發(fā)動機制造過程中的清潔度管理

康新龍，尚偉，唐延琴

（北京現(xiàn)代汽車有限公司，北京 101300）

發(fā)動機制造過程中的清潔度管理

康新龍，尚偉，唐延琴

（北京現(xiàn)代汽車有限公司，北京 101300）

清潔度是衡量發(fā)動機可靠性的重要因素之一，因此，汽車主機廠或者發(fā)動機廠除了對單品的材料、尺寸、間隙斷差等項目進行控制以外，還要加強對發(fā)動機單品和整機清潔度的監(jiān)控。發(fā)動機清潔度直接影響發(fā)動機的壽命和耐久性。文章闡述了發(fā)動機清潔度的概況，發(fā)動機污染雜質(zhì)的來源，清潔度不良所帶來的危害以及在生產(chǎn)過程中如何控制和管理發(fā)動機清潔度。發(fā)動機清潔度的管理是一個持續(xù)的過程，在清潔度管理工作中可以按現(xiàn)代汽車集團推行的“6M”管理理念進行管理和控制。

發(fā)動機；清潔度；6M 管理

CLC NO.:U464.9Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-162-03

前言

發(fā)動機是汽車的主要部件，汽車發(fā)動機的質(zhì)量好壞直接影響著汽車的整體質(zhì)量水平和客戶滿意度及公司的經(jīng)濟效益，而清潔度指標對發(fā)動機整體質(zhì)量和可靠性能有著直接的影響。因此，發(fā)動機生產(chǎn)廠家除了對發(fā)動機零部件材質(zhì)、加工尺寸等常規(guī)項目進行管理外，還要加強對發(fā)動機清潔度的控制和管理。

發(fā)動機清潔度是指發(fā)動機零件和總成的清潔程度，傳統(tǒng)定義是指，按照規(guī)定方法從特定的部位采集到的雜質(zhì)微粒的重量、大小、數(shù)量等，其單位為mg、μm。根據(jù)目前汽車產(chǎn)品質(zhì)量檢驗評定辦法，清潔度是評定汽車發(fā)動機質(zhì)量的重要指標之一，它不僅影響發(fā)動機的品質(zhì)與可靠性，還會影響其使用壽命。根據(jù)QC/T901《汽車發(fā)動機產(chǎn)品質(zhì)量檢驗評定方法》, 發(fā)動機的清潔度檢驗包括軸瓦拉傷檢驗和整機解體清潔度檢驗。軸瓦拉傷是指發(fā)動機主軸瓦、連桿軸瓦工作表面因雜質(zhì)或臟物而引起的機械損傷；整機解體清潔度檢驗的清洗部位主要指發(fā)動機內(nèi)部與潤滑機油接觸的零件表面和進人氣缸的燃料、空氣通道表面。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)記載，發(fā)動機清潔的工作量約占發(fā)動機制造過程中的10%～20%。發(fā)動機主要摩擦副和重要項目的壽命見表1。

從表中可以看出，國外的使用壽命明顯高于國內(nèi)水平，造成這種差距的原因有很多，但是零部件和整機的清潔度是其中非常重要的因素。因為不同的主機廠在裝配前的清洗工藝與清洗質(zhì)量都不盡相同，好的能運轉(zhuǎn)幾千小時，差的只能運轉(zhuǎn)幾百小時甚至幾小時，因此清潔度是發(fā)動機的一個十分重要的質(zhì)量屬性，它和發(fā)動機的壽命緊密相關(guān)。

表1 發(fā)動機主要摩擦副和重要項目的壽命

近年來隨著“零缺陷”等質(zhì)量觀念的引入，“發(fā)動機清潔度管理”已被各大發(fā)動機生產(chǎn)廠家所接受，并越來越多的從產(chǎn)品工藝、工廠環(huán)境、設(shè)備設(shè)計、人員培訓等各個方面進行管理，使發(fā)動機零部件和整機的清潔度得到了很大的提高。

