一种发动机进气歧管的橡胶尼龙阀片的尺寸检测辅助装置及检测方法

魏二楼

(南京金三力高分子科技有限公司，江苏 南京 210000)

近年来，随着国家对汽车尾气排放标准的提高及人们的节能理念的提升，一种新型且具有双进气通道的进气歧管技术应运而生。其技术原理为：当发动机低速运转时，发动机通过转换尼龙阀片，使空气沿着弯曲而又细长的进气歧管进入气缸，细长的进气歧管提高了进气速度，增大了气缸内的气流强度，使进气量增多，从而改善了燃烧过程，降低了燃油消耗，提高了发动机的动力性，增大了有效输出扭矩。此外，可变长度进气歧管还有减少汽油机废气排放量的作用；当发动机高速运转时，通过转换尼龙阀片，使空气直接进入粗短的进气歧管，因进气歧管粗而短，导致进气阻力减小，进而也使进气量增多。以上效果的实现，主要是依赖于尼龙阀片对长、短进气道进行切换。橡胶尼龙阀片是由尼龙骨架件外围硫化粘接橡胶组合而成，由于尼龙件无法像通用橡胶件一样可以任意剖开，进行断面及型位尺寸的测量，故只能采取整件进行测量，而进行整件测量时，由于橡胶尼龙阀片是一个球面而无法进行定位，导致在测量过程中，橡胶尼龙阀片经常晃动，往往导致测量的结果与真实值之间存在很大误差，并且每一件产品多次测量的波动性大，因橡胶尼龙阀片尺寸问题，导致气体在进气歧管里经常泄露，而此时，又因无法得到包胶模具的真实数据，不能及时准确的对包胶模具进行修整，影响产品的使用，增加了使用成本，降低了工作效率。因此需要研发一种能对具有凹槽的特殊阀片装置进行检测的装置及方法。

1 橡胶尼龙阀片结构

橡胶尼龙阀片结构如图1所示。尼龙阀片材料部件材质要求为尼龙PA66-GF33；橡胶材料部件材质要求为氟橡胶，硬度为60±5 Shore A；

如图1，要先制备部件1，再将部件2硫化包胶到部件1四周。

2 尼龙阀片塑料件的制作

尼龙阀片塑料件由尼龙66、玻璃纤维和色母按质量比例66:33:1组成，其中，尼龙66为聚己二酰己二胺，工业简称PA66，具有较高的熔点，在较高温度也能保持较强的强度和刚度，也有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，耐油，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，因而在汽车工业得到了大量应用，目前几乎已能用于汽车的所有部位，如发动机部位，电器部位和车体部位。而发动机部位包括进气系统和燃油系统，如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳；通过如上尼龙阀片本体的制作原料中增加玻璃纤维的目的是增强尼龙阀片本体的强度，使尼龙阀片本体拉伸强度高，伸长小、弹性系数高，刚性佳、弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，吸收冲击能量大，且玻璃纤维为无机纤维，不燃性、耐化学性佳、吸水性小、尺度安定性、耐热性均佳、便于加工；色母为主要起到染色着色作用；

其制备具体步骤为：

（1）烘干

将尼龙66、玻璃纤维和色母按所述比例混合，将混合料置于烘干机内在120 ℃条件下烘干4 h。

（2）成型

将步骤（1）烘干后的混合料，在温度为270 ℃的浇注机内液化后，立即注入模具型腔内，100 ℃加热条件下，热塑成型30 s后，即得到尼龙阀片图2。

（3）修边

对成型后的尼龙阀片塑料件进行修除废边及检验处理，尼龙塑料件的第一段部位1和第二段部位2的长度尺寸分别为28 mm、32 mm，宽度为27 mm。

3 橡胶尼龙阀片的制备

将尼龙阀片塑料件1置于模具中，在尼龙阀片塑料件1外围一圈包上橡胶2得到橡胶尼龙阀片（图1），制作完成后，取出橡胶尼龙阀片，橡胶2为氟橡胶，其组成成分及质量比例为：生胶：氢氧化钙：氧化镁：棕榈蜡：炭黑：助剂=81:2:5:1:10:1，生胶为橡胶材料的主体成份；氢氧化钙用于氟橡胶硫化活性剂，能促进橡胶的硫化程度，改善氟橡胶的抗压缩变形，提高硫化速度以及硫化程度；氧化镁可以做硫化剂、活性剂，可增加胶料的碱性、同时具有吸酸作用、增加耐热和导热性、有利于硫化速度的提高；棕榈蜡用于改善氟胶加工性能，提高氟胶流动性和脱模性；炭黑主要是在橡胶中起补强作用的；助剂用于改善橡胶的加工性能和提升橡胶制品的综合性能指标，其制备具体步骤为：

