發(fā)動機清潔度管控方法研究及應(yīng)用

顏積權(quán)

關(guān)鍵詞：發(fā)動機;清潔度管控;人員作業(yè);設(shè)備工裝;管理提升

中圖分類號：U464 文獻標識碼：A

0引言

發(fā)動機清潔度是一項非常重要的產(chǎn)品質(zhì)量指標，直接影響著發(fā)動機的耐久性能與使用壽命。發(fā)動機關(guān)鍵零件的密封區(qū)、運動副、油道和氣道等發(fā)生清潔度問題，容易導致零件早期功能性失效或損壞整機[1]。發(fā)動機總成潤滑系統(tǒng)存在雜質(zhì)，會引發(fā)機油控制閥體（OCV）卡滯、機油泵卡滯或軸瓦拉傷等問題，影響發(fā)動機耐久性能，甚至導致整機功能損壞。

發(fā)動機裝配過程清潔度管控不到位，在油封安裝、密封圈安裝或結(jié)合面涂膠等作業(yè)過程中會受到雜質(zhì)污染，導致局部密封失效，從而出現(xiàn)發(fā)動機三漏問題。這將造成售后滿意度下降、品牌效應(yīng)弱化以及市場銷量下滑[2]。因此，需要加強對發(fā)動機清潔度的控制和管理，提高零部件及整機制造過程清潔度，有效避免雜物進入發(fā)動機內(nèi)部，進而保證發(fā)動機的產(chǎn)品質(zhì)量。

1發(fā)動機清潔度概念

清潔度是對工作環(huán)境、加工產(chǎn)品和過程管控等清潔情況的度量，一般通過顆粒物的類別、尺寸、數(shù)量和重量等來衡量樣品清潔度情況。發(fā)動機產(chǎn)品清潔度主要是指整機清潔度，即從發(fā)動機水道、油道等部位采集到的雜質(zhì)（或顆粒）重量或尺寸，并通過標準的檢測方法去驗證產(chǎn)品的清潔度是否達到行業(yè)相關(guān)要求[3]。

根據(jù)QC/T901-1998《汽車發(fā)動機產(chǎn)品質(zhì)量檢驗評定方法》，發(fā)動機清潔度檢驗主要是整機解體清潔度檢驗，檢驗部位為發(fā)動機內(nèi)部與潤滑油接觸的零件表面和進入氣缸的燃料或空氣通道表面。根據(jù)GB/T3821-2015《中小功率內(nèi)燃機清潔度限值和測定方法》，發(fā)動機清潔度測定過程包括抽樣、解體、清洗、過濾、烘干和分析等內(nèi)容。在發(fā)動機整機清潔度檢驗時，對采集到的雜質(zhì)主要測定以下幾點。

一是雜質(zhì)質(zhì)量。通過雜質(zhì)的質(zhì)量可評估引發(fā)故障的概率，雜質(zhì)重量超差越嚴重，發(fā)動機出現(xiàn)耐久性故障的概率就會越大。

二是雜質(zhì)類型。通過雜質(zhì)類型可評估對發(fā)動機運動副磨損的影響，若含有大量的硬質(zhì)顆粒，將會導致軸瓦拉傷、拉缸等嚴重的機械性損傷。

三是雜質(zhì)尺寸。通過雜質(zhì)顆粒大小可評估對于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的影響，若大顆粒雜質(zhì)進入油道等部位，將會引發(fā)OCV卡滯或機油泵卡滯等故障，影響發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)，甚至導致發(fā)動機報廢[4]。

2清潔度管控現(xiàn)狀及存在問題

發(fā)動機制造是一個從零件加工到整機裝配的復雜過程，每道工序完成后都會產(chǎn)生雜質(zhì)。以本司某款自產(chǎn)發(fā)動機為例，在實施清潔度管控方案前，零部件清潔度抽檢合格率約75%，整機清潔度抽檢合格率約20%，主要問題集中在整機高壓油道雜質(zhì)總質(zhì)量超差、雜質(zhì)顆粒度超差（>600μm金屬顆粒數(shù)評價項目）。結(jié)合近年售后及現(xiàn)場反饋的清潔度不良問題，本司圍繞發(fā)動機制造全流程采取清潔度管控措施，進而保證發(fā)動機的生產(chǎn)質(zhì)量。

