發(fā)動機裝配的實時在線檢測

1、WORD格式整理概述和起因發(fā)動機裝配質(zhì)量控制的重要性不言而喻，國內(nèi)外的整機和零部件生產(chǎn)企業(yè)、科研部門為此進行了大量的工作。研究表明，發(fā)動機的裝配質(zhì)量除了外協(xié)（購）件的質(zhì)量控制、裝配環(huán)境、工人的素質(zhì)和技能之外，主要取決于裝配生產(chǎn)系統(tǒng)的完備性和先進性。一般地，發(fā)動機裝配生產(chǎn)系統(tǒng)由各部件裝配、總成裝配和與此對應(yīng)過程的各種檢測和控制組成，如氣缸蓋裝配、活塞連桿總成裝配、主軸瓦檢測、曲軸轉(zhuǎn)動和軸向間隙檢查、扭矩檢測、密封檢測、冷態(tài)檢測等。整個裝配生產(chǎn)系統(tǒng)的完備性和先進性又主要取決于裝配流水線中各關(guān)鍵工位（控制點）的控制，這些關(guān)鍵工位對于最終所生產(chǎn)出來的發(fā)動機的質(zhì)量是至關(guān)重要的。對于裝配線上關(guān)鍵工位的研究

2、，在傳統(tǒng)的發(fā)動機裝配生產(chǎn)中，往往要等到產(chǎn)品全部完成之后，通過繁復(fù)的分析檢測，才能反過來分析生產(chǎn)過程中的哪些步驟和工藝需要改進；而如何改進和改進的程度是多少，又必須通過又一輪的全新試驗和生產(chǎn)才能得知；因此很難實現(xiàn)生產(chǎn)的實時控制，更會造成生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)時間的浪費和返工率的成倍增加。所以，我們要做的就是如何安排合理地工序間的實時檢測和如何進行有效的實時在線檢測，及時地發(fā)現(xiàn)裝配過程中的缺陷，從而降低返工率，提高裝配的效率和質(zhì)量。專業(yè)知識分享WORD格式整理OHIOOH20OPIOOP20OP30.OP40OP9OOP800P70OP60OP50fll某發(fā)動機總裝配線上關(guān)曜控制點示意Bl目前，一些國際一

3、流汽車發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)的研究和實踐表明，合理工序間的在線實時檢測能夠從裝配過程中對最終產(chǎn)品的質(zhì)量進行即時預(yù)測，然后加以科學(xué)反饋，實施及時有效的調(diào)整，從而以較低的時間成本、物料成本和加工成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的發(fā)動機產(chǎn)品。在此，將主要討論總裝配線上關(guān)鍵工位的控制，對各分總成裝配線的情況暫不分析。總裝配線上關(guān)鍵工位的選擇通過工作實踐和對發(fā)動機制造工藝的研究，發(fā)動機總裝線上以下幾個控制點是非常重要的。圖1所示為某總裝配線上典型的關(guān)鍵控制點，其中：OP10-主軸瓦是否安裝和安裝是否正確；OP2A曲軸和軸蓋安裝后曲軸是否能正常轉(zhuǎn)動，曲軸的間隙是否能保持在正常的范圍內(nèi)；OP30-連桿軸瓦是否安裝及安裝是否正確；O

4、P40-活塞型號及方向是否安裝正確；OP50一活塞連桿組安裝到曲軸上后曲軸是否能正常轉(zhuǎn)動；OP60-短發(fā)動機的油道和水道是否存在泄漏；OP70-短發(fā)動機安裝的完整性、冷態(tài)檢測等；OP80-長發(fā)動機水路系統(tǒng)是否密封；OP90-電氣系統(tǒng)功能是否正常。需要說明的是，OH10OH20X位是缸蓋分總成裝配線上的內(nèi)容，為缸蓋氣閥座密封檢測和缸蓋氣門鎖片檢查工位，在此，暫不討論。主要檢測工藝和手段針對關(guān)鍵點，采用先進的檢測設(shè)備可準(zhǔn)確地判斷出這些關(guān)鍵工序是否符合工藝要求。1、主軸瓦檢測的三種方法在主軸檔裝好主軸瓦后用激光檢測距離判斷軸瓦是否存在，如果沒有安裝，檢測出的距離短。口采用充氣檢測，可往通往曲軸油道的

