汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋的清洗技術(shù)討論和管理維護(hù) Automobile Engine Cylinder Block and Cylinder Head Cleaning Technology Discussion and Management Maintenance

程訓(xùn)鋒 CHENG Xun-feng

摘要： 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋和氣缸體制造過(guò)程中，其表體會(huì)存有諸多油污，因此就要進(jìn)行進(jìn)一步的深度清潔，方可開展下一步流程。而在該部位清洗過(guò)程中如若存在清洗不到位等情況，就會(huì)極易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)噴涂的涂層檢測(cè)存在一定問題。本文主要闡述了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中，其主要部位的清洗技術(shù)構(gòu)成、大致結(jié)構(gòu)及相關(guān)內(nèi)容。并分析了相關(guān)清洗技術(shù)在設(shè)備清洗及裝配線中的總體應(yīng)用，以及后期的維護(hù)保養(yǎng)重點(diǎn)。

Abstract： In the manufacturing process of automobile engine cylinder head and cylinder block， there are many oil stains on the surface， so it is necessary to carry out further deep cleaning before the next process can be carried out. In the cleaning process of this part， if the cleaning is not in place， it will easily lead to some problems in the detection of the coating sprayed by the engine. This paper mainly describes the cleaning technology composition， general structure and related content of the main parts of the automobile engine assembly process. It also analyzes the overall application of related cleaning technology in equipment cleaning and assembly line， as well as the key points of later maintenance.

關(guān)鍵詞： 汽車發(fā)動(dòng)機(jī);缸體;缸蓋;清洗技術(shù);管理維護(hù)

Key words： automobile engine;cylinder body;cylinder head;cleaning technology;management of maintenance

中圖分類號(hào)：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）22-0161-02

0? 引言

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)屬于整個(gè)設(shè)備中最為核心的部件，因此，要確保其能夠全面發(fā)揮性能的同時(shí)，相關(guān)企業(yè)應(yīng)高度重視發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)裝配過(guò)程清潔度要求也逐漸加強(qiáng)，相關(guān)設(shè)備清洗技術(shù)和也應(yīng)隨之得以提升和改進(jìn)。第一就應(yīng)確保在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)組裝時(shí)其發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋的清潔度，基于此，方可依據(jù)相關(guān)的工藝技術(shù)需求裝配出性能良好的發(fā)動(dòng)機(jī)。而清洗設(shè)備作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線中較為重要的一部分，在汽車制造企業(yè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)更為嚴(yán)格的要求下，也更加體現(xiàn)出其重要性。

1? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋清洗準(zhǔn)備中要明確的內(nèi)容

由于各個(gè)車型的生產(chǎn)工藝存在差異，因此其發(fā)動(dòng)機(jī)缸體以及缸蓋的清洗流程及方法也有所不同，因此首先應(yīng)按照各個(gè)車型的實(shí)際情況，明確發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋清洗部位，需要清潔的主要污染物，以及制造單位的客觀環(huán)境要求等。

1.1 明確主要的清洗部位? 通常而言，完成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋初步加工后，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行首次清洗。主要清潔部位應(yīng)為外表面部分，以及下一步工序需裝配的部位，例如凸輪軸蓋安裝孔、管線、座圈的壓裝孔等部位。而在完成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋的后續(xù)裝配后，應(yīng)按照相關(guān)要求進(jìn)行再一次清潔。此次清洗位置主要為凸輪軸孔及其外表面等。

1.2 明確清洗部位的主要污染物? 一般說(shuō)來(lái)，完成相關(guān)設(shè)備的第一次清洗工作后，其表面或者內(nèi)部會(huì)有一些殘留物質(zhì)，例如飛邊毛刺、切削液等。故此，相關(guān)人員應(yīng)按照殘留物質(zhì)的具體部位及切削液的種類，針對(duì)性地進(jìn)行第二次清洗。

1.3 明確操作環(huán)境及相關(guān)的噪聲管理? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行清洗時(shí)，會(huì)運(yùn)用到大量的水以及氣源，因此相關(guān)人員應(yīng)明確清洗設(shè)備所處區(qū)域是否能夠提供足量水源及氣源。清洗過(guò)程中，機(jī)械內(nèi)部也會(huì)形成較多氣霧，因此就要做好上述雜質(zhì)的收集以及排除工作，此外也要注意采取防滲漏等措施，保障相關(guān)設(shè)備設(shè)施能夠在安全的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)生環(huán)境污染現(xiàn)象。不僅如此，也要注意設(shè)備在清洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪音，因此應(yīng)做好防護(hù)的同時(shí)，全面采取低音降噪處理。

2? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體以及缸蓋的主要清洗形式

清洗過(guò)程中應(yīng)依據(jù)具體清洗部位及污染物類別的差異，結(jié)合汽車類型的工藝要求，選擇適宜的清洗形式。

2.1 祛除多余的雜質(zhì)物? 通常而言，首次清洗完成后對(duì)于缸體及缸蓋的零件位置進(jìn)行飛邊毛刺的祛除工作。當(dāng)前，祛除雜質(zhì)物的技術(shù)選擇面也較廣，例如較為先進(jìn)的熱爆法、密鐳強(qiáng)力超聲波法、冷凍法以及磨粒流法等，而且上述方式在實(shí)際運(yùn)用中也具有很好的應(yīng)用。但是進(jìn)一步考慮到成本投入等問題，現(xiàn)階段在相關(guān)汽車機(jī)械設(shè)備清洗中大部分運(yùn)用毛刷及高壓水配合除去雜質(zhì)的方法。

依照具體部位的差異，可將其分為表面毛刺和孔毛刺祛除。二者均為磨料，比如驅(qū)動(dòng)刷。先處理需要的部位，主要目標(biāo)為清理較糙的飛邊和毛刺，材料主要為氧化硅和氧化鋁彎絲。毛刷運(yùn)用到的材料依據(jù)具體清潔度需求及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋材料明確，而刷桿及驅(qū)動(dòng)方式則按照清潔孔的直徑及深度明確。

而后通過(guò)機(jī)架分析或柔性機(jī)器人將缸體和缸蓋放入高壓水清洗站。在去除殘留的飛邊和毛刺的同時(shí)，附著在氣缸體和氣缸蓋表面的金屬屑被水流沖走。這時(shí)需要注意的是，風(fēng)扇框和柔性機(jī)器人的設(shè)計(jì)必須考慮防護(hù)和防銹，因?yàn)樗枰L(zhǎng)時(shí)間處于潮濕環(huán)境中，直接進(jìn)入水環(huán)境。清洗工位和夾具還需選用防銹性強(qiáng)的奧氏體不銹鋼（槽體、保護(hù)板等）、馬氏體不銹鋼（定位銷、支撐柱等）和鋁合金（夾臂等），上述材料的實(shí)際性能也根據(jù)不同的使用要求有所差異。

2.2 清潔表面污染物? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋的外表污染物清洗主要采用水清洗方式，但依據(jù)污染物的類別差異，清洗時(shí)也應(yīng)相應(yīng)的添加祛除雜質(zhì)的洗滌劑，通常以填加弱堿性清洗劑為主。此外，依據(jù)具體的清洗位置的不同，清洗方式分為整體清洗及各部位的定點(diǎn)定位清洗。首先進(jìn)行設(shè)備的整體清洗，而后對(duì)于其他部位的外表及復(fù)雜程度較高的孔洞進(jìn)行定點(diǎn)清洗。清洗時(shí)可以運(yùn)用調(diào)整水壓及溫度等方式，進(jìn)一步提升清洗效果。

2.3 完成清潔后的干燥處理? 清洗完成后，設(shè)備的外表及孔內(nèi)會(huì)存有大量水漬，采用自然風(fēng)干等方式會(huì)影響后續(xù)工序，也會(huì)直接影響裝配質(zhì)量。故此，應(yīng)選用適宜的設(shè)備對(duì)清洗缸體和缸蓋進(jìn)行必要的吹干晾干。一般情況下，為安全起見，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線不運(yùn)用高溫蒸發(fā)的干燥方式，而是運(yùn)用柔性機(jī)器人或翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行干燥處理，然后定期對(duì)汽缸體和汽缸蓋表面進(jìn)行吹干。通過(guò)高壓氣刀和噴嘴盒按預(yù)先安排的工藝順序進(jìn)行。之后，使用柔性機(jī)器人驅(qū)動(dòng)特殊的針狀噴嘴對(duì)深孔位置和型腔內(nèi)部進(jìn)行干燥。

在此基礎(chǔ)上，氣缸體和氣缸蓋通過(guò)輸送輥筒進(jìn)入真空室，氣缸體和氣缸蓋上的殘留水分通過(guò)真空泵逐漸抽真空而氣化，從而達(dá)到干燥效果。為確保日后的生產(chǎn)達(dá)到需求條件，干燥處理后的缸體及缸蓋也會(huì)被冷卻。

此時(shí)要特別注意的是，每個(gè)需要干燥處理的工位均需較多的氣源。源自廠區(qū)的壓縮空氣通過(guò)設(shè)備內(nèi)的氣體儲(chǔ)存以及調(diào)壓過(guò)濾裝置達(dá)到送風(fēng)要求。要確保氣壓的穩(wěn)定，同時(shí)也要做好液體、氣體搜集工作。應(yīng)封閉真空干燥室，以確保氣體的正常流通。

