故障:發動機后傳動部分的兩圓錐齒輪齒面磨損嚴重。該故障的表現特征是車輛行駛時,急回油門,發動機內部出現異常響聲。經開箱檢查,發現發動機后傳動部分的兩圓錐齒輪 1 、 2 (見圖1 )的齒面磨損嚴重,齒節以上幾乎磨去 1/3 ,有人懷疑該故障是由于發動機機匣缺潤滑油造成的。
為了分析該故障,不妨先假設兩個定義:當車輛加速行駛時,兩圓錐齒輪的嚙合面稱齒輪加速接觸面;當車輛減速行駛時,兩圓錐齒輪的嚙合面稱齒輪減速接觸面,如圖2 所示。我們知道,要使嚙合的兩個齒輪傳動平穩、連續,其實際重迭系數必須大于 1 ,即兩齒輪副嚙合系數大于 1 。也就是說,前一對嚙合齒還沒有脫離接觸或即將脫離接觸時,其后一對齒必須已經嚙合上,當齒面磨損到一定程度后,前一對嚙合齒已經脫開,后一對齒因磨損嚴重還沒有接觸上時,齒輪傳動就會發出嚙合沖擊噪聲,如圖3 所示。該車在加速行駛時,傳動平穩無沖擊噪聲,說明齒輪加速嚙合系數大于 1 ,齒輪加速接觸面無磨損。而當急回油門時該車減速行駛時,原驅動齒輪變為從動齒輪,而原從動齒輪變為驅動齒輪(主動輪),此時兩嚙合齒輪出現沖擊噪聲,說明減速嚙合系數小于 1 ,即齒輪減速接觸面磨損嚴重。
車輛在行駛過程中,齒輪的加速接觸面與減速接觸面都要工作,并且加速接觸面的工作時間要長于減速接觸面的工作時間,如果齒輪齒面的磨損是因機匣缺潤滑油造成的,理應加速接觸面磨損,至少兩接觸面都要有明顯磨損,而檢查結果是齒輪只有減速接觸面磨損嚴重,齒輪加速接觸面正常,這充分說明該齒輪副的磨損故障不是因缺乏潤滑油造成的。那么,為什么會出現齒輪減速接觸面磨損嚴重這一故障呢,其原因主要有兩點。
1. 齒輪副齒側隙調整不當,是造成齒輪減速接觸面磨損的主要原因。一對齒輪嚙合,其工作表面屬滾動摩擦,不易磨損,而其非工作面如若接觸,其摩擦形式必然屬于滑動磨擦,易磨損。從開箱檢查情況來看,發動機該齒輪副的齒側間隙是靠調整墊片來調整的,該發動機在此處共用了 4 個墊片,據發動機廠工程技術人員講,調整墊片的極限數量就是 4 個,墊片的數量愈多,其調整間隙愈大,用了 4 個調整墊片,這說明其間隙調整到了極難保證的程度。該機更換新的齒輪副,依然存在齒輪的磨損響聲。后將墊片壓緊蓋螺釘擰松一些,齒輪磨損響聲消失,這說明發動機箱體的結構有問題,它不能保證在調整范圍內兩嚙合齒輪正確的齒側間隙。故導致了齒輪副減速接觸面的加速磨損。
2. 發動機后傳動部分緩沖軸在車輛突然減速行駛時起不到緩沖作用,這也是加劇齒輪減速接觸面磨損的又一原因。后傳動緩沖軸的傳動結構 如圖1 所示,發動機在啟動或加速時,通過傳動軸將旋轉運動傳遞給傳動套,傳動套開始沿與之梯形螺紋配合的花鍵套旋轉前移,移動距離 α 后,傳動套開始壓縮緩沖彈簧,緩沖彈簧壓縮到一定程度,傳動套才逐漸帶動花鍵套作旋轉運動,而花鍵套又通過與之配合的花鍵軸將運動傳遞給兩圓錐齒輪,然后由兩圓錐齒輪驅動后輪,使摩托車前進或加速行駛,從而避免了兩圓錐齒輪在摩托車啟動或加速行駛時的剛性沖擊。當急回油門,摩托車減速行駛時,后輪由于慣性作用,使原從動齒輪變為主動輪,原驅動齒輪變為從動輪,由于沒有相應的緩沖結構,此時,旋轉運動由圓錐齒輪 2 迅速傳遞給圓錐齒輪 1 ,如果存在齒側間隙,那么兩圓錐齒輪的減速接觸面肯定會產生剛性沖擊,從而出現異常的沖擊噪聲。從實物的檢測看,兩圓錐齒輪減速接觸面的沖擊磨損痕跡非常明顯,這也就驗證了我們分析的正確性。