一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的橡膠尼龍閥片的尺寸檢測(cè)輔助裝置及檢測(cè)方法

魏二樓

(南京金三力高分子科技有限公司，江蘇 南京 210000)

近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高及人們的節(jié)能理念的提升，一種新型且具有雙進(jìn)氣通道的進(jìn)氣歧管技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其技術(shù)原理為：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)換尼龍閥片，使空氣沿著彎曲而又細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸，細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管提高了進(jìn)氣速度，增大了氣缸內(nèi)的氣流強(qiáng)度，使進(jìn)氣量增多，從而改善了燃燒過(guò)程，降低了燃油消耗，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，增大了有效輸出扭矩。此外，可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管還有減少汽油機(jī)廢氣排放量的作用；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換尼龍閥片，使空氣直接進(jìn)入粗短的進(jìn)氣歧管，因進(jìn)氣歧管粗而短，導(dǎo)致進(jìn)氣阻力減小，進(jìn)而也使進(jìn)氣量增多。以上效果的實(shí)現(xiàn)，主要是依賴于尼龍閥片對(duì)長(zhǎng)、短進(jìn)氣道進(jìn)行切換。橡膠尼龍閥片是由尼龍骨架件外圍硫化粘接橡膠組合而成，由于尼龍件無(wú)法像通用橡膠件一樣可以任意剖開，進(jìn)行斷面及型位尺寸的測(cè)量，故只能采取整件進(jìn)行測(cè)量，而進(jìn)行整件測(cè)量時(shí)，由于橡膠尼龍閥片是一個(gè)球面而無(wú)法進(jìn)行定位，導(dǎo)致在測(cè)量過(guò)程中，橡膠尼龍閥片經(jīng)?；蝿?dòng)，往往導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果與真實(shí)值之間存在很大誤差，并且每一件產(chǎn)品多次測(cè)量的波動(dòng)性大，因橡膠尼龍閥片尺寸問(wèn)題，導(dǎo)致氣體在進(jìn)氣歧管里經(jīng)常泄露，而此時(shí)，又因無(wú)法得到包膠模具的真實(shí)數(shù)據(jù)，不能及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)包膠模具進(jìn)行修整，影響產(chǎn)品的使用，增加了使用成本，降低了工作效率。因此需要研發(fā)一種能對(duì)具有凹槽的特殊閥片裝置進(jìn)行檢測(cè)的裝置及方法。

1 橡膠尼龍閥片結(jié)構(gòu)

橡膠尼龍閥片結(jié)構(gòu)如圖1所示。尼龍閥片材料部件材質(zhì)要求為尼龍PA66-GF33；橡膠材料部件材質(zhì)要求為氟橡膠，硬度為60±5 Shore A；

如圖1，要先制備部件1，再將部件2硫化包膠到部件1四周。

2 尼龍閥片塑料件的制作

尼龍閥片塑料件由尼龍66、玻璃纖維和色母按質(zhì)量比例66:33:1組成，其中，尼龍66為聚己二酰己二胺，工業(yè)簡(jiǎn)稱PA66，具有較高的熔點(diǎn)，在較高溫度也能保持較強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度，也有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，磨擦系數(shù)低，耐磨損，耐油，電絕緣性好，有自熄性，無(wú)毒，無(wú)臭，耐候性好，因而在汽車工業(yè)得到了大量應(yīng)用，目前幾乎已能用于汽車的所有部位，如發(fā)動(dòng)機(jī)部位，電器部位和車體部位。而發(fā)動(dòng)機(jī)部位包括進(jìn)氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋罩、節(jié)氣門、空氣濾清器機(jī)器外殼；通過(guò)如上尼龍閥片本體的制作原料中增加玻璃纖維的目的是增強(qiáng)尼龍閥片本體的強(qiáng)度，使尼龍閥片本體拉伸強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)小、彈性系數(shù)高，剛性佳、彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量大且拉伸強(qiáng)度高，吸收沖擊能量大，且玻璃纖維為無(wú)機(jī)纖維，不燃性、耐化學(xué)性佳、吸水性小、尺度安定性、耐熱性均佳、便于加工；色母為主要起到染色著色作用；