5、通路中充氣，隨后保持充氣壓力，如果沒有安裝軸瓦，壓力會下降。口設(shè)備上安裝一定高度的檔桿，當(dāng)工件流經(jīng)該工位時，如果安裝了軸瓦，軸瓦會碰到檔桿，隨后給傳感器一個信號；如果沒有安裝軸瓦，檔桿將不會被碰，從而傳感器讀不到信號，判斷出軸瓦漏裝。這個方法對工件和傳送板定位要求較高，否則容易誤報警。2、曲軸轉(zhuǎn)動和軸向間隙檢查在曲軸軸蓋螺栓安裝并擰緊后，夾具套住曲軸專業(yè)知識分享WORD格式整理前端，用電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)動曲軸同時采用傳感器監(jiān)測轉(zhuǎn)動扭矩。扭矩在合格的范圍(0.222.5Nnj)內(nèi)即為合格，否則需下線檢查原因在返工，重新上線檢測。在檢查扭矩后，再推動曲軸軸向運動，通過傳感器檢測軸向位移。當(dāng)位移在合格范圍

6、(一般為0.070.23mm內(nèi)，判斷為合格，否則可能是止推片漏裝或安裝不正確。收彈,依壬/肯門XOrttM斡長日口西口13:克/tfM"&J修工時M'0(鼻同M2S圖3油羯密封檢測曲線3、連桿軸瓦油孔檢測在軸瓦安裝到連桿之前，先用光感檢測來料軸瓦是否帶有油孔，如果沒有就將該軸瓦剔除掉。這樣可以保證在連桿體上安裝上帶有油孔的軸瓦。4、活塞方向檢測活塞帶有方向性，一般活塞上都帶有箭頭，通過攝像頭讀取箭頭形狀與標(biāo)準(zhǔn)圖形進行比較從而可以判斷安裝的正確性。5、活塞安裝以后曲軸轉(zhuǎn)動檢查和振動檢驗檢測曲軸轉(zhuǎn)動扭矩是否在正常范圍內(nèi)(5專業(yè)知識分享WORD格式整理19Nm）同時進行振動

7、檢測，測驗噪音。如果有異響，可判斷出連桿軸瓦漏裝。6、短發(fā)發(fā)動機油道水道檢測某發(fā)動機總裝線上全自動油水路密封檢測系統(tǒng)的檢測工藝簡單闡述如下：口油道密封性檢測采用充入壓縮空氣檢測壓降的方法，將油道和燃燒室、曲軸箱、進排氣道的所有外部口全部密封，然后往其中兩處充壓縮空氣，保持一定時間，檢查壓降是否在合格范圍內(nèi)。口水道密封性檢測同樣采用充入壓縮空氣檢測壓降的方法，將水道的所有外部口全部密封，然后往其中兩處充壓縮空氣，隨后保持一定時間，檢查壓降是否在合格范圍內(nèi)。WlMWtfin.I廂即rEFO風(fēng)r曰叫2*1.a啾川CBRUMUOwfeiAl圖5扭矩測試圖6各缸排氣壓力測試專業(yè)知識分享WORD格式整理圖

