發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試缺陷分析研究

戎炯鐳

摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試通過(guò)監(jiān)控曲軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的力矩變化，判斷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)摩擦副是否存在異常情況。通過(guò)回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)置合理的檢測(cè)窗口，可以有效提前檢測(cè)出粘附在軸瓦上的各類異物顆粒，將缺陷發(fā)動(dòng)機(jī)控制在生產(chǎn)線內(nèi)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車運(yùn)行中的咬死的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試缺陷主要顆粒成分來(lái)源與缸體和連桿，Var4和Var2可以有效檢測(cè)95%以上的力矩異常情況。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī);回轉(zhuǎn)力矩;異物顆粒;軸瓦

中圖分類號(hào)：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2019）23-173-03

The Research for the Detection Analysis of Rotational Torque Test in Engine Assembly

Rong Jionglei

（ SAIC Volkswagen Automotive CO.， LTD.， Shanghai 201805 ）

Abstract： The engine rotational torque test judges whether there is abnormal condition of friction pair of rotating mechanism by monitoring the change of torque in the process of crankshaft rotation. By statistical analysis of large data of rotational torque test and setting reasonable detection window， all kinds of foreign particles adhering to bearing bush can be detected effectively in advance， defective engine can be controlled in production line， and the risk of engine biting in automobile operation can be reduced. At the same time， the test data show that the main particle components of rotational torque test defects are from cylinder block and connecting rod. Var4 and Var2 can effectively detect more than 95% of the abnormal moment.

Keywords： Engine; Rotational torque; Foreign matter; Bearing

CLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）23-173-03

1 引言

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)制造和裝配技術(shù)不斷進(jìn)步，各發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家積極采用先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量加以檢測(cè)和控制，及早的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品制造和裝配中的缺陷[1-3]。發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中可以利用回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試設(shè)備檢測(cè)曲軸與軸瓦之間是否有異常情況，如夾雜異物、零件尺寸配合異常等。

2 回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試概述

發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量和裝配過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵工序?；剞D(zhuǎn)力矩測(cè)試設(shè)備一般會(huì)在連桿活塞機(jī)構(gòu)裝配完成后的工序，可以提前發(fā)現(xiàn)曲軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)異常情況，完成返修，降低返修成本。

發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試包括3個(gè)檢測(cè)階段和4個(gè)檢測(cè)力矩窗口。

回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試階段：

階段1：力矩啟動(dòng)階段，曲軸旋轉(zhuǎn)角度從0°到180°;

階段2：力矩檢測(cè)階段，曲軸旋轉(zhuǎn)角度從180°到900°;

階段3：力矩回位階段，曲軸旋轉(zhuǎn)角度從900°到1080°。

回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試檢測(cè)窗口：

Var1：回轉(zhuǎn)力矩平均值，評(píng)價(jià)曲軸旋轉(zhuǎn)在230°到900°之間的力矩平均值;

Var2：回轉(zhuǎn)力矩最小值，評(píng)價(jià)曲軸旋轉(zhuǎn)700°到740°之間的力矩最小值，此時(shí)1/4缸處于上止點(diǎn)，2/3缸處于下止點(diǎn);

Var3：?jiǎn)?dòng)階段力矩，評(píng)價(jià)曲軸旋轉(zhuǎn)0°到18°之間的啟動(dòng)力矩值;

Var4：回轉(zhuǎn)力矩最小值，評(píng)價(jià)曲軸旋轉(zhuǎn)525°到565°之間的力矩最小值，此時(shí)2/3缸處于上止點(diǎn)，1/4缸處于下止點(diǎn)。

3 測(cè)試方案

本試驗(yàn)基于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線A250工位力矩測(cè)試設(shè)備，對(duì)某發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上生產(chǎn)的EA888發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行回轉(zhuǎn)力矩值測(cè)試，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析（40余萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)），選取測(cè)試力矩值異常的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解分析，確認(rèn)曲軸與軸瓦之間是否有異常情況。針對(duì)異常的情況，由EDX清潔度實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行能譜鑒定，確認(rèn)異常原因。

