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        發(fā)動機缸體油道清潔度控制方法研究

        2017-07-12 13:20:51張洪寶劉輝上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司山東青島266555
        化工管理 2017年11期
        關(guān)鍵詞:油道清洗機清潔度

        張洪寶 劉輝(上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司,山東 青島 266555)

        發(fā)動機缸體油道清潔度控制方法研究

        張洪寶 劉輝(上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司,山東 青島 266555)

        本文以典型發(fā)動機零部件缸體油道為對象,分析油道清潔度控制工藝,確認(rèn)異物來源,查找阻斷或避免產(chǎn)生潤滑系統(tǒng)異物的方法,避免發(fā)動機軸瓦,曲軸等部位的磨損。

        發(fā)動機;清潔度;油道毛刺;油道交叉孔;毛刺控制

        清潔度問題就是發(fā)動機制造工藝中重要的一環(huán)。產(chǎn)品清潔度直接影響到產(chǎn)品的使用性能和壽命。

        發(fā)動機曲軸主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等部位,均為滑動軸承,負(fù)荷較大、相對運動速度較高,工作時一定壓力的機油形成油膜來潤滑這些部位。因此給這些部位要求更高的清潔度。

        經(jīng)驗表明:一般情況下,當(dāng)雜質(zhì)顆粒度在10-40um時對發(fā)動機活塞環(huán)及汽缸套磨損最大,當(dāng)顆粒度在5-15um時,對曲軸、曲軸瓦、連桿及連桿瓦磨損最大,因此在控制異物重量的同時,應(yīng)嚴(yán)格控制顆粒度大于5um的雜質(zhì)數(shù)量。

        1 清潔度定義及檢測方法

        清潔度定義是指合格產(chǎn)品總稱的系統(tǒng)和內(nèi)腔(包括不加工的重要內(nèi)腔)以及零件的孔道與精加工表面殘留機械雜質(zhì)的程度。我工廠C14缸體油道清潔度要求不大于5mg;即缸體主油道附油道,其它油孔內(nèi)總殘留物不大于5mg。

        缸體清潔度的檢測主要包含以下幾個步驟:

        (l)在生產(chǎn)線上抽取經(jīng)檢驗合格的氣缸體總成,在清潔度檢驗室用用壓力沖刷的方式充分沖洗被檢測部位。

        (2)用潔凈的清洗液在一個容器內(nèi)清洗所用過的器具。

        (3)把清洗后的雜質(zhì)采集后集中沉淀,用5協(xié)m定量中速濾紙借助真空泵抽濾。

        (4)對過濾的雜質(zhì)放人烘干箱烘干。

        (5)用萬分天平進行稱重,扣除濾紙的自重,即使雜質(zhì)的重量,該重量就是氣缸體的清潔度

        2 影響油道清潔度的雜質(zhì)來源

        影響氣缸體油道清潔度的雜質(zhì)來源主要有:加工過程中產(chǎn)生的鐵屑或毛刺、鑄造產(chǎn)生的鑄砂、氧化皮、車間灰塵、油類雜質(zhì)及其他有形物等。

        3 清洗工藝

        生產(chǎn)中使用專用清洗機對缸體經(jīng)過中間及最終兩次清洗;中間清洗具有定點定位功能,保證缸體底面主軸承螺栓孔及缸體底各個表面清洗干凈;以便下到工序進行試漏檢測及安裝主軸承蓋;缸體最終清洗機,主要用于缸體總成的最終清洗,為加熱清洗機;清洗水溫應(yīng)控制在60℃以上,設(shè)備一般帶有自加熱裝置,除具備定點定位功能外,還應(yīng)具有水套油道及缸體外表面清洗工位,清洗壓力8-9bar,且使用專用的清洗液,確保缸體油道孔及外表面清潔度滿足工藝要求;

        事實證明經(jīng)過清洗能夠?qū)⒘慵砻嬲掣降挠臀?,鐵屑等異物清洗掉;連續(xù)20天抽檢50件檢查油道清潔度小于4mg:

        對于殘余鐵屑,一般情況下,可利用缸體清洗機實現(xiàn)清洗,,但對于油道孔,通常由多次鉆孔加工形成加工毛刺,一般缸體清洗機很難徹底清洗干凈,需對毛刺的嚴(yán)重程度進行評估,確認(rèn)是否需要其他的輔助手段。

        4 缸體油道內(nèi)部毛刺檢查

        4.1 缸體油道檢查

        缸體油道結(jié)構(gòu)如圖所示

        從缸體透視圖及實物剖視圖上可明顯看到發(fā)動機缸體供油孔是由一系列交錯鉆孔形成的,鉆孔交叉部位極易產(chǎn)生毛刺。使用內(nèi)窺鏡檢查使用內(nèi)窺鏡可以清晰的看到油孔分叉部位的狀態(tài)(如下圖所示)。

        這些毛刺在隨時可能脫落,為評估其脫落的隱患大小,使用磁鐵棒插入缸體的主油道,這樣那些易于脫落的毛刺就被磁鐵吸附下來。連續(xù)檢查11000件,51件有毛刺被吸出,概率0.46%;對這些毛刺隨機挑選15塊稱重,重量小于或等于3mg;體積小于0.8mm。

        5 缸體油道內(nèi)部毛刺影響分析

        發(fā)動機潤滑油路示意圖如下:

        上圖可知凸輪軸主軸承連桿軸承等位于機油濾清器后端,正常情況下這些部位的潤滑油經(jīng)過過濾不會帶來雜質(zhì)或異物,但是油道內(nèi)的毛刺一旦脫落則必將隨潤滑油進入軸瓦、凸輪軸等間隙,導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

        典型案例:十分鐘熱試發(fā)動機返回拆解后發(fā)現(xiàn)主軸瓦劃痕,劃痕上殘留物質(zhì)能譜檢測判斷為鑄鐵(與缸體材質(zhì)相同);劃痕寬度0.275mm,深度0.122mm。

        綜上可知,

        (1)一般的清洗工藝無法去除油道毛刺,需采取特殊的清洗工藝或在清洗前采取措施將易于脫落的毛刺去除。

        (2)大多毛刺重量較?。ù蠖鄡H0.3mg),通過重量評估的清潔度檢查方式也無法準(zhǔn)確反饋這種缺陷,應(yīng)在控制清潔度總重不超標(biāo)的同時監(jiān)控顆粒的大小和數(shù)量。

        6 缸體油道內(nèi)部毛刺問題解決方案

        解決油道毛刺問題通常有兩種方案,1、高壓清洗,此方法清洗效果較好好,但是設(shè)備相對復(fù)雜,成本投入較高;2、在清洗前的采取措施將毛刺從缸體上剝離。我工廠采用用此方法對工藝進行了優(yōu)化。在油孔鉆孔完成,清洗前之前的CNC機床,添加一把毛刷,利用毛刷的高速旋轉(zhuǎn)將油孔毛刺從缸體上剝離,然后再過清洗機,從而徹底解決了回油道毛刺的質(zhì)量風(fēng)險。

        7 結(jié)語

        本文以典型零部件發(fā)動機缸體油道為研究對象,總結(jié)油道清潔度控制工藝,對油道清潔度的頑疾——毛刺進行重點調(diào)查分析,評估其的嚴(yán)重程度和解決問題的緊迫性。最終總結(jié)確定解決方案,阻斷問題的源頭,清洗前使用毛刷將毛刺從缸體上剝離,保證清洗效果。希望能夠為以后發(fā)動機零部件的清潔度持續(xù)改進提供借鑒。

        [1]汽車發(fā)動機原理 北京大學(xué)出版社2007作者吳建華

        [2]清潔度檢測方法及標(biāo)準(zhǔn) 上汽通用五菱企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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