8、7動態(tài)進氣壓力測試KUAEB.LWU1EM<ndKEWELL=NGEQEQ&ICHALVC£|.>411100IB圖8凸輪軸和曲軸相位位置測試7、短發(fā)動機冷態(tài)試驗我們理解為當(dāng)短發(fā)動機安裝完后，通過采用外界動力（如電機等）倒拖，使發(fā)動機在低速不點火狀態(tài)下運轉(zhuǎn)?；镜膮?shù)測量如下：通過檢測進氣管各缸壓力、排氣管各缸壓力，可以檢測活塞環(huán)、氣閥是否安裝正確?？谕ㄟ^檢測曲軸扭矩和振動噪音，可以檢測主軸瓦和連桿軸瓦是否裝配正確，油路是否暢通?？谕ㄟ^檢測凸輪軸和曲軸相位傳感器的信號，可以檢測正時系統(tǒng)是否正確。一般來說，每種發(fā)動機的數(shù)據(jù)參數(shù)各不相同，一般需要根據(jù)對50001000

9、0臺次左右的合格發(fā)動機定出基本參照數(shù)據(jù)線和合格偏差范圍。圖5至圖8為幾個典型的測試圖（與實際測試數(shù)據(jù)不一定一致）。專業(yè)知識分享WORD格式整理8、長發(fā)動機水路檢測在所有發(fā)動機水管安裝完畢以后，將所有水路出口堵住，并往兩個出口充氣，在一定時間內(nèi)檢測氣壓降從而判斷密封性能。9、電氣及燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)檢測在安裝線束和燃油系統(tǒng)后，安裝傳感器檢測各線路是否通暢。檢測效果分析通過實時的在線檢測，可以在裝配過程中及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷，盡可能地及時發(fā)現(xiàn)各種顯性和隱性問題。對發(fā)現(xiàn)的問題進行及時解決，可以使后續(xù)產(chǎn)品的缺陷率大大降低。僅通過對水道和油道的密封進行實時在線檢測，在16周以后缺陷發(fā)生率從15%F降到2面

10、右，總體呈明顯下降趨勢。如果把其它檢測結(jié)果綜合分析，則缺陷率也呈明顯下降趨勢。結(jié)論對發(fā)動機總裝線工序間合理的關(guān)鍵控制點進行實時在線檢測，能夠在裝配過程中及時、準(zhǔn)確地判斷和發(fā)現(xiàn)缺陷所在，避免了缺陷的傳遞。生產(chǎn)結(jié)果表明，此類實時在線檢測在不長的生產(chǎn)周期內(nèi)大幅度地降低了缺陷發(fā)生率，降低了生產(chǎn)成本，提高了發(fā)動機裝配的效率和質(zhì)量。因此，在現(xiàn)代化企業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)和精益生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。此類實時在線檢測技術(shù)先進、性能可靠、使用和維護方便，但價格較貴，如何尋找合理的性價比和開發(fā)國產(chǎn)化裝備，是我們迫在眉睫的工作。為了進一步提升發(fā)動機的裝配質(zhì)量，相信此類實時在線檢測技術(shù)將會得到越來越多的推廣和應(yīng)用。先進

11、的汽車發(fā)動機材料和新工藝現(xiàn)在，我們在選擇汽車的時候，經(jīng)常會考慮發(fā)動機的材料。我們也經(jīng)常會在許多廠商的推廣宣傳上看到全鋁發(fā)動機”這個耀眼的字眼。為何廠商要炫耀他的全鋁發(fā)動機，那不是全鋁”的發(fā)動機材料是什么？全鋁發(fā)動機有什么好處呢？還有哪些新型的材料被用來制造發(fā)動機部件？這篇文章，我們就來一起討論這個話題。傳統(tǒng)的發(fā)動機無論是缸體還是缸蓋都是采用鑄鐵的，但是鑄鐵有著許多先天的不足，例如重量大、散熱性差、摩擦系數(shù)高等等，所以，許多發(fā)動機廠商都在尋找更適合的材料制造發(fā)動機的構(gòu)成部件。輕量化材料：首先我們從材料的輕量化來討論新型發(fā)動機材料的優(yōu)勢。1、全鋁缸蓋和缸體我們?nèi)粘Ｋf的全鋁發(fā)動機是指缸蓋和缸體都是