其制備具體步驟為：

（1）烘干

將尼龍66、玻璃纖維和色母按所述比例混合，將混合料置于烘干機(jī)內(nèi)在120 ℃條件下烘干4 h。

（2）成型

將步驟（1）烘干后的混合料，在溫度為270 ℃的澆注機(jī)內(nèi)液化后，立即注入模具型腔內(nèi)，100 ℃加熱條件下，熱塑成型30 s后，即得到尼龍閥片圖2。

（3）修邊

對(duì)成型后的尼龍閥片塑料件進(jìn)行修除廢邊及檢驗(yàn)處理，尼龍塑料件的第一段部位1和第二段部位2的長(zhǎng)度尺寸分別為28 mm、32 mm，寬度為27 mm。

3 橡膠尼龍閥片的制備

將尼龍閥片塑料件1置于模具中，在尼龍閥片塑料件1外圍一圈包上橡膠2得到橡膠尼龍閥片（圖1），制作完成后，取出橡膠尼龍閥片，橡膠2為氟橡膠，其組成成分及質(zhì)量比例為：生膠：氫氧化鈣：氧化鎂：棕櫚蠟：炭黑：助劑=81:2:5:1:10:1，生膠為橡膠材料的主體成份；氫氧化鈣用于氟橡膠硫化活性劑，能促進(jìn)橡膠的硫化程度，改善氟橡膠的抗壓縮變形，提高硫化速度以及硫化程度；氧化鎂可以做硫化劑、活性劑，可增加膠料的堿性、同時(shí)具有吸酸作用、增加耐熱和導(dǎo)熱性、有利于硫化速度的提高；棕櫚蠟用于改善氟膠加工性能，提高氟膠流動(dòng)性和脫模性；炭黑主要是在橡膠中起補(bǔ)強(qiáng)作用的；助劑用于改善橡膠的加工性能和提升橡膠制品的綜合性能指標(biāo)，其制備具體步驟為：

（1）熱煉

將混煉膠置于開煉機(jī)輥筒上熱煉，待混煉膠包輥表面光滑平整后，即可按照所需膠片的厚度及寬度進(jìn)行出片。

（2）預(yù)成型

核對(duì)膠料牌號(hào)、有效期是否正確、膠料出片尺寸是否符合要求，調(diào)整自動(dòng)切條機(jī)，對(duì)膠片進(jìn)行裁切，檢驗(yàn)裁切得到的膠片重量是否符合要求范圍，并將成型好的膠料，整齊的排放在周轉(zhuǎn)箱里，填寫膠料管理卡，成型記錄。

（3）硫化

將尼龍閥片塑料件1置于模腔內(nèi)，將模具的中層板與下模合上，然后將步驟（2）得到的氟橡膠膠片填入注射模腔，此時(shí)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，模具進(jìn)入注射成型硫化機(jī)內(nèi)合模、上壓，在機(jī)臺(tái)上壓的過(guò)程中，氟橡膠沿著注射孔進(jìn)入模腔內(nèi)，然后在溫度為170±5 ℃，壓力為10 MPa的條件下合模硫化8 min，冷卻后得到橡膠尼龍閥片；通過(guò)硫化工序，使得膠料的線性高分子通過(guò)交聯(lián)作用而形成網(wǎng)狀高分子，硫化得到的橡膠護(hù)套具備高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨、抗腐蝕等優(yōu)良性能，消除永久形變，且在變形之后，也能迅速恢復(fù)原狀。

（4）修邊

將步驟（3）得到的橡膠尼龍閥片與標(biāo)準(zhǔn)樣件核對(duì)，手工先去除多余的大廢邊，然后在溫度為-60±5 ℃，轉(zhuǎn)速為65±10 r/min，彈丸粒徑為Ф1.0 mm的條件下進(jìn)行冷凍修邊。

（5）清洗干燥

將步驟（4）冷凍修邊后得到的橡膠尼龍閥片裝入清洗袋內(nèi)，放入清洗機(jī)內(nèi)，使用常溫清水清洗3 min，然后將橡膠尼龍閥片置于烘干機(jī)內(nèi)，在溫度為70~80 ℃下，烘干4 min即可，包上橡膠后得到的橡膠尼龍閥片圖3，且橡膠尼龍閥片的第一段部位1和第二段部位2的長(zhǎng)度尺寸分別為31 mm、37 mm，寬度為34 mm。

