汽車發(fā)動機缸體和缸蓋的清洗技術討論和管理維護

朱志　周壯　陳新鑫

摘 要：論文介紹了在汽車發(fā)動機裝配過程中，缸體和缸蓋的清洗技術的組成、大概結構以及相關內容。闡述了PLC系統(tǒng)在清洗設備和裝配線整體中的應用，以及清洗設備后期的檢查和維護重點。隨著國內企業(yè)越來越重視發(fā)動機相關技術的發(fā)展，對裝配過程中的清潔度要求也越來越好，相應的清洗技術和設備也需要提升和改進。關鍵詞：清洗;電氣控制;管理維護中圖分類號：U466 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）08-188-03

Abstract：?This paper introduces the composition， general structure and related contents of the cleaning technology of cylinder block and cylinder head in the process of automobile engine assembly. This paper expounds the application of PLC system in cleaning equipment and assembly line as a whole， as well as the later inspection and maintenance of cleaning equipment. With the development of engine related technology， domestic enterprises pay more and more attention to the cleanliness requirements in the assembly process， and the corresponding cleaning technology and equipment also need to be improved.Keywords： Clean; Electric Control; Electric ControlCLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）08-188-03

引言

發(fā)動機作為汽車上的核心部件，要保證其充分發(fā)揮性能，首先就要保證在發(fā)動機組裝過程中保證發(fā)動機缸體和缸蓋的清潔性，在此基礎上，才能按照相應的工藝要求裝配出優(yōu)秀可靠的發(fā)動機。清洗設備作為發(fā)動機裝配線上必不可少的一部分，在汽車生產商對發(fā)動機日益嚴格的要求下，越來越體現(xiàn)出其重要性。

1 發(fā)動機缸體和缸蓋清洗前需確認的問題

根據(jù)各公司生產工藝的不同，發(fā)動機缸體和缸蓋的清洗工序和方式也不同，需根據(jù)各公司的實際情況，確認缸體、缸蓋需要清洗的位置，需清理的主要污染物，和生產工廠的環(huán)境要求等。

1.1 確認缸體和缸蓋的清洗位置

通常情況下，發(fā)動機缸體和缸蓋完成初加工后，需根據(jù)相應要求進行第一次清洗。清洗部位包括缸體和缸蓋的主要外表面，以及后續(xù)工位需要裝配的部位，例如凸輪軸蓋安裝孔，導管和座圈的壓裝孔等等。

在缸體和缸蓋完成大部分后續(xù)裝配后，需根據(jù)相應要求進行二次清洗。清洗部位包括凸輪軸孔、主油道孔和主要外表面等等。

1.2 確認缸體和缸蓋上的主要污染物

通常情況下，一次清洗設備負責清理初加工后，缸體和缸蓋表面和腔體內殘留的飛邊毛刺和切削液。根據(jù)飛邊毛刺殘留位置和殘留切削液的種類，確定清洗方式和制定工序。

二次清洗設備負責清洗在后續(xù)裝配操作中，缸體和缸蓋上殘留的機油、潤滑油等污染物，以及新裝零配件上可能殘留的飛邊毛刺等等。

1.3 確認工廠的工作環(huán)境和噪聲管理

缸體和缸蓋在進行清洗作業(yè)時，會使用大量的水源和氣源，需確認設備所在廠區(qū)能提供足量的起源和水源。在清洗過程中，設備內部會有飛塵和氣霧的產生，需做好收集和排除裝置，做好集霧和防滲漏的措施，保證設備準確運行的情況下，不能污染工廠環(huán)境。同時清洗設備也會產生噪音，需要在清洗設備的防護上，考慮增加吸音棉等有效降噪措施，不要影響設備人員的正常操作。

2 發(fā)動機缸體和缸蓋的清洗方式

根據(jù)清洗位置和污染物的不同，結合公司的工藝要求，合理選擇清洗方式和工序。主要包括以下幾種方式。

2.1 去除飛邊毛刺

通常情況下，首先進行去除飛邊毛刺作業(yè)。當前去飛邊毛刺的高新技術比較多，例如密鐳強力超聲波法、冷凍法、熱爆法、磨粒流法等，且在一定領域有了很好的應用。但是考慮成本和實際應用等因素，目前在汽車發(fā)動機裝配線上是毛刷和高壓水配合使用去飛邊毛刺的方式。