12、鋁合金制造的發(fā)動機。而缸蓋是鋁合金，缸體是鑄鐵的發(fā)動機，一般我們還是稱作鑄鐵發(fā)動機。現(xiàn)在，全鋁發(fā)動機已經(jīng)在大量的車型上被采用，在國外，羅孚的k系列發(fā)動機，寶馬的M52直列六缸發(fā)動機，日產(chǎn)的VQ發(fā)動機，捷豹的-AJV8發(fā)動機、奔馳的V6和V8發(fā)動機、通用的LS1和北極星V8發(fā)動機、標(biāo)致的2升四缸發(fā)動機和通用的新型直列四缸發(fā)動機等等都是采用鋁合金制造。國內(nèi)的許多小排量發(fā)動機也逐步采用全鋁發(fā)動機，如國產(chǎn)鈴木系列的發(fā)動機G13、K14等。甚至包括一些國產(chǎn)發(fā)動機也采用鋁合金材質(zhì)了，最著名的就是東安動力開發(fā)的468發(fā)動機，這款發(fā)動機被配備在哈飛路寶和昌河愛迪爾上，獲得了很大的成功。專業(yè)知識分享WORD格式

13、整理很早以前的汽車發(fā)動機就開始大規(guī)模采用全鋁缸蓋了。缸蓋的重量并不大，所以汽車制造商喜歡它并不是因為它重量輕，而是因為它有更好的散熱性能。隨著發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展，四氣閥結(jié)構(gòu)成為發(fā)動機的主流設(shè)計趨勢。與一起的兩氣閥發(fā)動機相比，每缸四氣閥的氣缸蓋比每缸兩氣閥的氣缸蓋在工作時要產(chǎn)生更多的熱量，采用全鋁缸蓋是最好的解決辦法。出于成本的考慮，氣缸體采用全鋁設(shè)計比氣缸蓋要晚得多。氣缸體是發(fā)動機上最重的部分，因而使用鋁合金材料可以減輕發(fā)動機的重量，從而達到減輕整車重量的目的。這一點對于前置前驅(qū)車型來說，顯得尤為可貴，當(dāng)然在另一方面，由于材料價格和加工工藝的區(qū)別，采用鋁合金缸體的發(fā)動機會增加一些成本。2、樹脂或

14、鎂作為材料的進氣管在發(fā)動機的構(gòu)成上，復(fù)雜的進氣管是另外一個很重的部件。特別如今流行的更復(fù)雜的可變長度的進氣管，其重量相當(dāng)可觀。剛開始的時候，人們采用鋁合金來作為進氣管的替代材料，后來許多汽車制造商開始采用具有熱塑性的66號尼龍，或者其他耐熱的可塑性材料制造進氣管。因為這些復(fù)合材料的有許多優(yōu)點：價錢便宜、重量輕、內(nèi)臂平滑（從而空氣流動好、氣阻?。?，因此它對于汽車制造商來說是很理想的進氣管材料。專業(yè)知識分享WORD格式整理但是這些復(fù)合材料也有讓人很頭痛的缺陷，它很容易產(chǎn)生一些細(xì)小的裂紋，這種裂紋導(dǎo)致高速進氣時會在進氣管里產(chǎn)生令人不快的噪音，所以許多高檔的豪華車都沒有采用這種材料制造進氣管。例如奔馳