4 組裝橡膠尼龍閥片的尺寸檢測(cè)輔助裝置

如圖4，檢測(cè)輔助裝置包括底座1、第一支架2、定位凸臺(tái)裝置3、第二支架5、定位球面裝置6、拉桿7、伸縮控制手柄8、第三支架9和第四支架10；底座為長(zhǎng)方形鋼板，其左側(cè)有方形凹槽，第一支架垂直固定在底座1的左側(cè)凹槽內(nèi)，定位凸臺(tái)裝置固定于第一支架的頂部，底座與定位凸臺(tái)裝置的平行度為0.01；定位凸臺(tái)裝置的右側(cè)設(shè)有第一凸起，第一凸起的端部設(shè)有一個(gè)水平定位桿，水平定位桿垂直并位于第一凸起的外側(cè)，水平定位桿與底座平行；第四支架豎直固定在底座的右側(cè)；第三支架固定于第四支架的頂端；第三支架的左上方設(shè)有一套管；伸縮控制手柄通過(guò)鉸鏈連接于第三支架的右側(cè)；定位球面裝置上端設(shè)有通孔，下端左側(cè)設(shè)有第二凸起，第二凸起的端部為球面，定位凸臺(tái)裝置右側(cè)的第一凸起與第二凸起位于同一高度；定位球面裝置前后各設(shè)有第一滑塊和第二滑塊，第一滑塊和第二滑塊位于定位球面裝置的中部；拉桿穿過(guò)第三支架上的套管且一端與伸縮控制手柄通過(guò)鉸鏈連接，另一端插入定位球面裝置上端的通孔與其固定連接；第二支架垂直固定于第四支架上端的左側(cè)；第二支架的中間設(shè)有豎直方向的T型槽，T型槽上設(shè)有滑軌，第二支架與拉桿的平行度為0.01；定位球面裝置上的第一滑塊和第二滑塊裝配在第二支架的T型槽上的滑軌內(nèi)，這樣能保證定位球面裝置在水平運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持垂直狀態(tài)；橡膠尼龍閥片為尼龍閥片本體外圍一圈硫化粘結(jié)橡膠組成，定位凸臺(tái)裝置上第一凸起的長(zhǎng)度為橡膠尼龍閥片4凸面凹槽長(zhǎng)度的0.9倍；定位凸臺(tái)裝置上第一凸起的寬度為橡膠尼龍閥片凸面凹槽寬度的0.9倍，以使橡膠尼龍閥片的凸面凹槽可以緊緊卡在定位凸臺(tái)裝置上第一凸起，而不會(huì)對(duì)橡膠尼龍閥片造成損傷；

先將橡膠尼龍閥片第二段部位朝上，橡膠尼龍閥片第一段部位朝下，再放置于檢測(cè)輔助裝置上，檢測(cè)輔助裝置的定位凸臺(tái)裝置對(duì)準(zhǔn)橡膠尼龍閥片凸面凹槽；拉動(dòng)伸縮控制手柄，此時(shí)，伸縮控制手柄連接拉桿，并帶動(dòng)定位球面裝置，使定位球面裝置在自然狀態(tài)抵住橡膠尼龍閥片凹面處，此時(shí)，橡膠尼龍閥片被緊固于檢測(cè)輔助裝置上，進(jìn)而進(jìn)一步測(cè)量尺寸。

5 小結(jié)

輔助測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作，只要把橡膠尼龍閥片能夠貼合放置于輔助測(cè)量裝置上，拉動(dòng)伸縮控制手柄，此時(shí)，伸縮控制手柄連接拉桿，并帶動(dòng)定位球面，使定位球面在自然狀態(tài)抵住-橡膠尼龍閥片凹面處，且測(cè)試人員也不用將精力分?jǐn)傆诖_定橡膠尼龍閥片是否晃動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，測(cè)量效率得到提高，測(cè)量出的結(jié)果更加準(zhǔn)確，尺寸測(cè)量的重復(fù)性與再現(xiàn)性比較好，使得MSA＜10。相比于原手工操作，完全依靠人為將橡膠尼龍閥片擺正，不僅測(cè)量效率得到提高，測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也進(jìn)一步降低。