柴油機(jī)熱磨合試驗(yàn)方法研究及探討

周建 汪小強(qiáng)

周? ?建

畢業(yè)于南昌大學(xué)，本科學(xué)歷，現(xiàn)就職于廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，任工藝工程部部長(zhǎng)。主要研究方向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)工藝，已發(fā)表論文2篇，已獲發(fā)明實(shí)用新型專利二項(xiàng)。

摘? 要：介紹了柴油機(jī)新產(chǎn)品磨合工藝開(kāi)發(fā)和成熟產(chǎn)品磨合工藝優(yōu)化時(shí)磨合試驗(yàn)的方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)，探討了柴油機(jī)磨合機(jī)理及其磨合規(guī)范選型的方法，為產(chǎn)品的質(zhì)量提供保證。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);熱磨合;規(guī)范

中圖分類號(hào)：U464? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1005-2550（2022）03-0098-04

Research and Discussion on Thermal Running in Test Method of Diesel Engine

ZHOU Jian， WANG Xiao-qiang

（ Guang Xi YuChai Machinery Co.， Ltd， Yulin? 537001， China ）

Abstract： This paper introduces the development of running in process of new diesel engine products and the methods and judgment standards of running in test when optimizing the running in process of mature products， and discusses the running in mechanism of diesel engine and the method of running in standard selection， so as to provide guarantee for the quality of products.

Key Words： Diesel Engine; Thermal Running In; Standard

1? ? 引言

通過(guò)磨合試驗(yàn)，找到以最少的磨合耗費(fèi)，建立起能承受使用載荷的摩擦副工作表面，以保證正常使用后的壽命。

2? ? 研究范圍

適用于新產(chǎn)品磨合工藝開(kāi)發(fā)或成熟產(chǎn)品磨合工藝優(yōu)化驗(yàn)證。

3? ? 試驗(yàn)準(zhǔn)備

3.1? ?裝機(jī)準(zhǔn)備

3.1.1 裝機(jī)前，各運(yùn)動(dòng)副（曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、活塞環(huán)外圓周、上下側(cè)面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門(mén)桿）摩擦表面檢測(cè)粗糙度Rz、輪廓度并記錄。

3.1.2 裝機(jī)前，機(jī)油濾清器檢測(cè)原始阻力。

3.1.3 裝機(jī)時(shí)，記錄驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)副檢測(cè)編號(hào)，進(jìn)行試驗(yàn)的所有發(fā)動(dòng)機(jī)的部件都應(yīng)符合圖樣公差的規(guī)定，所有部件的緊固力矩和間隙也都要符合技術(shù)條件。

3.2? ?磨合規(guī)范準(zhǔn)備及選型

磨合質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于是磨合時(shí)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、時(shí)間三者之間的合理組合，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油的等級(jí)也對(duì)磨合的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。 其中轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、時(shí)間對(duì)磨合質(zhì)量影響最為突出，針對(duì)三者的關(guān)系可采用磨合強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行評(píng)判，磨合強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)如下：

磨合強(qiáng)度=磨合時(shí)間占比×磨合轉(zhuǎn)速占比×磨合負(fù)荷占比/9550;

磨合強(qiáng)度越大，運(yùn)動(dòng)副的摩擦表面的磨損量越多，磨合效果越顯著;

針對(duì)柴油機(jī)的磨合規(guī)范未有明確的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)可言，應(yīng)根據(jù)柴油機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)（主要是額定轉(zhuǎn)速、額定扭矩）來(lái)確定磨合時(shí)不同工況的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷以及磨合的時(shí)間配比。

為了驗(yàn)證最佳的磨合方案，一般根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)推薦如下兩種典型的磨合規(guī)范，分別是同步遞增模式和回環(huán)階梯模式。同步遞增模式，即磨合轉(zhuǎn)速和負(fù)荷同時(shí)遞增變化，縮短磨合時(shí)間，以達(dá)到快速磨合降低制造成本的目的;而回環(huán)階梯模式，主要考慮是采用循環(huán)磨合使運(yùn)動(dòng)副摩擦表面磨合的效果達(dá)到最佳。

3.3? ?測(cè)試設(shè)備條件

1）臺(tái)架檢測(cè)設(shè)備完善，具備進(jìn)/出水溫度和壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)水流量、機(jī)油溫度（油底殼和主油道機(jī)油溫度）、機(jī)油壓力、排氣溫度、扭矩、轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣中冷前壓力、進(jìn)氣中冷前溫度、進(jìn)氣中冷后壓力、進(jìn)氣中冷后溫度、活塞漏氣量（實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量）等實(shí)時(shí)測(cè)量功能，具備油耗、煙度測(cè)量功能。具備出水溫度、燃油溫度、中冷后溫、排氣壓力控制功能。

2）標(biāo)定各溫度、壓力傳感器，確保傳感器測(cè)量準(zhǔn)確及量程足夠。

3）臺(tái)架各（油、水路）系統(tǒng)正常。

4）設(shè)備選型及數(shù)據(jù)采集要求：

① 發(fā)動(dòng)機(jī)須安裝在相匹配的測(cè)功機(jī)上。其測(cè)功機(jī)要求為：

---額定功率與扭矩，超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)額定最大值的+20%;

