發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)

1、WORD格式整理概述和起因發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量控制的重要性不言而喻，國(guó)內(nèi)外的整機(jī)和零部件生產(chǎn)企業(yè)、科研部門為此進(jìn)行了大量的工作。研究表明，發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量除了外協(xié)（購(gòu)）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(jìn)性。一般地，發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)系統(tǒng)由各部件裝配、總成裝配和與此對(duì)應(yīng)過(guò)程的各種檢測(cè)和控制組成，如氣缸蓋裝配、活塞連桿總成裝配、主軸瓦檢測(cè)、曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向間隙檢查、扭矩檢測(cè)、密封檢測(cè)、冷態(tài)檢測(cè)等。整個(gè)裝配生產(chǎn)系統(tǒng)的完備性和先進(jìn)性又主要取決于裝配流水線中各關(guān)鍵工位（控制點(diǎn)）的控制，這些關(guān)鍵工位對(duì)于最終所生產(chǎn)出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量是至關(guān)重要的。對(duì)于裝配線上關(guān)鍵工位的研究

2、，在傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)中，往往要等到產(chǎn)品全部完成之后，通過(guò)繁復(fù)的分析檢測(cè)，才能反過(guò)來(lái)分析生產(chǎn)過(guò)程中的哪些步驟和工藝需要改進(jìn)；而如何改進(jìn)和改進(jìn)的程度是多少，又必須通過(guò)又一輪的全新試驗(yàn)和生產(chǎn)才能得知；因此很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制，更會(huì)造成生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)時(shí)間的浪費(fèi)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(shí)時(shí)檢測(cè)和如何進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)裝配過(guò)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(shí)分享WORD格式整理OHIOOH20OPIOOP20OP30.OP40OP9OOP800P70OP60OP50fll某發(fā)動(dòng)機(jī)總裝配線上關(guān)曜控制點(diǎn)示意Bl目前，一些國(guó)際一

3、流汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的研究和實(shí)踐表明，合理工序間的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)能夠從裝配過(guò)程中對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行即時(shí)預(yù)測(cè)，然后加以科學(xué)反饋，實(shí)施及時(shí)有效的調(diào)整，從而以較低的時(shí)間成本、物料成本和加工成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。在此，將主要討論總裝配線上關(guān)鍵工位的控制，對(duì)各分總成裝配線的情況暫不分析?？傃b配線上關(guān)鍵工位的選擇通過(guò)工作實(shí)踐和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝的研究，發(fā)動(dòng)機(jī)總裝線上以下幾個(gè)控制點(diǎn)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(diǎn)，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(dòng)，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(hào)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(dòng)；OP60-短發(fā)動(dòng)機(jī)的油道和水道是否存在泄漏；OP70-短發(fā)動(dòng)機(jī)安裝的完整性、冷態(tài)檢測(cè)等；OP80-長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)水路系統(tǒng)是否密封；OP90-電氣系統(tǒng)功能是否正常。需要說(shuō)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(cè)和缸蓋氣門鎖片檢查工位，在此，暫不討論。主要檢測(cè)工藝和手段針對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)，采用先進(jìn)的檢測(cè)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(cè)的三種方法在主軸檔裝好主軸瓦后用激光檢測(cè)距離判斷軸瓦是否存在，如果沒(méi)有安裝，檢測(cè)出的距離短?？诓捎贸錃鈾z測(cè)，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(méi)有安裝軸瓦，壓力會(huì)下降?？谠O(shè)備上安裝一定高度的檔桿，當(dāng)工件流經(jīng)該工位時(shí)，如果安裝了軸瓦，軸瓦會(huì)碰到檔桿，隨后給傳感器一個(gè)信號(hào)；如果沒(méi)有安裝軸瓦，檔桿將不會(huì)被碰，從而傳感器讀不到信號(hào)，判斷出軸瓦漏裝。這個(gè)方法對(duì)工件和傳送板定位要求較高，否則容易誤報(bào)警。2、曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)分享WORD格式整理前端，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸同時(shí)采用傳感器監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)。在檢查扭矩后，再推動(dòng)曲軸軸向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)傳感器檢測(cè)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(zhǎng)日口西口13:克/tfM"&J修工時(shí)M'0(鼻同M2S圖3油羯密封檢測(cè)曲線3、連桿軸瓦油孔檢測(cè)在軸瓦安裝到連桿之前，先用光感檢測(cè)來(lái)料軸瓦是否帶有油孔，如果沒(méi)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(cè)活塞帶有方向性，一般活塞上都帶有箭頭，通過(guò)攝像頭讀取箭頭形狀與標(biāo)準(zhǔn)圖形進(jìn)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(dòng)檢查和振動(dòng)檢驗(yàn)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩是否在正常范圍內(nèi)(5專業(yè)知識(shí)分享WORD格式整理19Nm）同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)

