珩磨質(zhì)量評估#精選

1、缸孔珩磨質(zhì)量評估缸孔是發(fā)動機燃燒室的重要組成部分，珩磨質(zhì)量優(yōu)劣對發(fā)動機的磨合時間，油耗 和排放等都起著至關(guān)重要的作用缸孔是發(fā)動機燃燒室的重要組成部分， 珩磨質(zhì)量優(yōu)劣對發(fā)動機的磨合時間、 油耗 和排放等都起著至關(guān)重要的作用。目前，缸孔珩磨精度的評價仍沒有統(tǒng)一的國際 標準和技術(shù)規(guī)范，本文對常見的幾種缸孔珩磨精度評價方法進行了分析和比較。缸孔珩磨技術(shù)作為內(nèi)燃機缸孔（或缸套）精加工的一種工藝，早期主要用于 高壓縮比的柴油機，近些年隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，在汽油機上也得到了廣泛 的應(yīng)用。從20世紀80年代的粗珩、精珩兩級珩磨已經(jīng)發(fā)展到了粗珩、 精珩和平 臺珩磨（通常也稱“平頂珩磨”）三級珩磨技術(shù)，使發(fā)動

2、機的壽命、油耗及排放 等得到了進一步改善。缸孔各級珩磨的作用粗珩，也是缸孔珩磨的第一步，為預珩階段，主要用于去除余量，消除精鏜 加工的刀痕，形成幾何形狀正確的圓柱形孔和適合后續(xù)珩磨加工的基本表面粗糙 度，形成圖1中的基本形狀C。圖2? 0? 2缸孔平頂珩磨的表面狀態(tài)及輪廓曲線精珩是缸孔珩磨的第二步，主要在缸孔表面形成清晰可見的、 對稱的且均勻 的網(wǎng)紋，并在微觀輪廓上形成具有一定數(shù)量和深度的溝槽， 形成圖1中的B形狀, 這也是缸孔長期工作時與活塞接觸的部分。缸孔珩磨的第三步為平臺珩，是目前廣泛采用的三級珩磨中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 典型的平臺珩磨技術(shù)是在缸孔表面形成一種特殊的結(jié)構(gòu)（見圖2），這種結(jié)構(gòu)由具

3、有儲油功能的深槽及深槽之間的微小支承平臺表面組成，有著很多優(yōu)點，如： 良好的表面耐磨性、油膜儲存性，可使用低摩擦力的活塞環(huán)；降低機油消耗；減 少磨合時間（幾乎可省掉）；減少摩擦導致的功率損耗。平臺珩磨的余量通常為35mm以使精珩產(chǎn)生的微觀凸起（見圖1中A部 分）磨掉，以形成一個個小平臺，這些小平臺也就是平臺支承表面，該表面粗糙 度很高，同時具有較高、較好的輪廓支撐長度率（以下簡稱“支撐率”）。平臺 珩磨的采用大大縮短甚至是免除了缸孔的磨合期。圈4吹耐祇度刪？雖然精珩和平臺珩磨為兩個工步，但是要想獲得理想的表面平臺網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)， 對精 珩和平臺珩的同軸度要求很高，因此通常將兩個階段合并成一次加工來實

4、現(xiàn)。通 過設(shè)計成有雙進給裝置和裝有精珩、平臺珩兩種珩磨條的珩磨頭，一次裝夾即可 完成精珩和平臺珩，消除了重復定位誤差的影響。缸孔珩磨質(zhì)量評價指標缸孔珩磨主要是修正缸孔的幾何形狀精度并制造適合活塞運動的表面，不會對位置精度產(chǎn)生任何影響。因此，缸孔珩磨質(zhì)量評價指標包含孔徑、圓度、圓柱 度、網(wǎng)紋夾角、反映微觀不平度的表面粗糙度 Rz、波紋度以及支撐率等。對于 支撐率的要求通常鉆、鉸和鏜等切削方式無法實現(xiàn)，只能采用珩磨的工藝方法實 現(xiàn)，因此符合支撐率的精度要求也是采取珩磨工藝的決定性因素。1.輪廓支撐長度率曲線20世紀80年代初人們提出了一個關(guān)于 Abbott-Firestone 曲線的線性模型，用