---最大轉(zhuǎn)速能力，超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的+30%。

② 臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄設(shè)備：

---設(shè)置的臺(tái)架報(bào)警限值、停機(jī)限值和關(guān)閉報(bào)警在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)處于工作狀態(tài);

---臺(tái)架需具備黑匣子功能，對(duì)驗(yàn)證過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行全過(guò)程采集，以便驗(yàn)證后進(jìn)行分析。

3.4? ?試驗(yàn)前準(zhǔn)備

3.4.1 試驗(yàn)前，添加全新機(jī)油（根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排放等級(jí)選擇機(jī)油牌號(hào)），嚴(yán)禁使用生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)機(jī)油;

3.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)磨合前，需要檢查供油提前角或正時(shí)，確保供油提前角或正時(shí)在合理范圍內(nèi)。

3.4.3 臺(tái)架同軸度、動(dòng)平衡（連接軸及連接盤(pán)部件）要求滿足技術(shù)要求;

4? ? 試驗(yàn)方法

4.1 磨合試驗(yàn)盡可能用同一個(gè)臺(tái)架進(jìn)行，排除臺(tái)架差異因素影響。

4.2 按照要求編制所需驗(yàn)證的磨合規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)證。

4.3 驗(yàn)證時(shí)需嚴(yán)格觀察并記錄具備進(jìn)/出水溫度和壓力、機(jī)油溫度（油底殼和主油道機(jī)油溫度）、機(jī)油壓力、排氣溫度、活塞漏氣量（實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量）、扭矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化情況，出現(xiàn)異常需停機(jī)檢查。

4.4 磨合試驗(yàn)前后，檢測(cè)并記錄發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)倒拖摩擦功。

4.5 磨合完成后，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定工況活塞漏氣量。

4.6 每完成一步磨合進(jìn)行機(jī)油取樣，機(jī)油取樣要求：機(jī)油取樣應(yīng)在停機(jī)后2min內(nèi)完成，且取油位置應(yīng)在油底殼液面中部（采用專用工裝），不允許從油底殼底部取油;每次取油位置應(yīng)相同。

4.7 發(fā)動(dòng)機(jī)磨合完成后，進(jìn)行拆檢評(píng)審：

1）拆檢數(shù)量：≥3臺(tái)。

2）拆檢部位：曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、活塞環(huán)外圓周、氣缸孔、上下側(cè)面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門(mén)桿、氣門(mén)導(dǎo)管孔。

3）檢查項(xiàng)目：多點(diǎn)磨痕、間斷磨痕、局部劃痕、異常劃痕、異常磨損、偏磨等，可通過(guò)對(duì)比拆檢判定以上異常由磨合工藝引起還是零件質(zhì)量問(wèn)題引起。

4）檢查人員：工藝總師、質(zhì)量人員、工藝人員、設(shè)計(jì)人員。

4.8 拆檢完成后，將裝機(jī)前檢測(cè)的對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)副重新進(jìn)行送檢并記錄。

4.9 將抽樣的機(jī)油按照磨合步驟標(biāo)識(shí)好送檢各金屬元素含量（鐵、銅、鋁、硅、鉛等）。

4.10 試驗(yàn)后，機(jī)油濾清器進(jìn)行復(fù)檢阻力及機(jī)濾雜質(zhì)顆粒度。

5? ? 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

5.1由于異常的清潔度拉傷，不同表面允許累計(jì)劃痕≤3條，單道瓦劃痕的總寬度（B）B≤0.4mm或極限深（H）H≤0.1mm，否則試驗(yàn)需要重做。

5.2 不同磨合規(guī)范進(jìn)/出水溫度和壓力、機(jī)油溫度（油底殼和主油道機(jī)油溫度）、機(jī)油壓力、排氣溫度、活塞漏氣量（實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量）、機(jī)油濾清器雜質(zhì)顆粒度等數(shù)據(jù)對(duì)比;磨合前/后整機(jī)倒拖摩擦功和活塞漏氣量對(duì)比、機(jī)油濾清器阻力對(duì)比。

5.3 根據(jù)不同磨合規(guī)范機(jī)油抽樣各金屬元素送檢對(duì)比結(jié)果，繪制不同磨合工況下的機(jī)油含金屬量變化曲線。

5.4 各運(yùn)動(dòng)副（曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、氣缸孔、活塞環(huán)外圓周、上下側(cè)面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門(mén)桿）摩擦表面磨合規(guī)范驗(yàn)證前后輪廓度、粗糙度數(shù)據(jù)對(duì)比。

5.5 根據(jù)運(yùn)動(dòng)副（曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、氣缸孔、活塞環(huán)外圓周、上下側(cè)面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門(mén)桿、氣門(mén)導(dǎo)管孔）摩擦表面的磨損情況對(duì)摩擦副進(jìn)行評(píng)分，具體如表2。

5.6 根據(jù)上述5.1-5.5點(diǎn)的評(píng)價(jià)要求，在磨合效果差異不大的情況下，優(yōu)先選用磨合時(shí)間短，燃料消耗量小的磨合規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)。

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