根據(jù)位置的不同，可分為去除表面飛邊毛刺和孔位飛邊毛刺。兩者都是驅動毛刷等磨料物，先對要求的位置進行處理，主要目的就是清理比較堅固的飛邊毛刺。毛刷材質包括氧化硅、氧化鋁曲絲以及不銹鋼絲等，根據(jù)清潔度要求和缸體、缸蓋的材質情況，決定毛刷使用材料，且根據(jù)清潔孔位的孔徑和深度決定毛刷桿的材料和驅動方式。

再通過桁架或柔性機器人把缸體、缸蓋放置入高壓水清洗工位，在清除殘留飛邊毛刺的同時，通過水流將附著在缸體、缸蓋表面的金屬屑沖出。此時需要注意，因需要長時間在潮濕環(huán)境且直接進入水液環(huán)境中，桁架和柔性機器人的必須考慮防護和防銹問題。清洗工位和夾具也需要根據(jù)不同的使用要求選用奧氏體不銹鋼（通道體、防護板等）、馬氏體不銹鋼（定位銷、支撐柱等）和鋁合金（夾臂等）等防銹能力強的材料。

2.2 清理表面污染物

清洗表面污染物主要的媒介是水，但根據(jù)不同的污染物情況，清洗作業(yè)時需添加不同成分和濃度的清洗劑，通常情況下添加弱堿性清洗劑。根據(jù)清洗位置的不同，分為整體絮流清洗和定點定位清洗。通常情況下，先進行整體絮流清洗，再對重要表面和復雜孔位進行定點定位清洗。清洗時可以通過調節(jié)水壓和溫度，使清洗效果更加理想。

此時需要注意，整體絮流清洗工位和定點定位清洗工位都需要使用大量的水源，來對缸體和缸蓋進行清洗。這時就要做好防護和引流裝置，防止水液溢出。如果設備有加壓和加溫裝置，清洗過程中也會有水氣霧的產生，需要做好集霧裝置。

2.3 吹干和干燥處理

清洗后的缸體和缸蓋，表面和孔內必然殘存水液。自然風干會影響工作節(jié)拍，風干后的水漬也會影響后序的裝配質量。所以清洗后的缸體和缸蓋必須經過吹干和干燥處理。通常情況下，汽車發(fā)動機裝配線上并不使用高溫蒸發(fā)的干燥方式，而是先使用柔性機器人或翻轉裝置進行控水，再通過高壓風刀和噴嘴盒，按照事先安排好的工藝順序有規(guī)律的對缸體、缸蓋表面進行一次吹干處理。之后使用柔性機器人帶動特殊的針型噴嘴，對深孔位、腔體內部二次吹干處理。

之后通過輸送輥道將缸體、缸蓋放入真空室，用真空泵逐步抽真空的方式，使得缸體、缸蓋上殘存的水分產生氣化現(xiàn)象，讓工件達到真正的干燥。為保證后序生產要求真空干燥后的缸體、缸蓋會最后進行冷風降溫處理，在密閉環(huán)境下，通過冷風循環(huán)的方式，使工件降溫。

此時需要注意，吹干處理各工位都需要使用大量的氣源，氣源來自廠區(qū)的壓縮空氣，通過設備中的儲氣罐、調壓過濾裝置來供給吹氣，要保證氣源壓力穩(wěn)定，同時也要做好流液收集和集霧處理。真空干燥室和冷風降溫室，要做好密封處理和保證氣體合理循環(huán)。

3 電氣控制系統(tǒng)描述

3.1 自動/半自動工位設備

發(fā)動機缸體和缸蓋在清洗過程中最關鍵的是搬運、去飛邊毛刺、漂洗、吹干等工位采用自動/半自動設備進行，這些工位主要包括測量工位、清洗工位、搬運工位等。這些設備在運行的過程中使用獨立的PLC設備進行控制，通過現(xiàn)場總線網絡通訊模塊對設備進行控制，包括設備運行的邏輯性控制、設備運行數(shù)據(jù)的采集、區(qū)域設備的控制以及相鄰兩個設備之間信息的流通等。

