淺談發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋氣門(mén)環(huán)帶對(duì)拍打試漏的影響及對(duì)策

唐麗巧

（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司，廣西 柳州545005）

0 引言

近年來(lái)，隨著汽車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。各汽車(chē)在不斷提高品質(zhì)、性能的同時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件的加工工藝也在不斷的探索，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的高性能。五菱柳機(jī)目前的主導(dǎo)產(chǎn)品有LJ479Q系列汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，LJ4A15系列汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，LJ469Q系列汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等?？傃b工廠(chǎng)在裝配LJ479系列發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)柳機(jī)自制缸蓋總成在氣門(mén)拍打試漏工序一次性通過(guò)率僅為35%左右，而某供應(yīng)商缸蓋總成氣門(mén)試漏一次性通過(guò)率為92%。對(duì)柳機(jī)自制缸蓋總成氣門(mén)拍打試漏合格率低原因做了一系列研究及對(duì)比分析，提出相應(yīng)對(duì)策及改進(jìn)建議。

1 氣門(mén)拍打試漏工作過(guò)程及原理

總裝工廠(chǎng)氣門(mén)拍打試漏工序工作步驟為：

第一步，將進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)安裝在氣門(mén)導(dǎo)管中，使進(jìn)、排氣門(mén)與氣門(mén)環(huán)帶錐面配合；

第二步，將氣門(mén)油封安裝在氣門(mén)導(dǎo)管頭部；

第三步，安裝氣門(mén)彈簧、鎖夾壓裝至氣門(mén)桿；

第四步，按擰緊火花塞力矩要求安裝火花塞，裝配完成燃燒室形成封閉的氣道空間。

將裝配好的工件推進(jìn)測(cè)試工位，設(shè)備自動(dòng)封堵進(jìn)排氣側(cè)，自動(dòng)充氣。充氣分為三個(gè)階段，即充氣、保壓、測(cè)試，設(shè)備通過(guò)對(duì)測(cè)試壓力及泄漏量的監(jiān)控，檢測(cè)氣門(mén)拍打試漏情況。我司生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)為四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，四缸發(fā)動(dòng)機(jī)均采用16氣門(mén)設(shè)計(jì)。氣門(mén)拍打試漏分別對(duì)一、二、三、四缸進(jìn)行測(cè)試，四缸中其中一缸有氣門(mén)漏氣現(xiàn)象，說(shuō)明這缸的燃燒室不是一個(gè)密閉的空間，最終泄露值會(huì)超出原定的泄漏量標(biāo)準(zhǔn)。

2 問(wèn)題現(xiàn)狀及對(duì)比驗(yàn)證分析

2.1 問(wèn)題現(xiàn)狀

2018-12-14，總裝工廠(chǎng)反饋柳機(jī)機(jī)加工廠(chǎng)479缸蓋進(jìn)氣側(cè)氣門(mén)拍打試漏不過(guò)，一次通過(guò)率20%左右，現(xiàn)場(chǎng)研磨后全部通過(guò)；2018-12-15，同批次零件經(jīng)過(guò)機(jī)加工廠(chǎng)重新氣門(mén)燃燒室試漏合格確認(rèn)后，重新投總裝二廠(chǎng)工廠(chǎng)驗(yàn)證，一次通過(guò)率35%左右，現(xiàn)場(chǎng)研磨后全部通過(guò)；2018-12-19，60件LJ479缸蓋氣門(mén)環(huán)帶研磨返工后重新投總裝工廠(chǎng)，一次通過(guò)57件，剩余3件研磨后通過(guò)。

對(duì)氣門(mén)拍打試漏不合格的零件做統(tǒng)計(jì)分析，泄露部位均為進(jìn)氣側(cè)，但進(jìn)氣側(cè)從1到8氣門(mén)均有泄露，分布位置無(wú)規(guī)律，泄露量為小漏，泄露值分布在25～40 ml/min。測(cè)量故障件的環(huán)帶粗糙度、寬度均合格，通過(guò)顯微鏡查看故障部位氣門(mén)無(wú)毛刺、鑄造等缺陷。

總裝工廠(chǎng)氣門(mén)拍打試漏參數(shù)進(jìn)氣側(cè)泄露值-5～20 ml/min，排氣側(cè)泄露值-5～90 ml/min，具體參數(shù)如下表1所列。

表1 總裝工廠(chǎng)氣門(mén)拍打試漏參數(shù)要求

2.2 影響氣門(mén)拍打試漏泄露的缸蓋氣門(mén)環(huán)帶參數(shù)

氣門(mén)桿與氣門(mén)環(huán)帶是依靠錐面密封，氣門(mén)環(huán)帶相關(guān)參數(shù)的誤差，都會(huì)直接影響氣門(mén)環(huán)帶與氣門(mén)桿的密封配合，從而影響氣門(mén)拍打試漏時(shí)泄露。氣門(mén)環(huán)帶主要相關(guān)參數(shù)有環(huán)帶角度、環(huán)帶粗糙度、環(huán)帶寬度、環(huán)帶跳動(dòng)及環(huán)帶有毛刺、異物等。

氣門(mén)環(huán)帶角度要求90°±30′，進(jìn)氣門(mén)錐角較小時(shí)，氣門(mén)通過(guò)斷面較大，進(jìn)氣阻力小，可以增加進(jìn)氣量。但角度過(guò)小會(huì)減少與氣門(mén)的接觸面，氣門(mén)與氣門(mén)座之間的密封會(huì)變差，試漏時(shí)也會(huì)產(chǎn)生影響；氣門(mén)環(huán)帶角度較大時(shí)，氣門(mén)落座時(shí)有較好的對(duì)中作用，與氣門(mén)有較大的接觸壓力等，這些有利于氣門(mén)環(huán)帶與氣門(mén)之間的密封和傳熱，并有利于減少密封面上的積碳[1]。