15、就選擇了鎂合金一一這種材料比鋁更輕，盡管它比較昂貴，而且耐高溫能力有限。貴不是主要問題，因為要知道，前提是裝配在豪華車上，對于豪華車來說，性能的提高比成本相對來說要更重要。耐熱能力有限也不要緊，因為進氣管的溫度并不高。鎂合金是金屬材質(zhì)的，空氣在鎂合金制造的進氣管內(nèi)流動，要比在塑料的噪音要小的多。也有一些車采用了非常少見的材料，例如TVR和法拉力V8采用的是一種稱作凱福拉（Kevlar）的材料來制造進氣管，它能獲得更輕的重量，而且進氣噪音與金屬進氣管相當(dāng)。這些都是很少采用的特例，就不多討論了。摩擦力和運動慣性的優(yōu)化：除了輕量化，新型材料在摩擦力和運動慣性方面同樣具有很大的優(yōu)勢。1、鋁活塞和鋼制氣

16、缸套發(fā)動機的響應(yīng)性與發(fā)動機部件的運動慣性是分不開的，發(fā)動機的運動部件包括曲軸、活塞、連桿等。由于曲軸要求瞬間強度非常高，所以只能采用高強度鋼來制造。活塞就沒有曲軸這樣的局限了，在高轉(zhuǎn)速發(fā)動機上，通常都是用鋁合金來制造活塞。更輕的活塞重量能產(chǎn)生更高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，從而能獲得更大的動力輸出。使用鋁合金來制造活塞，成本并不是非常昂貴，主要問題是出在摩擦阻力上。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的時候，活塞與氣缸壁之間肯定會產(chǎn)生摩擦。而鋁和鋁直接的摩擦系數(shù)是很高的，它比鋁和鑄鐵之間的摩擦系數(shù)要高得多。這樣一來，如果全鋁缸體配合全鋁活塞，發(fā)動機運轉(zhuǎn)的時候摩擦阻力就會非常大，這顯然是不可取的，這也就是為何許多發(fā)動機使用鋁合金活塞

17、，但必須使用鑄鐵缸體的原因。但如果為了采用全鋁缸體而采用鑄鐵活塞，那顯然是更得不償失的。那如何解決這一矛盾呢？目前最主流的解決辦法，就是在鋁制的氣缸體內(nèi)鑲一個鋼制的氣缸套，讓鋁合金活塞不會與鋁制的氣缸壁相接觸。這種設(shè)計可以解決這一矛盾，當(dāng)然也會增加一些成本。這種方法在70年代中期首先被雪佛蘭Vega所采用。它的發(fā)動機采用全鋁設(shè)計，在鋁合金的氣缸體內(nèi)鑲上了一個鑄鐵的缸套，當(dāng)然活塞同樣也是用鋁合金制造的。它的摩擦阻力比全鑄鐵的發(fā)動機要小得多，因此它的動力得到了很大程度的提高。不僅如此，這臺發(fā)動機還能獲得更輕的重量和更小的運勁慣性，改善了車子的加速性、操控性和經(jīng)濟性。后來，這種方法被許多配備了高轉(zhuǎn)速

18、發(fā)動機的汽車所采用。專業(yè)知識分享WORD格式整理還有一個解決辦法，就是采用增強型金屬纖維氣缸套（FRM。本田在它的NSX3.2開發(fā)動機上采用了這個技術(shù)。它的成本和升功率在鑄鐵缸體和鑲缸套之間。這種解決辦法，是在全鋁的缸體上直接把金屬纖維加熱融化以后，通過特殊工藝把金屬粒子滲透到氣缸壁上，就仿佛在氣缸壁上電鍍了一層厚度只有0.5毫米的金屬纖維。與鑄鐵缸體相比，它能產(chǎn)生更低的摩擦阻力，因而改善了轉(zhuǎn)速和功率。同時，金屬纖維是直接滲透到氣缸缸體里的，所以它的強度非常大（相當(dāng)于整個缸體的強度）。2、鈦合金連桿鈦是一種重量很輕，強度很大的材料，而且價格非常昂貴，一般只在航空領(lǐng)域采用。但是，這種航空材料最終還是被應(yīng)用在了汽車上，不過僅限于高性能的運動轎車，因為只有這些汽車才會為了提高性能而不計成本的采用盡可能適合的材料。蘭