清洗工位：包含缸體和缸蓋表面和孔內的去飛邊毛刺設備、整體清洗設備、定點清洗設備等。主要對缸體和缸蓋表面進行不同的清洗動作。清洗的速度、軌跡都可以通過PLC進行合理的控制。也可以完成相似的缸體、缸蓋清洗間，不同作業(yè)的轉換。

搬運工位：主要包含翻轉設備，柔性機器人和桁架工位等。每一臺搬運設備之間的距離可以合理的控制，搬運速度可以根據(jù)實際的生產情況進行有效的調控，升降高度等可以采用伺服電機進行準確定位。這樣就可以通過使用輔助設備以及伺服設備進行定位，有效完成不同機型之間的轉換。

3.2 數(shù)據(jù)采集裝置

為了能夠有效地保證清洗數(shù)據(jù)以及設備狀態(tài)可靠性的收集，各工位配置了RFID無線讀寫裝置。配合缸體、缸蓋上的二維碼/條形碼進行準確的讀取，并將收集的數(shù)據(jù)以及發(fā)動機的ID型號逐一進行對應，并反饋給服務器。

系統(tǒng)需要對設備進行實時的監(jiān)控、運行數(shù)據(jù)的采集、生產情況進行全過程記錄等。在清洗的過程中，結合裝配總線反饋的數(shù)據(jù)，將計劃、生產、裝配以及生產質量等信息進行合理的整合。這樣，在發(fā)動機生產線上的清洗過程中，需要將清洗設備的控制變得更加智能化、柔性化，有效保證發(fā)動機裝配質量。

整個系統(tǒng)在信息傳輸過程中主要有兩種方式：（1）檢測清洗設備運行過程時，需要保證設備數(shù)據(jù)的實時傳輸。在設備運行的時候直接將測量得到的數(shù)據(jù)有效地傳輸?shù)椒掌骼锩?，包括氣檢到的工件狀態(tài)、水源和氣源的流量等。（2）條碼掃描數(shù)據(jù)準確的傳輸和正確的對應，將零部件的信息通過掃描的方式傳輸?shù)皆O備的服務器里面，這直接影響后序的清洗動作。

4 清洗設備的管理與維護

4.1 需要維護和定期處理的位置

4.1.1 供水和排水系統(tǒng)

通過液位計檢查水箱內的儲水情況，了解高壓泵和過濾泵等的狀態(tài)。及時處理布袋過濾器內過濾出的金屬屑等雜物，及時處理浮油排除裝置清理出的廢液。

4.1.2 各清洗工位

主要查看去飛邊毛刺工位和高壓清洗工位。查看是否有

金屬屑未及時排出堆積，影響設備運行;噴嘴盒和針型噴嘴等是否有腐蝕影響到排量;是否有因銹蝕或安裝不當?shù)葘е鹿の粷B水等等。

4.1.3 各主要密封位

主要查看各處主要執(zhí)行位的密封墊、O型圈等是否有腐蝕、破損等情況，殘存的潤滑脂粘附，可能會融化并且膠結積碳，會影響執(zhí)行位的磨損情況，影響密封墊、O型圈的彈性。

4.2 質量監(jiān)控

缸體和缸蓋外形復雜，需要清理的表面和孔位多樣且不確定因素多。主要需要監(jiān)控四個部位情況：毛刷的磨損和缺失情況、流量變化情況、溫度變化情況以及最后清洗效果檢測。這四個部位，可以通過系統(tǒng)自動檢測，但也需要工作人員加強關注。

因為發(fā)動機裝配工位種類繁多，在裝配過程中不確定因素很多，出現(xiàn)問題也有可能影響到清洗設備。所以在每一天發(fā)動機裝配線、每一個工藝進行更改的過程中，工作人員需對清洗設備的清洗工藝進行嚴格的檢查，并做好相應的防錯處理。

5 結語

綜上所述，發(fā)動機缸體和缸蓋在清洗過程中新技術、新工藝的不斷出現(xiàn)、清洗設備也在不斷向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。未來，汽車發(fā)動機也會更大的改進和發(fā)展，對清潔度要求也會越來越嚴格。所以，發(fā)動機裝配過程中的清洗技術，必須要與時俱進，使用新的技術來更好的適應科學技術的快速發(fā)展。

參考文獻

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