1、發(fā)動機污染來源及清潔度危害

1.1 零部件殘留的雜質(zhì)

發(fā)動機鍛造、鑄造零部件的非加工面上未處理干凈的型砂、表層和未處理的毛邊等，如缸體、缸蓋、進排氣歧管、曲軸、凸輪軸和連桿等非加工面殘留物；在機加過程中產(chǎn)生的切屑未清洗干凈及加工面和加工孔時產(chǎn)生的毛刺未處理完全，如缸體、缸蓋和曲軸的油道、水道以及缸蓋 OCV孔等切屑和毛刺等。如果裝配前這些殘留物和毛刺不清理干凈，都將影響發(fā)動機的質(zhì)量和性能。未清理干凈的雜質(zhì)，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，受到振動和潤滑油沖刷落于機油盤中，再被帶入到各摩擦表面，從而使各軸類，瓦片等加速磨損、降低發(fā)動機的可靠性與使用壽命；有的雜質(zhì)會使發(fā)動機部件工作失靈，如各類閥體等工作不良，影響發(fā)動機性能，嚴重時可能損壞發(fā)動機。

1.2 裝配過程中的污染

裝配過程中，各類污染將直接影響發(fā)動機的裝配質(zhì)量與可靠性，如裝配過程中密封面有雜質(zhì)造成的密封不良泄露；使用帶有雜質(zhì)的卡具裝配時造成裝配尺寸不合格，或劃傷零部件；操作人員所帶的手套、衣物等掉落的雜物都會使裝配清潔度下降；裝配過程中需要涂抹潤滑液的工位如果涂抹過多未清理完全，使用過程中和外界灰塵混合形成污染，或者潤滑液不潔凈都將影響發(fā)動機清潔度，造成早期污染。

1.3 生產(chǎn)場地環(huán)境污染

生產(chǎn)場地如果灰塵、污垢等太多也會造成發(fā)動機生產(chǎn)過程中清潔度不良。例如北京春季沙塵天氣，楊絮、柳絮等容易在裝配過程中進入發(fā)動機內(nèi)部，影響清潔度，造成非正常的磨損，影響發(fā)動機可靠性。

1.4 清潔度的危害

在加工過程中，如果清除零件和夾具定位面上的切屑不細致，則會影響零件加工的精確定位。如果機械雜質(zhì)殘留在零件的配合面或油道孔上，那么在裝配時，精密件表面會被擦傷, 而且在試運轉(zhuǎn)和實際使用過程中，配合表面極易造成破壞。另外，在不加工的內(nèi)腔內(nèi)如水道存在過多的鑄造雜質(zhì)和砂粒還會影響整機的性能。清潔度的好壞，不僅與產(chǎn)品性能、壽命有關(guān)，而且與產(chǎn)品和企業(yè)的聲譽有關(guān)。

發(fā)動機內(nèi)雜質(zhì)殘留物對發(fā)動機的損害主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（以北京現(xiàn)代ALPHA發(fā)動機為例說明）

（1）進氣歧管的進氣道中如果有型砂、殘渣等在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中受到振動，殘留物脫落會進入燃燒室，造成異響，使氣門卡住無法正常運動而造成氣門和活塞相撞，損壞整個發(fā)動機的嚴重后果。

（2）缸體缸蓋機油管路內(nèi)部加工切屑毛刺等未清洗干凈，輕者使軸瓦及運動件表面磨損，嚴重者堵塞油路，連桿軸承、主軸瓦軸承、凸輪軸等因斷油造成溫度急劇升高而“燒瓦”、“抱軸”，甚至造成連桿或曲軸斷裂，致使發(fā)動機毀損并危及人身安全。