5、于反映缸孔與活塞間的接觸狀態(tài)，這個評定的曲線被稱為輪廓支撐長度率曲線（以下簡稱“支撐率曲線”），反映了在缸孔表面不同深度實體占總評定長度的 百分比。如圖3所示，其定義形式是在一個取樣長度 L內(nèi)，獲取最大峰、谷距離 差（Ry）,距最大峰頂任取距離C,被距離C所在直線切割后各“山”剩余線段為bl, b2bn,計算得支撐率（tp ）。以tp為橫坐標、Ry為縱坐標建立坐標系，每取一個C值都對應(yīng)一個tp值，即生成支撐率曲線（見圖4）。發(fā)動機工作時，缸孔表面實體部分用于支撐活塞的運動， 而非實體部分則充滿了 燃燒介質(zhì)，因此支撐率曲線是反映耐磨性和潤滑性的綜合曲線，與表面深度有著 較為復雜的關(guān)系，應(yīng)從多個角

6、度分析：（1）從支撐活塞、活塞環(huán)運動的角度：支撐率越高耐磨性越好，這也是初期磨 合的原因磨掉高點，增大支撐率。（2）從潤滑的角度：要減少動力損失、運動平穩(wěn)，儲油量多較好，而儲油面積 大則存在燃燒介質(zhì)燃燒時損耗大的問題，即非支撐部分所占的比例應(yīng)在一個較合 理的區(qū)間內(nèi)。因此，在工作初期支撐率較小時，由于儲油量及面積大，油量消耗 相對較大。而當缸孔磨損到一定程度，一方面缸孔孔徑變大，另一方面缸孔內(nèi)壁 變得光滑，儲油量小，潤滑性差。（3）從動態(tài)的角度：由于活塞的運動，缸孔存在著實時微量磨損，因此支撐率 是一個動態(tài)的指標，隨著工作時間的延長，磨損量將帶來實際支撐率的變化以及 儲油量及儲油面積的變化。WK

7、 111L' JR.d線回歸線2.輪廓支撐長度率曲線評定方法目前主要采用兩種表示方法來反映支撐率，即:支撐率范圍與表面深度法，核心剖面深度Rk系列參數(shù)。但無論采用哪種評價方法都離不開支撐率曲線，而曲線 并非符合某一特定函數(shù)，因此，兩種評價方法之間沒有準確的換算關(guān)系， 這也給 對比研究支撐率帶來了不小的難度。（1）支撐率范圍與表面深度表示法（日本工業(yè)標準JISB0601）又稱R&C法，主要 以某兩個支撐率為分界點將支撐率曲線分為3個區(qū)（見圖5）：初期損耗區(qū)tp（Co）、穩(wěn)定工作區(qū)tp（Cn）-tp（Co）及光滑磨損期tp（Cn）。然后將分界點狀態(tài)時應(yīng)滿足的表面深度進行限定，從而約

8、束缸孔表面形態(tài)。由于這種評價方法 采取的方式為“點對點”（如90%對1%），受曲線穩(wěn)定性的影響大，小范圍變 動對評價結(jié)果擾動大。因此，對于重要表面（缸筒）的評價還要追加表面狀態(tài)、 網(wǎng)紋均勻度及網(wǎng)紋毛刺等評價。這種評價方法對執(zhí)行者的經(jīng)驗要求較高，在日系 發(fā)動機的缸孔評價中較常見，設(shè)定標準見表 1。但是由于R&C法的評價方式受人 為因素影響較大，目前新研發(fā)的發(fā)動機已很少使用。表1 R&C法的評價標準tp ICn)tp (Cb)Go Cft/說陰20% 1%0.3 13初期損耗區(qū)間80% 1%0.8 20恢期曆杼區(qū)間97% - 1%t.2 - 2.8光潸曆損區(qū)間（2）核心剖面深度Rk