氣門(mén)環(huán)帶毛刺或鑄造缺陷：如有異物附著在環(huán)帶上或環(huán)帶有鑄造缺陷時(shí)，在拍打試漏過(guò)程會(huì)導(dǎo)致氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，造成泄露。

2.3 柳機(jī)自制產(chǎn)品本身及與某供應(yīng)商氣門(mén)環(huán)帶參數(shù)對(duì)比分析

2.3.1 紅丹涂裝效果對(duì)比驗(yàn)證

將紅丹均勻的涂在兩根氣門(mén)桿錐面上，再將氣門(mén)桿分別裝在柳機(jī)及某供應(yīng)商缸蓋總成氣門(mén)導(dǎo)管中，將氣門(mén)桿取出，檢查缸蓋總成與氣門(mén)桿配合的氣門(mén)環(huán)帶配合面接觸情況，即紅丹涂裝效果。

從錐面上留存的紅丹效果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)柳機(jī)自制缸蓋的氣門(mén)環(huán)帶接觸面紅丹較小，分布不均勻，配合寬度較小，某供應(yīng)商的相對(duì)來(lái)說(shuō)環(huán)帶接觸面配合較寬，紅丹分布均勻（如圖1）。缸蓋氣門(mén)環(huán)帶與氣門(mén)配合面寬度寬的密封效果更好，反之，密封效果較差，會(huì)影響試漏合格率。

（續(xù)下圖）

（接上圖）

圖1 紅丹涂裝效果對(duì)比圖

2.3.2 氣門(mén)環(huán)帶參數(shù)對(duì)比測(cè)量

隨機(jī)選取總裝工廠(chǎng)氣門(mén)拍打試漏不過(guò)、試漏合格的柳機(jī)零件及試漏合格的某供應(yīng)商零件各4件，分別測(cè)量進(jìn)氣環(huán)帶跳動(dòng)和環(huán)帶角度等參數(shù)。

環(huán)帶跳動(dòng)（柳機(jī)故障件本身對(duì)比）：從故障件環(huán)帶跳動(dòng)數(shù)據(jù)分析（如表2），故障件1#故障部位為進(jìn)5/進(jìn)6，對(duì)應(yīng)的環(huán)帶跳動(dòng)數(shù)值超差；故障件4#故障部位為進(jìn)1/進(jìn)2，對(duì)應(yīng)的環(huán)帶跳動(dòng)數(shù)值合格；通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)比，總裝氣門(mén)拍打試漏不過(guò)和環(huán)帶跳動(dòng)超差沒(méi)有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表2 柳機(jī)4件故障件環(huán)帶跳動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)

表3 柳機(jī)自制與某供應(yīng)商進(jìn)氣環(huán)帶角度對(duì)比

通過(guò)對(duì)比測(cè)量柳機(jī)故障件、合格件及某供應(yīng)商合格件的進(jìn)氣環(huán)帶角度數(shù)據(jù)，柳機(jī)故障件環(huán)帶角度基本走中值，柳機(jī)合格件及某供應(yīng)商合格件環(huán)帶角度靠上限值波動(dòng)，從而得出當(dāng)環(huán)帶角度往上限波動(dòng)時(shí)，氣門(mén)拍打試漏合格率更高。

3 工藝驗(yàn)證及效果

從上面的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，當(dāng)氣門(mén)環(huán)帶角度靠上限值時(shí)，氣門(mén)拍打試漏合格率更高。為了驗(yàn)證進(jìn)氣門(mén)環(huán)帶角度（90°±30′）在上中下公差范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)總裝工廠(chǎng)氣門(mén)拍打試漏工序試漏值的影響，要求機(jī)加工廠(chǎng)分別按環(huán)帶角度下差、中值、上差三種狀態(tài)各加工50件，下發(fā)質(zhì)量跟蹤卡到總裝工廠(chǎng)驗(yàn)證氣門(mén)拍打試漏一次性通過(guò)率，結(jié)果如表4。

表4 按三種狀態(tài)驗(yàn)證結(jié)果

通過(guò)三種狀態(tài)驗(yàn)證結(jié)果，環(huán)帶角度走上差時(shí)，氣門(mén)拍打試漏一次性合格率最高。后續(xù)機(jī)加工廠(chǎng)按環(huán)帶角度上差狀態(tài)加工1000件做大批量驗(yàn)證，一次性通過(guò)966件，氣門(mén)拍打試漏合格率從平均35%提升至96%左右，試漏一次性合格率大幅度上升，并提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。

4 結(jié)束語(yǔ)

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋泄露，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，功率下降，燃燒不完全，積碳嚴(yán)重，甚至引起個(gè)別缸不工作。氣缸蓋的氣門(mén)環(huán)帶角度的誤差會(huì)直接影響與氣門(mén)桿錐面的配合，直接影響密封性能[2]。氣門(mén)環(huán)帶角度走上差時(shí)，氣門(mén)落座有較好的對(duì)中作用，與氣門(mén)有較大的接觸壓力，有利于氣門(mén)環(huán)帶與氣門(mén)之間的密封和傳熱，并有利于減少密封面上的積碳[3]。只有確保缸蓋總成的密封性，才能保證氣門(mén)拍打試漏的通過(guò)率，提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能。