生；若異響聲音變大，則異響是由傳動(dòng)皮帶打滑引起；若異響聲音無明顯變化，則異響來自前端輪系中的零件。（2）傳動(dòng)皮帶打滑。一般傳動(dòng)皮帶打滑時(shí)，會(huì)發(fā)出“吱吱”的嘯叫聲。同時(shí)，記錄發(fā)動(dòng)的產(chǎn)生異響時(shí)各種詳細(xì)信息，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度、冷卻液溫度、負(fù)荷條件等。在前端輪系傳動(dòng)皮帶內(nèi)側(cè)噴水，若異響聲音變大，則可以判斷異響是由傳動(dòng)皮帶打滑引起。（3）傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)過大。傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)過大，傳動(dòng)皮帶容易與附近其它零件產(chǎn)生干涉，加劇皮帶和其它零件的磨損，極端情況下也可能會(huì)使傳動(dòng)皮帶跳出皮帶輪，使整個(gè)前端輪系癱瘓。打開發(fā)動(dòng)機(jī)艙，站在前端輪系平行的位置，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系，觀察是哪一個(gè)部件出現(xiàn)跳動(dòng)的現(xiàn)象。關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，將傳動(dòng)皮帶拆下，對(duì)每一個(gè)皮帶輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)觀察它的跳動(dòng)情況。3．前端輪系故障分析（1）皮帶輪異響。發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶輪異響，主要有以下幾個(gè)原因：第一，張緊器皮帶輪表面或傳動(dòng)皮帶表面有類似泥沙粉末之類的污物存在。第二，張緊器主體內(nèi)有油狀物質(zhì)，如果油狀物質(zhì)外泄將會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑失效（見圖7-3），產(chǎn)生異響。圖7-3張緊器第三，惰輪或張緊器皮帶輪的軸承有卡滯情況。這是由于軸承潤(rùn)滑不充分而出現(xiàn)了非正常的摩擦現(xiàn)象。軸承輕微的漏脂不會(huì)影響正常使用，但是長(zhǎng)時(shí)間缺少潤(rùn)滑之后，便會(huì)加快零件之間的磨損，造成異響。第四，前端輪系皮帶輪表面出現(xiàn)顆粒狀物質(zhì)，如圖7-4所示。這是由于傳動(dòng)皮帶在運(yùn)動(dòng)過程中，皮帶的碎屑掉落到前端輪系皮帶輪的表面黏附在上面形成。遇到這種情況我們可以用小刀直接刮去，不會(huì)影響它的功能，也不會(huì)引起異響。圖7-4前端輪系皮帶輪（2）傳動(dòng)皮帶打滑。發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系出現(xiàn)傳動(dòng)皮帶打滑，主要有以下幾點(diǎn)原因造成：第一，皮帶的張緊力不夠，導(dǎo)致傳動(dòng)皮帶與皮帶輪之間的摩擦力變小，出現(xiàn)皮帶打滑的現(xiàn)象。遇到這種現(xiàn)象，應(yīng)該適當(dāng)增加張緊輪提供的張緊力，避免出現(xiàn)皮帶打滑。當(dāng)然張緊力也不應(yīng)過大，過大的張緊力會(huì)導(dǎo)致皮帶磨損過快，以及皮帶輪軸承過早的損壞，影響整個(gè)輪系的壽命。第二，發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶的楔數(shù)太少，傳動(dòng)皮帶與皮帶輪之間的摩擦力小，導(dǎo)致傳動(dòng)皮帶打滑的現(xiàn)象出現(xiàn)。第三，皮帶輪包角較小，傳動(dòng)皮帶與皮帶輪接觸面較小，也可導(dǎo)致傳動(dòng)皮帶打滑現(xiàn)象的出現(xiàn)。表7-1為不同皮帶輪的推薦包角角度。表7-1不同皮帶輪的推薦包角角度第四，傳動(dòng)皮帶上沾有污物導(dǎo)致皮帶出現(xiàn)打滑的情況，這種情況可以通過清潔去除皮帶輪上的污物或更換新的皮帶，可解決打滑現(xiàn)象。第五，附件載荷過大，導(dǎo)致傳動(dòng)皮帶打滑現(xiàn)象。遇到這種情況要考慮所驅(qū)動(dòng)附件超過載荷的原因，如制冷系統(tǒng)散熱不良或制冷劑過量、發(fā)電機(jī)軸承潤(rùn)滑不良、轉(zhuǎn)向機(jī)轉(zhuǎn)向角過大等問題。（3）傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)過大。造成傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)過大的原因主要有以下幾點(diǎn)：第一，相鄰兩個(gè)皮帶輪的中心距過大，導(dǎo)致傳動(dòng)皮帶跨度較大。一般來說傳動(dòng)皮帶的跨度以不超過300mm為宜，且傳動(dòng)皮帶雙邊抖動(dòng)量應(yīng)盡量控制在傳動(dòng)皮帶跨度的10%以內(nèi)。布置輪系時(shí)應(yīng)盡量避免傳動(dòng)皮帶跨度過大的情況發(fā)生，實(shí)在不能避免時(shí)，應(yīng)考慮在兩個(gè)中心較大的帶輪之間布置一個(gè)惰輪，以降低傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)過大的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。第二，整個(gè)前端輪系的張緊力較小，會(huì)造成傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)較大。對(duì)于此類情況，可以通過增加皮帶張緊器的張力便可以避免。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，傳動(dòng)皮帶會(huì)有一定的延伸，張緊力也會(huì)相應(yīng)的變小，可能會(huì)出現(xiàn)皮帶抖動(dòng)過大的情況。為避免因張力不足造成的抖動(dòng)，要使用最長(zhǎng)皮帶（皮帶運(yùn)行一段時(shí)間以后拉伸最長(zhǎng)的情況）和皮帶張緊器最小張力情況下進(jìn)行測(cè)試，以確定在最惡劣情況下是否會(huì)產(chǎn)生打滑和傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)過大的情況發(fā)生。第三，前端輪系的振動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)做功的振動(dòng)形成共振，造成傳動(dòng)皮帶抖動(dòng)過大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)缸點(diǎn)處于做功行程，燃燒氣體產(chǎn)生的能量對(duì)活塞的沖擊，形成振動(dòng)。如果對(duì)其振幅進(jìn)行測(cè)量，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)如圖7-5所示的變化。發(fā)動(dòng)機(jī)的這種振動(dòng)頻率接近于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的系統(tǒng)頻率，因此在診斷前端輪系故障時(shí)需要測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速產(chǎn)生的振動(dòng)頻率。一般來說前端輪系的頻率應(yīng)該低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)頻率，這樣就可以避免在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后產(chǎn)生共振的情況發(fā)生。如果前端輪系各部件布置的位置無法調(diào)整時(shí)，一般通過改變傳動(dòng)皮帶的線繩材料（如將Polyester線繩材料的皮帶改為Aramid線繩的皮帶）或調(diào)整皮帶張緊器的張力就能解決由共振引起的抖動(dòng)過大問題。圖7-5發(fā)動(dòng)