发动机气缸珩磨质量微观结构测评研究

□ 付东成 □ 尤风青

上海大众动力总成有限公司 上海 201807

1 研究背景

发动机在运转时,缸孔和活塞不停地进行往复运动，需要得到润滑。如果润滑油过多,容易引发烧机油。若润滑油太少,则容易拉缸,使气缸表面被划伤,从而缩短发动机寿命。大量上路试验和台架试验表明,发动机发生烧机油或拉缸现象与发动机气缸的微观结构有关,这是因为经珩磨形成的气缸内壁微观结构，对气缸内壁形成稳定油膜起着决定性作用。光滑的气缸内壁可使发动机具有良好的润滑效果,从而延长发动机寿命。以往一段时间内，在珩磨加工发动机气缸的过程中，对内壁微观结构测评的重要性和作用认识不足,影响了气缸珩磨的质量，笔者就此对发动机气缸珩磨质量微观结构测评进行研究。

2 测评组成

发动机气缸珩磨制造中，微观结构测评由检测和评价两部分组成。对珩磨制造中微观结构进行检测的设备主要有光学显微镜和反射式电子显微镜。检测是对可见的被检实物进行量化，评价是根据光学显微镜和反射式电子显微镜观测、记录下的结果,对照标准图形进行比照并分项评分,取多项评分的平均值作为最后的评价结果[1-3]。

3 评价项目分析

发动机气缸珩磨表面微观结构的评价主要以珩磨纹方向、珩磨纹形状、珩磨纹构造、珩磨质地整洁度、挤压鱼鳞痕、综合影像六个项目为标准,通过给这六个项目打分,综合评价发动机气缸的制造质量和日后发动机的工作寿命[4]。

(1) 珩磨纹方向。发动机气缸经过珩磨后,缸孔表面会形成划痕,这是由珩磨头纵向和径向运动产生的。当纵向和径向运动的线速度相等时,便形成45°的夹角。一般而言,划痕夹角为45°±7°。当检测到划痕夹角超过允许范围时,需马上调整珩磨头并修正珩磨速度,使珩磨划痕始终保持正确的夹角。

(2) 珩磨纹形状。发动机气缸经珩磨后,显微镜下表面形状为均匀布满轮廓的清晰平行四边形。一旦形状发生变化,需将检测样本和专用样板进行对照,找出原因，明确纠正措施。通常而言，应检查和调整机床参数，或调换刀具组中磨损严重的砂条,从而保证珩磨后的珩磨纹形状正确[5-7]。

(3) 珩磨纹构造。划痕沟槽的宽度一般要求为0.01～0.03 mm,这一宽度是对珩磨用砂条材质反馈的依据。若一段时间内这一宽度变化超出上述范围,就成为更换砂条的预警[8-9]。

(4) 珩磨质地整洁度。珩磨过程中需使用珩磨液,没有足够的珩磨液会使珩磨纹路凹凸不平。纹路凹凸不平会使发动机在日后工作时表面润滑不畅。此外，还要确保珩磨液清洁无杂质,这样才能保证珩磨加工表面的整洁度[10-11]。

(5) 挤压鱼鳞痕。发动机气缸加工表面出现挤压鱼鳞痕的原因为加工形成的毛刺没有及时脱落,或脱落在珩磨液中,又因后续珩磨压力粘合在缸孔表面，形成挤压鱼鳞状的痕迹。加工中应注意对珩磨液及时过滤和更换,杜绝挤压鱼鳞痕的产生。

(6) 综合影像。这是发动机气缸加工表面在显微镜下的总体影像，可以观察气缸表面是否留下无规则、不连续的划痕等。综合影像同时是观察和评价珩磨加工综合水平的依据之一。

4 测评结果

对发动机气缸珩磨质量微观结构进行评价时，根据样本对检测结果进行评分,一般为1～5分。德国大众企业标准规定,1分为最好,超过3.5分为不合格。笔者研究的产品最初评分为2.8分,与大众欧洲工厂有一定差距。经过长期对发动机气缸珩磨质量微观结构测评进行学习、实践、摸索、改进,目前已能比较全面、准确地对发动机气缸珩磨质量微观结构进行测评，并根据实时测评结果对珩磨加工工艺进行改进和优化,提高产品的质量。经过一年多的反复试验和改进,产品评分现已达到2.2分,提高了发动机气缸的珩磨质量,使发动机的工作寿命显著延长。