9、系列參數(shù)（德國工業(yè)標準DIN4776）核心剖面深度Rk系列 參數(shù)法有Mr1、Mr2、Rpk、Rvk、Rk、Vo和K共7個評價參數(shù)，其中前5個參數(shù) 評價曲線形狀，后2個參數(shù)用于評價儲油狀態(tài)。Rk系列參數(shù)是在支撐率曲線上 沿tp值方向抽取40%位置上做曲線線性回歸線 L。回歸線與0時縱坐標相交于 a點，以a點作橫坐標平行線與支撐率曲線相交于 c點，L于100%寸縱坐標相交 于b點，以b點作橫坐標平行線與支撐率曲線相交于 d點（見圖6）從而生成各項 參數(shù)。Rk系列參數(shù)說明如下：尖峰高度Rpk,即表面深度a以上的區(qū)域。它反映的是缸孔粗糙度輪廓峰的高度， 這部分是在發(fā)動機初期運行中，由于支撐率小而很快磨

10、損掉的部分。因此，Rpk也意味著缸孔進入正常工作狀態(tài)前的磨合量及磨合時間越小越好。溝痕深度Rvk，即表面深度b以下的區(qū)域。該部分儲油量使缸孔與活塞間形成潤 滑油膜，并且其反映出的儲油深度也對油耗有著非常重要的影響。核心剖面深度Rk部分是發(fā)動機缸孔正常運行時期，為 Rpk與Rvk之間的區(qū)域。 較好的曲線狀態(tài)是在支撐變化區(qū)間內(nèi)表面深度變化較?。椿貧w線L斜率絕對值趨向0）、缸孔磨損小，這在提高運轉(zhuǎn)性能及延長缸孔使用壽命方面起著至關(guān)重 要的作用。*2部分型號發(fā)功UI廠苗剎忑的支揮辜要求甲丙T先峰高度齊00.300.50 - 0250 0.30.8 - 1615-3.&1 - 21 -2垓心剖

11、茴臊便配0.3 - 1 00.6 L40 - 0.70 3 - 1.0尖峰材料比率Mrl0-7%2% - 10%07%.溝掖橋料比宰尿2恣-翩尖峰材料比率Mr1，即圖6中c點所對應(yīng)的支撐率。其所反映的支撐率是開始進 行發(fā)動機正常工作時缸孔與活塞的實際接觸面積比例。這也是缸孔加工水平及性 能的重要參數(shù)之一，同Rpk 一樣也是越小越好。溝痕材料比率Mr2,代表著發(fā)動機結(jié)束正常工作、缸孔基本到達使用壽命的點， 為圖中d點所對應(yīng)的支撐率。它不僅反映了缸孔可以磨損的極限， 同時也反映了 工作表面以下的儲油及潤滑能力。儲油量Vo,為Mr2以下的部分每平方厘米所能儲存的油量，它近似為一個三角 成的面積：Vo=( 100- Mr2 ) X Rvk/200。有效支撐區(qū)域的儲油深度比率 K=Rvk/Rk, K值越大潤滑性能越好。相比R&C法，核心剖面深度Rk系列參數(shù)法對輪廓支撐率曲線整體趨勢、局部變 化都能夠良好的把握，測量結(jié)果更綜合、評價也更客觀。因此核心剖面深度 Rk 系列參數(shù)法在中國各大汽車制造商中被廣泛采用。 表2 所示為中國部分型號發(fā)動 機廠商的制定的支撐率要求 。結(jié)語缸孔珩磨精度的評價是一個復雜的系統(tǒng)工程， 不僅受珩磨方式的約束， 也受評價 方式的制約， 并且不同產(chǎn)品的發(fā)動機機油消耗量目標