一种汽油发动机曲轴后油封在线压装工具

黄文辉，丘岳栋，薛秀贞，苏建明

（柳州五菱柳机动力有限公司，广西 柳州545005）



一种汽油发动机曲轴后油封在线压装工具

黄文辉，丘岳栋，薛秀贞，苏建明

（柳州五菱柳机动力有限公司，广西 柳州545005）

摘要：汽油发动机中曲轴后油封发挥着防止曲轴箱机油外漏的作用。曲轴后油封以其压装技术要求高和压装过程复杂，成为一个不易解决的问题。采用设备压装，由于零件一致性和配合尺寸问题，设备参数不易锁定。采用工具压装，一般结构复杂，压装结果难以满足技术要求。旨在简绍一种结构简单、使用便捷和易于维护的曲轴后油封在线压装工具。经验证这种压装工具有效的满足了油封压装技术要求，提高了发动机产品质量。

关键词：汽油发动机；曲轴后油封；压装工具；质量

曲轴后油封一般由骨架、弹簧和橡胶三部分组成。一般认为，其密封机理为：在静态时，由于密封圈的内径小于轴径，具有一定的过盈量，二者间存在一定的接触压力，接触压力防止了密封液体的泄露；在动态条件下，关于其密封原理，存在着许多学派，他们分别提出了表面张力理论、吸附理论和边界润滑理论等诸多理论［1，2］。其中影响力较大的为“新月面理论”和微型泵理论［3］。新月面理论认为油封唇口油膜受油液表面张力，在旋转轴和油封刃口外沿形成一个“新月面”，达到密封的目的。微型泵理论认为轴旋转时不同压力变化使油封贮油端相对空气端形成内向吸引力，产生“泵汲”作用达到密封目的。

随着汽车市场需求不断暴涨，国内各大发动机厂发动机生产量也不断上升，在三包区域发动机油封故障也不断增加。油封压装不合格，会直接导致机油泄露，影响发动机润滑系统，同时曲轴箱外的灰尘进入，污染曲轴箱内的零部件，造成发动机运行时零部件早期磨损，给公司和客户造成重大的损失。传统压装工具采取气锤撞击将油封直接装入安装孔，油封易翻边铲伤，员工劳动强度大，并且噪音很大。本文介绍的汽油发动机油封压装工具采用气动定扭扳手拧紧螺栓的方式将油封准确安装到位。

1　曲轴后油封压装技术要求

曲轴后油封是汽车零部件中的精密件，对总装区环境有较高要求，具体为：总装区应清洁，各门窗应有防尘装置；生产工人以及进入总装区的其他人员更换劳保用具后方可进入；生产用空气须每日检查其压力、温度、湿度和清洁度，不符合装配工艺要求时应及时向上级主管部门报告。为保证油封密封机油性能和防尘作用，对油封的安装过程也有严格的技术要求。曲轴后油封压装技术要求分为过程技术要求和产品技术要求。

1.1过程技术要求

过程技术要求是指在产品生产制造装配过程中，为保证产品的质量和性能达到研发的设计要求而制定的标准性技术文件。过程技术要求常常要考虑到环境对产品质量的影响，尤其是温度和清洁度两个因素。某型号发动机曲轴后油封安装过程技术要求以下表1为准则进行过程管控。

表1　曲轴后油封压装过程技术要求

1.2产品技术要求

产品技术要求是指为保证产品质量和性能达到顾客要求，在产品开发时制定的标准性技术文件。产品技术要求在安装过程中对螺栓扭矩、安装后的尺寸和发动机性能指标有具体的参数要求。某型号曲轴后油封安装过程技术要求以下表2为准则进行过程管控。

表2　曲轴后油封压装产品技术要求

2　油封与安装孔尺寸关系

发动机在工作中温度上升很快，受热胀冷缩影响，不同热膨胀系数材料的油封安装会不同程度的胀大，为保证密封性能，油封与安装孔一般为过盈配合，油封安装孔深一般大于油封厚度。某型号汽油发动机尺寸关系如表3所列。