7、檢測(cè)，測(cè)驗(yàn)噪音。如果有異響，可判斷出連桿軸瓦漏裝。6、短發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)油道水道檢測(cè)某發(fā)動(dòng)機(jī)總裝線上全自動(dòng)油水路密封檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單闡述如下：口油道密封性檢測(cè)采用充入壓縮空氣檢測(cè)壓降的方法，將油道和燃燒室、曲軸箱、進(jìn)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(shí)間，檢查壓降是否在合格范圍內(nèi)。口水道密封性檢測(cè)同樣采用充入壓縮空氣檢測(cè)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(shí)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(cè)試圖6各缸排氣壓力測(cè)試專業(yè)知識(shí)分享WORD格式整理圖

8、7動(dòng)態(tài)進(jìn)氣壓力測(cè)試KUAEB.LWU1EM<ndKEWELL=NGEQEQ&ICHALVC£|.>411100IB圖8凸輪軸和曲軸相位位置測(cè)試7、短發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)試驗(yàn)我們理解為當(dāng)短發(fā)動(dòng)機(jī)安裝完后，通過(guò)采用外界動(dòng)力（如電機(jī)等）倒拖，使發(fā)動(dòng)機(jī)在低速不點(diǎn)火狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)?；镜膮?shù)測(cè)量如下：通過(guò)檢測(cè)進(jìn)氣管各缸壓力、排氣管各缸壓力，可以檢測(cè)活塞環(huán)、氣閥是否安裝正確?？谕ㄟ^(guò)檢測(cè)曲軸扭矩和振動(dòng)噪音，可以檢測(cè)主軸瓦和連桿軸瓦是否裝配正確，油路是否暢通?？谕ㄟ^(guò)檢測(cè)凸輪軸和曲軸相位傳感器的信號(hào)，可以檢測(cè)正時(shí)系統(tǒng)是否正確。一般來(lái)說(shuō)，每種發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)參數(shù)各不相同，一般需要根據(jù)對(duì)50001000

9、0臺(tái)次左右的合格發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)典型的測(cè)試圖（與實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)不一定一致）。專業(yè)知識(shí)分享WORD格式整理8、長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)水路檢測(cè)在所有發(fā)動(dòng)機(jī)水管安裝完畢以后，將所有水路出口堵住，并往兩個(gè)出口充氣，在一定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)氣壓降從而判斷密封性能。9、電氣及燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)檢測(cè)在安裝線束和燃油系統(tǒng)后，安裝傳感器檢測(cè)各線路是否通暢。檢測(cè)效果分析通過(guò)實(shí)時(shí)的在線檢測(cè)，可以在裝配過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷，盡可能地及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種顯性和隱性問(wèn)題。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解決，可以使后續(xù)產(chǎn)品的缺陷率大大降低。僅通過(guò)對(duì)水道和油道的密封進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，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(shì)。如果把其它檢測(cè)結(jié)果綜合分析，則缺陷率也呈明顯下降趨勢(shì)。結(jié)論對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)總裝線工序間合理的關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，能夠在裝配過(guò)程中及時(shí)、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(shí)時(shí)在線檢測(cè)在不長(zhǎng)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(dòng)機(jī)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(lái)越重要的作用。此類實(shí)時(shí)在線檢測(cè)技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、使用和維護(hù)方便，但價(jià)格較貴，如何尋找合理的性價(jià)比和開發(fā)國(guó)產(chǎn)化裝備，是我們迫在眉睫的工作。為了進(jìn)一步提升發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量，相信此類實(shí)時(shí)在線檢測(cè)技術(shù)將會(huì)得到越來(lái)越多的推廣和應(yīng)用。先進(jìn)

11、的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)材料和新工藝現(xiàn)在，我們?cè)谶x擇汽車的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的材料。我們也經(jīng)常會(huì)在許多廠商的推廣宣傳上看到全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”這個(gè)耀眼的字眼。為何廠商要炫耀他的全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，那不是全鋁”的發(fā)動(dòng)機(jī)材料是什么？全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)有什么好處呢？還有哪些新型的材料被用來(lái)制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件？這篇文章，我們就來(lái)一起討論這個(gè)話題。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)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(dòng)機(jī)廠商都在尋找更適合的材料制造發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成部件。輕量化材料：首先我們從材料的輕量化來(lái)討論新型發(fā)動(dòng)機(jī)材料的優(yōu)勢(shì)。1、全鋁缸蓋和缸體我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)是指缸蓋和缸體都是

12、鋁合金制造的發(fā)動(dòng)機(jī)。而缸蓋是鋁合金，缸體是鑄鐵的發(fā)動(dòng)機(jī)，一般我們還是稱作鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在，全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在大量的車型上被采用，在國(guó)外，羅孚的k系列發(fā)動(dòng)機(jī)，寶馬的M52直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，日產(chǎn)的VQ發(fā)動(dòng)機(jī)，捷豹的-AJV8發(fā)動(dòng)機(jī)、奔馳的V6和V8發(fā)動(dòng)機(jī)、通用的LS1和北極星V8發(fā)動(dòng)機(jī)、標(biāo)致的2升四缸發(fā)動(dòng)機(jī)和通用的新型直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)等等都是采用鋁合金制造。國(guó)內(nèi)的許多小排量發(fā)動(dòng)機(jī)也逐步采用全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，如國(guó)產(chǎn)鈴木系列的發(fā)動(dòng)機(jī)G13、K14等。甚至包括一些國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)也采用鋁合金材質(zhì)了，最著名的就是東安動(dòng)力開發(fā)的468發(fā)動(dòng)機(jī)，這款發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)分享WORD格式