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試異物顆粒分析

經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證及數(shù)據(jù)分析，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試檢測(cè)異常主要有以下幾種缺陷模式。

缸體成分：軸瓦上缸體成分主要來(lái)源于缸體本身，主要是由于缸體加工過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒粘附在主軸承蓋上下表面。

連桿成分：軸瓦上連桿成分來(lái)源于連桿本身，主要是由于連桿本身和連桿蓋漲斷時(shí)產(chǎn)生的顆粒。

曲軸成分：軸瓦上曲軸成分來(lái)源于曲軸本身，主要是由于曲軸加工表面有毛刺，特別是油孔邊緣和加工過(guò)渡面。

TQS料箱漆皮：軸瓦上的漆皮來(lái)源于曲軸料箱和連桿料箱漆皮，是由于料箱循環(huán)使用中與零件接觸點(diǎn)磨損導(dǎo)致漆皮脫落粘附在零件上。

軸瓦鋼被：軸瓦上的鋼被成分來(lái)源于軸瓦安裝時(shí)切削出來(lái)的顆粒，主要原因是由零件尺寸配合導(dǎo)致安裝困難，易切削。

軸瓦劃痕：主要是由于個(gè)別軸瓦與曲軸之間配合過(guò)緊，回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試時(shí)導(dǎo)致軸瓦有劃傷。

通過(guò)EDX能譜鑒定，可以判定回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試中異物顆粒來(lái)源，表1為回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試中常見(jiàn)顆粒成分表。

表1 ?回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試常見(jiàn)顆粒成分表

4.2 試驗(yàn)監(jiān)控窗口

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，確定各機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)力矩檢測(cè)窗口，如表2所示。當(dāng)其中任何一個(gè)階段的數(shù)據(jù)超出了設(shè)定的范圍，設(shè)備就默認(rèn)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)為不合格并下線拆解分析。

表2 ?回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試檢測(cè)窗口

4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

通過(guò)對(duì)報(bào)錯(cuò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，可發(fā)現(xiàn)異物在Var4窗口占比最高，其次是Var2窗口，如表3所示。說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)2/3缸處于上止點(diǎn)，1/4缸處于下止點(diǎn)時(shí)更易通過(guò)回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試檢測(cè)出曲軸和軸瓦之間的異常情況。

表3 ?回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試檢測(cè)窗口報(bào)錯(cuò)情況

拆解回轉(zhuǎn)力矩值異常的發(fā)動(dòng)機(jī)1799臺(tái)，對(duì)主軸瓦和連桿軸瓦逐一進(jìn)行檢查分析，統(tǒng)計(jì)分析軸瓦表面異物情況并由EDX清潔度實(shí)驗(yàn)室對(duì)異物顆粒進(jìn)行能譜鑒定，發(fā)現(xiàn)有異物或軸瓦劃傷的發(fā)動(dòng)機(jī)598臺(tái)。

主要異物顆粒分布在主軸瓦和連桿軸瓦上，異物成分有缸體鐵屑、曲軸鐵屑、主軸瓦鋼被、TQS料箱漆皮、連桿鐵屑等，異物成分及顆粒大小詳細(xì)分析如表4所示。

表4 ?回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試異物成分分析表

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出來(lái)：回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試異物顆粒主要缸體成分和連桿成分，占比約為59.7%，是導(dǎo)致回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試的主要缺陷模式。

5 結(jié)論

通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中的回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試，可以提前發(fā)現(xiàn)裝配過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和軸瓦之間的異常情況，降低發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車運(yùn)行中的咬死現(xiàn)象。

采用發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試方法，對(duì)裝配過(guò)程中曲軸和軸瓦異常分析研究，可以得出以下結(jié)論：

（1）回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試檢測(cè)針對(duì)軸瓦和曲軸表面的異物顆粒以及零件尺寸配合的異常情況;

（2）回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試在Var4和Var2窗口可以檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)異常占比高于95%;

（3）缸體顆粒和連桿顆粒是回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試異常的主要缺陷模式，占比約為59.7%;

（4）異物顆粒大小與回轉(zhuǎn)力矩測(cè)試力矩值沒(méi)有明顯正相關(guān)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

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