表3　油封与安装孔尺寸关系

3　曲轴后油封压装工具

在安装过程中，曲轴后油封易变形。过盈量大，需要较大的压装力，且压装技术要求高，故需要专用压装工具。

3.1压装工具结构

汽油发动机后油封压装工具为在线压装工具，可直安装在产线相应工位，其结构如图1所示。

图1　汽油发动机后油封压装工具结构图

压装工具各零件材料和功能如表4所示。

表4　压装工具零件明细表

（续上表）

3.2压装工具工作流程

压装工具的工作流程为：装配合格的发动机随托盘流到该工位→清除铲掉曲轴后端曲轴箱上下体接合面凸出的密封胶并用擦试布擦干净→封涂油后预装入压装工具→压装工具通过定位销准确定位到发动机→气动定扭扳手拧紧锁紧螺栓→气动定扭扳手旋转压头，压装油封到位→气动定扭扳手拧松锁紧螺栓→气动定扭扳手拧松压头→检查发动机合格，按放行按钮托盘进入下一工位。

3.3压装工具工作原理

该曲轴后油封压装工具通过巧妙的结构将旋转螺杆的周转运动转化成了压头的直线运动，达到压装油封的目的。其具体原理为：拧紧锁紧螺栓后，工具固定在曲轴后端，此时气动定扭扳手转动旋转螺杆，旋转螺杆与推力套形成螺旋副，气动定扭扳手继续拧紧，旋转螺杆推动压头压装油封，调整环接触到限位环时，旋转螺杆拧紧到位 ，油封安装完成。油封压入距离等于调整环与限位环的间距，改变调整环的厚度可以改变油封压装深度。油封压装的平行度要求通过工具的制造精度和装配精度来保证。工具的压装方式及油封外沿涂上适量润滑油可以保证油封压装完成后不翻边、铲伤和变形。

4　效果检验

该曲轴后油封压装工具经离线和在线验证满足工艺要求后，自2015年5月使用至今，在生产的30多万台发动机中，油封一次压装合格率高达99.8%，三包区域油封压装不合格事故基本杜绝。工具有以下优点：

（1）油封压装合格率高，保证了发动机装配质量，提升了企业形象。

（2）采用周转运动转化成直线运动原理，使用气动定扭扳手将螺栓拧紧即可完成油封压装，相比传统压装，劳动强度大大减轻，不产生噪音，质量有保证。

（3）工具操作便捷，整个压装过程节拍约为12 s，有利于产线产能提升。

（4）工具生产制造成本低，易于维护。

5　结束语

该曲轴后油封压装工具定位方式和压装过程具有普遍性，有不同压装参数要求的其他系列型号的发动机也可参照此工具进行设计、验证和投产。

参考文献：

［1］高福年，李思婉.骨架油封自润滑性的提高及其机制的探讨［J］.特种胶制品，1995，16（3）：23-26.

［2］刘桂明，宋乐茹，张伯洪.骨架轴唇密封圈及磨具概况［J］.橡胶工业，2004，51（2）：93-96.

［3］叶孟蜍，李祖彬.汽车油封的研究与进展［J］.特种胶制品，2010，31（6）：71-73.

An Online Installation Tool of Rear Oil Seal

HUANG Wen-hui，QIU Yue-dong，XUE Xiu-zhen，SU Jian-ming
（Liuzhou Wuling Automobile Industry Co.Ltd.，LiuZhou GuangXi 545005，China）

Abstract：The rear oil seal of the gasoline engine is playing a important role in preventing the oil leakage.With its high technical requirements and complex pressing process，the rear oil seal installation is not an easy problem to solve.Using equipment to install，the device parameters are not easy to lock because of the parts size consistency and mating dimension.Using tool to install，generally the tool structure is complex and the result is difficult to meet the technical requirements.The purpose of this paper is to introduce a pressing tool which has the advantages of simple structure，convenient use and easy maintenance.It is proved that this kind of pressing tool can meet the requirements，and improve the quality of the engine.

Key words：gasoline engine；rear oil seal；pressing tool；quality

中图分类号：TK403.3

文献标识码：B

文章编号：1672-545X（2016）03-0179-03

收稿日期：2015-12-17

作者简介：黄文辉（1990-），男，湖南株洲人，本科，助理工程师，主要从事发动机工艺过程设计和开发工作。