13、整理很早以前的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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?yàn)樗亓枯p，而是因?yàn)樗懈玫纳嵝阅?。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，四氣閥結(jié)構(gòu)成為發(fā)動(dòng)機(jī)的主流設(shè)計(jì)趨勢(shì)。與一起的兩氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(jì)比氣缸蓋要晚得多。氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)上最重的部分，因而使用鋁合金材料可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，從而達(dá)到減輕整車重量的目的。這一點(diǎn)對(duì)于前置前驅(qū)車型來(lái)說(shuō)，顯得尤為可貴，當(dāng)然在另一方面，由于材料價(jià)格和加工工藝的區(qū)別，采用鋁合金缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)增加一些成本。2、樹脂或

14、鎂作為材料的進(jìn)氣管在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成上，復(fù)雜的進(jìn)氣管是另外一個(gè)很重的部件。特別如今流行的更復(fù)雜的可變長(zhǎng)度的進(jìn)氣管，其重量相當(dāng)可觀。剛開始的時(shí)候，人們采用鋁合金來(lái)作為進(jìn)氣管的替代材料，后來(lái)許多汽車制造商開始采用具有熱塑性的66號(hào)尼龍，或者其他耐熱的可塑性材料制造進(jìn)氣管。因?yàn)檫@些復(fù)合材料的有許多優(yōu)點(diǎn)：價(jià)錢便宜、重量輕、內(nèi)臂平滑（從而空氣流動(dòng)好、氣阻?。?，因此它對(duì)于汽車制造商來(lái)說(shuō)是很理想的進(jìn)氣管材料。專業(yè)知識(shí)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(jìn)氣時(shí)會(huì)在進(jìn)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(méi)有采用這種材料制造進(jìn)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(wèn)題，因?yàn)橐?，前提是裝配在豪華車上，對(duì)于豪華車來(lái)說(shuō)，性能的提高比成本相對(duì)來(lái)說(shuō)要更重要。耐熱能力有限也不要緊，因?yàn)檫M(jìn)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(jìn)氣管內(nèi)流動(dòng)，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(lái)制造進(jìn)氣管，它能獲得更輕的重量，而且進(jìn)氣噪音與金屬進(jìn)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(yùn)動(dòng)慣性的優(yōu)化：除了輕量化，新型材料在摩擦力和運(yùn)動(dòng)慣性方面同樣具有很大的優(yōu)勢(shì)。1、鋁活塞和鋼制氣

16、缸套發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性與發(fā)動(dòng)機(jī)部件的運(yùn)動(dòng)慣性是分不開的，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件包括曲軸、活塞、連桿等。由于曲軸要求瞬間強(qiáng)度非常高，所以只能采用高強(qiáng)度鋼來(lái)制造?；钊蜎](méi)有曲軸這樣的局限了，在高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)上，通常都是用鋁合金來(lái)制造活塞。更輕的活塞重量能產(chǎn)生更高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而能獲得更大的動(dòng)力輸出。使用鋁合金來(lái)制造活塞，成本并不是非常昂貴，主要問(wèn)題是出在摩擦阻力上。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，活塞與氣缸壁之間肯定會(huì)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(lái)，如果全鋁缸體配合全鋁活塞，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候摩擦阻力就會(huì)非常大，這顯然是不可取的，這也就是為何許多發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)鋼制的氣缸套，讓鋁合金活塞不會(huì)與鋁制的氣缸壁相接觸。這種設(shè)計(jì)可以解決這一矛盾，當(dāng)然也會(huì)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(dòng)機(jī)采用全鋁設(shè)計(jì)，在鋁合金的氣缸體內(nèi)鑲上了一個(gè)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(dòng)機(jī)要小得多，因此它的動(dòng)力得到了很大程度的提高。不僅如此，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)還能獲得更輕的重量和更小的運(yùn)勁慣性，改善了車子的加速性、操控性和經(jīng)濟(jì)性。后來(lái)，這種方法被許多配備了高轉(zhuǎn)速

18、發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車所采用。專業(yè)知識(shí)分享WORD格式整理還有一個(gè)解決辦法，就是采用增強(qiáng)型金屬纖維氣缸套（FRM。本田在它的NSX3.2開發(fā)動(dòng)機(jī)上采用了這個(gè)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(guò)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(shí)，金屬纖維是直接滲透到氣缸缸體里的，所以它的強(qiáng)度非常大（相當(dāng)于整個(gè)缸體的強(qiáng)度）。2、鈦合金連桿鈦是一種重量很輕，強(qiáng)度很大的材料，而且價(jià)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(guò)僅限于高性能的運(yùn)動(dòng)轎車，因?yàn)橹挥羞@些汽車才會(huì)為了提高性能而不計(jì)成本的采用盡可能適合的材料。蘭