（3）供油系統(tǒng)中如果有加工殘留雜質(zhì)還會使精密部件喪失功能，如北京現(xiàn)代ALPHA CVVT發(fā)動機中CVVT機油控制閥體（OCV），經(jīng)常出現(xiàn)被缸蓋加工過程中產(chǎn)生的鋁屑卡死然后CVVT無法正常工作（圖1），發(fā)動機警告燈亮、怠速抖動等問題；如果加工殘留物進入機油泵還有可能使機油泵轉(zhuǎn)子卡死而無法正常運轉(zhuǎn)，使供油系統(tǒng)出現(xiàn)故障；同樣如果殘留物進入機油泵泄油閥，造成泄油閥卡死，會使機油泵一直處于泄壓狀態(tài)，機油壓力無法達到正常值造成發(fā)動機磨損，嚴重時損壞發(fā)動機。

圖1 OCV卡滯

（4）水套中鋁屑等殘留會使防凍液流速減緩，發(fā)動機無法正常冷卻，溫度過高而使發(fā)動機損壞。有時會造成節(jié)溫器和水箱堵塞，使水溫出現(xiàn)異常。

（5）各接合面、密封面由于泥沙、金屬碎屑、毛刺、毛發(fā)等雜質(zhì)未除干凈，容易使局部密封失效，造成漏水、漏油、漏氣“三漏”情況發(fā)生。加油口、油尺插入處等密封不良，灰砂易進入機內(nèi)，同樣會產(chǎn)生不良后果。

2、適用北京現(xiàn)代的清潔度管理

發(fā)動機制造是一個從零件澆鑄、加工、裝配、整機試運行的復雜過程，每一個工序完成后都會殘留下一些機械雜質(zhì)。因此，對發(fā)動機清潔度的控制是一個必不可少的環(huán)節(jié)。以北京現(xiàn)代 ALPHA發(fā)動機為例，清潔度不良問題占總體不良25%左右。通過對發(fā)動機的清潔度現(xiàn)狀進行分析，可以看出提高發(fā)動機清潔度既是一個技術(shù)問題也是一個管理問題，它必須由整個系統(tǒng)來保證。發(fā)動機清潔度的管理是一個持續(xù)的過程，在清潔度管理工作中可以按現(xiàn)代汽車集團推行的“6M”管理理念進行管理和控制。

2.1 6M的定義

“6M”是指在一般企業(yè)中管理的 4 M (Man + Machine + Material+Method) 制造管理基礎(chǔ)上增加2 M (Moral+ Measure -ment)即無缺點的質(zhì)量意識和對產(chǎn)品的測量和驗證。在清潔度控制方面達到成為最優(yōu)秀專家（Man），用最佳的設(shè)備（Machine），用最好部品（Material） 和最佳的方法（Method）控制清潔度，在日常清潔度管理中樹立無污染的意識（Moral），且徹底檢查清潔度管理的所有過程（Measure- ment）。

2.2 Man（人員）管理

從人員角度對清潔度進行管理，對于人造成的清潔度不良缺陷和散布查找其原因并且進行改善。對所有入職的員工進行教育培訓，樹立“零缺陷從清潔度開始”的觀念；每個工序都需要進行清潔度確認，如零部件清潔度、設(shè)備清潔度、卡具清潔度、現(xiàn)場清潔度等。

2.3 Machine（設(shè)備）管理

噴丸設(shè)備、除毛刺設(shè)備及清洗設(shè)備等清潔度保證設(shè)備需定期維護，建議編制點檢表，每日對清洗機壓力、清洗液濃度、噴嘴位置、清洗液溫度、濾網(wǎng)等項目進行確認，同時需準備標準件，每日驗證清洗機狀態(tài)。加工設(shè)備的刀具壽命和毛刷壽命也需要按標準進行管理確認，當發(fā)生毛刺等時需及時確認刀具狀態(tài)。

2.4 Material（部品）管理

毛坯、零部件等在開發(fā)初期對供應(yīng)商進行工程審查時必須要考慮清潔度的影響，對于清潔度差的供應(yīng)商要求改善；零部件運輸箱等清潔度也需定期進行確認檢查，查看部品箱有無油污雜物，毛刺等，清潔度不良零件在裝配前需要進行清潔處理，另外運輸過程中應(yīng)盡量減少污染，防止磕碰等。對于發(fā)動機內(nèi)部零件，如連桿、活塞、凸輪軸、機油泵、瓦蓋、正時鏈條等清潔度應(yīng)重點管理。

