发动机缸体油道清洁度控制方法研究

2017-07-12张洪宝刘辉上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司山东青岛266555

化工管理 2017年11期

关键词：油道清洗机清洁度

张洪宝刘辉(上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东青岛 266555)

发动机缸体油道清洁度控制方法研究

张洪宝刘辉(上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东青岛 266555)

本文以典型发动机零部件缸体油道为对象，分析油道清洁度控制工艺，确认异物来源，查找阻断或避免产生润滑系统异物的方法，避免发动机轴瓦，曲轴等部位的磨损。

发动机;清洁度;油道毛刺;油道交叉孔;毛刺控制

清洁度问题就是发动机制造工艺中重要的一环。产品清洁度直接影响到产品的使用性能和寿命。

发动机曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等部位,均为滑动轴承,负荷较大、相对运动速度较高,工作时一定压力的机油形成油膜来润滑这些部位。因此给这些部位要求更高的清洁度。

经验表明：一般情况下，当杂质颗粒度在10-40um时对发动机活塞环及汽缸套磨损最大，当颗粒度在5-15um时，对曲轴、曲轴瓦、连杆及连杆瓦磨损最大，因此在控制异物重量的同时，应严格控制颗粒度大于5um的杂质数量。

1 清洁度定义及检测方法

清洁度定义是指合格产品总称的系统和内腔(包括不加工的重要内腔)以及零件的孔道与精加工表面残留机械杂质的程度。我工厂C14缸体油道清洁度要求不大于5mg；即缸体主油道附油道，其它油孔内总残留物不大于5mg。

缸体清洁度的检测主要包含以下几个步骤:

(l)在生产线上抽取经检验合格的气缸体总成,在清洁度检验室用用压力冲刷的方式充分冲洗被检测部位。

(2)用洁净的清洗液在一个容器内清洗所用过的器具。

(3)把清洗后的杂质采集后集中沉淀,用5协m定量中速滤纸借助真空泵抽滤。

(4)对过滤的杂质放人烘干箱烘干。

(5)用万分天平进行称重,扣除滤纸的自重,即使杂质的重量,该重量就是气缸体的清洁度

2 影响油道清洁度的杂质来源

影响气缸体油道清洁度的杂质来源主要有:加工过程中产生的铁屑或毛刺、铸造产生的铸砂、氧化皮、车间灰尘、油类杂质及其他有形物等。

3 清洗工艺

生产中使用专用清洗机对缸体经过中间及最终两次清洗；中间清洗具有定点定位功能，保证缸体底面主轴承螺栓孔及缸体底各个表面清洗干净;以便下到工序进行试漏检测及安装主轴承盖；缸体最终清洗机,主要用于缸体总成的最终清洗,为加热清洗机;清洗水温应控制在60℃以上,设备一般带有自加热装置,除具备定点定位功能外,还应具有水套油道及缸体外表面清洗工位,清洗压力8-9bar，且使用专用的清洗液，确保缸体油道孔及外表面清洁度满足工艺要求；

事实证明经过清洗能够将零件表面粘附的油污，铁屑等异物清洗掉；连续20天抽检50件检查油道清洁度小于4mg：

对于残余铁屑,一般情况下,可利用缸体清洗机实现清洗,，但对于油道孔，通常由多次钻孔加工形成加工毛刺,一般缸体清洗机很难彻底清洗干净，需对毛刺的严重程度进行评估，确认是否需要其他的辅助手段。

4 缸体油道内部毛刺检查

4.1 缸体油道检查

缸体油道结构如图所示

从缸体透视图及实物剖视图上可明显看到发动机缸体供油孔是由一系列交错钻孔形成的，钻孔交叉部位极易产生毛刺。使用内窥镜检查使用内窥镜可以清晰的看到油孔分叉部位的状态（如下图所示）。

这些毛刺在随时可能脱落，为评估其脱落的隐患大小，使用磁铁棒插入缸体的主油道，这样那些易于脱落的毛刺就被磁铁吸附下来。连续检查11000件，51件有毛刺被吸出，概率0.46%；对这些毛刺随机挑选15块称重，重量小于或等于3mg；体积小于0.8mm。

5 缸体油道内部毛刺影响分析

发动机润滑油路示意图如下:

上图可知凸轮轴主轴承连杆轴承等位于机油滤清器后端,正常情况下这些部位的润滑油经过过滤不会带来杂质或异物,但是油道内的毛刺一旦脱落则必将随润滑油进入轴瓦、凸轮轴等间隙，导致严重后果。

典型案例：十分钟热试发动机返回拆解后发现主轴瓦划痕，划痕上残留物质能谱检测判断为铸铁（与缸体材质相同）；划痕宽度0.275mm，深度0.122mm。

综上可知，

（1）一般的清洗工艺无法去除油道毛刺，需采取特殊的清洗工艺或在清洗前采取措施将易于脱落的毛刺去除。

（2）大多毛刺重量较小（大多仅0.3mg），通过重量评估的清洁度检查方式也无法准确反馈这种缺陷，应在控制清洁度总重不超标的同时监控颗粒的大小和数量。

6 缸体油道内部毛刺问题解决方案

解决油道毛刺问题通常有两种方案，1、高压清洗，此方法清洗效果较好好，但是设备相对复杂，成本投入较高；2、在清洗前的采取措施将毛刺从缸体上剥离。我工厂采用用此方法对工艺进行了优化。在油孔钻孔完成，清洗前之前的CNC机床，添加一把毛刷，利用毛刷的高速旋转将油孔毛刺从缸体上剥离，然后再过清洗机，从而彻底解决了回油道毛刺的质量风险。