（1）热炼

将混炼胶置于开炼机辊筒上热炼，待混炼胶包辊表面光滑平整后，即可按照所需胶片的厚度及宽度进行出片。

（2）预成型

核对胶料牌号、有效期是否正确、胶料出片尺寸是否符合要求，调整自动切条机，对胶片进行裁切，检验裁切得到的胶片重量是否符合要求范围，并将成型好的胶料，整齐的排放在周转箱里，填写胶料管理卡，成型记录。

（3）硫化

将尼龙阀片塑料件1置于模腔内，将模具的中层板与下模合上，然后将步骤（2）得到的氟橡胶胶片填入注射模腔，此时，按动启动按钮，模具进入注射成型硫化机内合模、上压，在机台上压的过程中，氟橡胶沿着注射孔进入模腔内，然后在温度为170±5 ℃，压力为10 MPa的条件下合模硫化8 min，冷却后得到橡胶尼龙阀片；通过硫化工序，使得胶料的线性高分子通过交联作用而形成网状高分子，硫化得到的橡胶护套具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等优良性能，消除永久形变，且在变形之后，也能迅速恢复原状。

（4）修边

将步骤（3）得到的橡胶尼龙阀片与标准样件核对，手工先去除多余的大废边，然后在温度为-60±5 ℃，转速为65±10 r/min，弹丸粒径为Ф1.0 mm的条件下进行冷冻修边。

（5）清洗干燥

将步骤（4）冷冻修边后得到的橡胶尼龙阀片装入清洗袋内，放入清洗机内，使用常温清水清洗3 min，然后将橡胶尼龙阀片置于烘干机内，在温度为70~80 ℃下，烘干4 min即可，包上橡胶后得到的橡胶尼龙阀片图3，且橡胶尼龙阀片的第一段部位1和第二段部位2的长度尺寸分别为31 mm、37 mm，宽度为34 mm。

4 组装橡胶尼龙阀片的尺寸检测辅助装置

如图4，检测辅助装置包括底座1、第一支架2、定位凸台装置3、第二支架5、定位球面装置6、拉杆7、伸缩控制手柄8、第三支架9和第四支架10；底座为长方形钢板，其左侧有方形凹槽，第一支架垂直固定在底座1的左侧凹槽内，定位凸台装置固定于第一支架的顶部，底座与定位凸台装置的平行度为0.01；定位凸台装置的右侧设有第一凸起，第一凸起的端部设有一个水平定位杆，水平定位杆垂直并位于第一凸起的外侧，水平定位杆与底座平行；第四支架竖直固定在底座的右侧；第三支架固定于第四支架的顶端；第三支架的左上方设有一套管；伸缩控制手柄通过铰链连接于第三支架的右侧；定位球面装置上端设有通孔，下端左侧设有第二凸起，第二凸起的端部为球面，定位凸台装置右侧的第一凸起与第二凸起位于同一高度；定位球面装置前后各设有第一滑块和第二滑块，第一滑块和第二滑块位于定位球面装置的中部；拉杆穿过第三支架上的套管且一端与伸缩控制手柄通过铰链连接，另一端插入定位球面装置上端的通孔与其固定连接；第二支架垂直固定于第四支架上端的左侧；第二支架的中间设有竖直方向的T型槽，T型槽上设有滑轨，第二支架与拉杆的平行度为0.01；定位球面装置上的第一滑块和第二滑块装配在第二支架的T型槽上的滑轨内，这样能保证定位球面装置在水平运动过程中始终保持垂直状态；橡胶尼龙阀片为尼龙阀片本体外围一圈硫化粘结橡胶组成，定位凸台装置上第一凸起的长度为橡胶尼龙阀片4凸面凹槽长度的0.9倍；定位凸台装置上第一凸起的宽度为橡胶尼龙阀片凸面凹槽宽度的0.9倍，以使橡胶尼龙阀片的凸面凹槽可以紧紧卡在定位凸台装置上第一凸起，而不会对橡胶尼龙阀片造成损伤；

先将橡胶尼龙阀片第二段部位朝上，橡胶尼龙阀片第一段部位朝下，再放置于检测辅助装置上，检测辅助装置的定位凸台装置对准橡胶尼龙阀片凸面凹槽；拉动伸缩控制手柄，此时，伸缩控制手柄连接拉杆，并带动定位球面装置，使定位球面装置在自然状态抵住橡胶尼龙阀片凹面处，此时，橡胶尼龙阀片被紧固于检测辅助装置上，进而进一步测量尺寸。

5 小结

辅助测量装置结构简单、便于操作，只要把橡胶尼龙阀片能够贴合放置于辅助测量装置上，拉动伸缩控制手柄，此时，伸缩控制手柄连接拉杆，并带动定位球面，使定位球面在自然状态抵住-橡胶尼龙阀片凹面处，且测试人员也不用将精力分摊于确定橡胶尼龙阀片是否晃动，劳动强度大大降低，测量效率得到提高，测量出的结果更加准确，尺寸测量的重复性与再现性比较好，使得MSA＜10。相比于原手工操作，完全依靠人为将橡胶尼龙阀片摆正，不仅测量效率得到提高，测量人员的劳动强度也进一步降低。