2.5 Method（方法）管理

圖2 切屑分析圖

建立切屑分析圖（圖2），對加工完成品各部位發(fā)生的切屑進行分析并制作成圖冊，使最終檢查者能清楚各工序產(chǎn)生切屑的形狀、大小、特性等，及時通報相關(guān)工序進行改善。對于已發(fā)生清潔度問題的部位進行重點檢查。建立數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對售后發(fā)生的清潔度問題建立數(shù)據(jù)庫，然后分析數(shù)據(jù)，及時展開有針對性的改善措施。

2.6 Moral（意識）管理

清潔度的管理重點在于人員意識，保持全心投入工作的良好心態(tài)，在干凈整潔的工作環(huán)境中，用創(chuàng)造性思維工作，并持續(xù)培養(yǎng)“零缺陷從清潔度開始”的觀念。積極開展改善清潔度5S活動，建立清潔度改善提案制度（圖3），全員清潔度改善活動以及全員責任意識和自我挑戰(zhàn)意識。

圖3 清潔度改善提案

2.7 Measurement（測量驗證）管理

為了生產(chǎn)出讓顧客滿意的無缺陷產(chǎn)品，確保發(fā)動機清潔度，應(yīng)對發(fā)動機制造過程中清潔度進行測量并評價，建立一套完善的清潔度評價機制（如清潔度五星級評價制度），定期對發(fā)動機生產(chǎn)廠各車間展開清潔度評價，并及時改善問題點。定期對加工零件和裝配零件進行清潔度測量，確保雜質(zhì)大小重量等符合要求。當清潔度有關(guān)項目發(fā)生變更時，需要進行后續(xù)的驗證，確保各方面都滿足要求。

3、結(jié)論

綜上所述，發(fā)動機清潔度不僅對發(fā)動機質(zhì)量和可靠性有重要的影響，而且也會影響售后客戶滿意度，越來越多的企業(yè)在激烈的市場競爭中領(lǐng)悟到必須形成“零缺陷”的質(zhì)量意識才能生存與發(fā)展。如下兩圖標是采用6M管理前后的對比效果，從圖表數(shù)據(jù)可以明顯看出，自從2012年開始加強6M管理之后， 不良減少，具體見OCV和機油泵卡滯趨勢。相信通過清潔度“6M”管理的實施，發(fā)動機清潔度的管理會更上一個臺階。

圖4 OCV卡滯趨勢

圖5 機油泵卡滯趨勢

[1] 焦鳳菊.清潔度對機械產(chǎn)品質(zhì)量的影響及控制.中國一拖集團.

[2] 劉偉.發(fā)動機清潔度的控制欲管理.天津汽車.2003.

[3] 韓闖.發(fā)動機清潔度測定與分析.內(nèi)燃機與配件.2014.

[4] 汽車發(fā)動機產(chǎn)品質(zhì)量檢驗評價方法.QC/T901-1998.

[5] 6M管理實施手冊.韓國現(xiàn)代起亞汽車集團.

The management of cleanliness during the engine manufacture

Kang Xinlong, Shang Wei, Tang Yanqin
（Beijing Hyundai Motor Company, Beijing 101300）

The cleanliness index has a direct relation to the engine reliability, so, besides of the controlling of material、dimension and tolerance, the engine factory also has strengthed the monitoring of the parts and cleanliness.The cleanliness of the engine has direct influence to the quality and reliability of the engine.The details of the article is as follows, the summary of engine cleanliness, the source of engine contamination, the hazard of poor cleanliness, how to control and manage the cleanliness.The management of engine cleanliness is a continuous process,Hyundai group has the idea of“6M”management concept,and we can control like this.

engine; cleanliness; 6M management

U464.9

A

1671-7988 (2017)06-162-03

康新龍，工程師，就職于北京現(xiàn)代汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.059