3? 電氣控制系統(tǒng)描述

3.1 自動(dòng)以及半自動(dòng)的清洗設(shè)備? 在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋的清洗過(guò)程中，最關(guān)鍵的工位是搬運(yùn)、去毛刺、漂洗和干燥，這些都是由自動(dòng)/半自動(dòng)設(shè)備完成的。這些站主要包括測(cè)量站、清洗站、處理站等。清洗設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)用獨(dú)立的PLC設(shè)備進(jìn)行控制，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊對(duì)設(shè)備加以控制，包括設(shè)備運(yùn)行的邏輯控制、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、區(qū)域設(shè)備控制、兩個(gè)相鄰設(shè)備間的信息流向等。清洗站：包括缸體、缸蓋表面及孔的去毛刺設(shè)備、整體清洗設(shè)備、定點(diǎn)定位清洗設(shè)備等。它主要對(duì)缸體和缸蓋表面開展不同的清洗動(dòng)作。清洗速度和軌跡可由PLC進(jìn)一步控制，還可完成類似缸體、缸蓋清洗室及不同作業(yè)的轉(zhuǎn)換。搬運(yùn)工位：主要包括周轉(zhuǎn)設(shè)備、柔性機(jī)械手、貨架分離工位等，可合理控制各搬運(yùn)設(shè)備之間的距離，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況有效調(diào)整搬運(yùn)速度，提升高度準(zhǔn)確伺服電機(jī)定位。這樣，通過(guò)使用輔助設(shè)備和伺服設(shè)備進(jìn)行定位，可以有效地完成不同機(jī)型之間的轉(zhuǎn)換。

3.2 數(shù)據(jù)的采集裝置? 為確保相關(guān)清洗數(shù)據(jù)的收集及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)具有較強(qiáng)可靠性，各工位都應(yīng)配備RFID無(wú)線讀寫裝置，以此能夠準(zhǔn)確收集發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋方面的數(shù)據(jù)信息，將收集到的信息與發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)相互對(duì)應(yīng)，并輸送至服務(wù)器。

相關(guān)系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備開展及時(shí)監(jiān)控，收集運(yùn)轉(zhuǎn)信息，記錄生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。在清洗時(shí)，綜合整體設(shè)備的裝配線反饋數(shù)據(jù)，調(diào)整計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)量等有效信息。以此方可確保在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的整體清洗中，能夠更加便捷、高效地控制清洗設(shè)備，保證汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量。

總體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸形式主要有以下幾種：一是在監(jiān)測(cè)清洗設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，應(yīng)確保設(shè)備數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，檢測(cè)數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器中，主要包含氣體檢測(cè)到的工件狀態(tài)、水氣源的實(shí)際流量等。二是條碼掃描數(shù)據(jù)的有效輸送及正確應(yīng)對(duì)將零件信息通過(guò)相關(guān)設(shè)備輸送至設(shè)備服務(wù)器中，從而影響以后的清洗動(dòng)作。

4? 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、缸體設(shè)備清洗的管理維護(hù)

4.1 需要維護(hù)和定期處理的關(guān)鍵部位

4.1.1 供排水系統(tǒng)? 運(yùn)用液位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控水箱內(nèi)的儲(chǔ)水情況，明晰高壓泵以及過(guò)濾泵等設(shè)備的狀態(tài)。及時(shí)清理過(guò)濾器內(nèi)濾出的雜質(zhì)，并安排專人處理相關(guān)排除裝置中清理出的廢物。

4.1.2 清洗工位的管理維護(hù)? 重點(diǎn)關(guān)注去除飛邊毛刺工位以及高壓清洗工位。檢查是否存在金屬屑未能及時(shí)排出的現(xiàn)象，避免影響設(shè)備的正常運(yùn)行;檢查噴嘴盒以及針型噴嘴等零部件是否存在由于腐蝕而影響排量等情況;檢測(cè)是否存在由于設(shè)備銹蝕或者安裝不當(dāng)?shù)仍斐晒の粷B水等現(xiàn)象。

4.1.3 各關(guān)鍵密封部位? 重點(diǎn)檢查各關(guān)鍵密封部位的密封墊、密封圈等是否存在腐蝕、破損等現(xiàn)象，殘留的潤(rùn)滑廢液可能會(huì)在高溫中融化且呈膠狀，從而直接影響執(zhí)行部位的磨損情況，影響密封性。

4.2 缸蓋缸體質(zhì)量檢測(cè)

發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體及缸蓋表面形式復(fù)雜，因此需清理的表體及孔位較多而且存在諸多不確定因素。在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中主要監(jiān)控以下幾個(gè)部位：毛刷的磨損情況、液體流量及流向變化情況、溫度變化及清洗后的效果檢測(cè)。這幾個(gè)部位，均可通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，但是也需相關(guān)工作人員給予重點(diǎn)關(guān)注。

5? 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體及缸蓋的清洗技術(shù)及工藝也隨之得到更新，清洗設(shè)備也朝著數(shù)字化、智能化的趨勢(shì)發(fā)展。將來(lái)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)技術(shù)也會(huì)有較大的改進(jìn)及發(fā)展，其對(duì)于關(guān)鍵部位的清潔度也更為嚴(yán)格。因此，相關(guān)部位的清洗技術(shù)，須緊跟時(shí)代潮流，運(yùn)用更新、更便捷的技術(shù)適應(yīng)更加高科技的制造發(fā)展。

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