3影響發(fā)動機清潔度的主要因素

發(fā)動機制造包含零件加工、物料運轉(zhuǎn)、總成裝配和整機熱試下線等全過程，每道工序都可能會產(chǎn)生雜質(zhì)，都需要進行清潔度管控。開展發(fā)動機制造全過程清潔度管控，需從人、機、料、法、環(huán)5個方面，全面分析、挖掘影響整機清潔度的因素，從而有針對性地制定管控對策。本司系統(tǒng)性分析出影響發(fā)動機清潔度的27個末端因素（圖1），經(jīng)過排查驗證，析出人員作業(yè)、設(shè)備工裝、部品管控、物流管理、技術(shù)要求、工藝要求、作業(yè)規(guī)范、檢測方法和流程機制等方面存在不足。

4發(fā)動機清潔度管理與控制

發(fā)動機清潔度管控是一項系統(tǒng)性工程，提高發(fā)動機清潔度屬于管理技術(shù)綜合性問題。為此，本司針對前期識別的影響清潔度的因素，逐項制定對策，以提升發(fā)動機清潔度[5]。

4.1人員作業(yè)管理

從人員操作角度分析，影響清潔度的主要問題在于人員清潔度管控意識薄弱、未按標準作業(yè)書要求進行操作。為此，結(jié)合現(xiàn)有的《生產(chǎn)現(xiàn)場清潔度管理辦法》，以及清潔度管控過往不良案例，對員工進行清潔度管理培訓。培訓后組織員工對每個工序進行清潔度確認，如零部件、設(shè)備、工裝和工具的清潔度等，主動識別現(xiàn)場存在的清潔度問題，并提出改善意見，樹立“零缺陷從清潔度開始”的觀念。明確獎懲機制，對改善清潔度的組織與個人進行獎勵，對不按清潔度管控要求執(zhí)行的組織與個人進行懲罰。

4.2設(shè)備工裝管理

從設(shè)備工裝角度分析，影響清潔度的主要問題在于生產(chǎn)線設(shè)備、工裝保全基準不完善，日常清潔度管理要求不明確。為此，需完善設(shè)備、工裝保全基準，識別存在清潔度風險的設(shè)備、工裝，制定詳細的清洗保養(yǎng)計劃。針對生產(chǎn)線工位工裝，通過增加關(guān)鍵工位吸塵和吹氣裝置，吸附內(nèi)裝件拆裝過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)，對部分難以清掃的角落位置進行定期清理。使用吸塵裝置對容易掉落雜質(zhì)的工作臺或工位（如缸蓋工作臺、連桿脹斷工位），及時吸附、清除掉落的雜質(zhì)，避免掉落的雜質(zhì)粘附在零件密封面上或者帶入發(fā)動機內(nèi)部（圖2）。增加防落入工裝或防塵板，對缸體缸蓋等安裝面采取防護，防止發(fā)動機裝配流轉(zhuǎn)過程中異物進入內(nèi)腔。

4.3零件質(zhì)量管理

從零部件質(zhì)量角度分析，影響清潔度的主要問題在于外購零部件來件清潔度不合格、對于外購件入廠清潔度檢測要求不完善等。為此，零部件在開發(fā)階段就需明確清潔度管控要求，聯(lián)合零部件供應(yīng)商制定清潔度保證方案，通過工程審查、進貨抽檢等方式確認整改效果（圖3）。對于發(fā)動機內(nèi)部關(guān)鍵件，例如缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿和活塞等零部件的清潔度應(yīng)重點管控，裝機前按比例抽檢裝機批次零件的清潔度，確保合格后才能上線裝機。

4.4物流防護管理

從物流角度分析，影響清潔度的主要問題為零件在包裝、運轉(zhuǎn)過程造成二次污染。為此，需與供應(yīng)商制定包裝規(guī)范，明確零部件發(fā)貨前包裝清潔度標準。關(guān)于零件流轉(zhuǎn)過程清潔度管控，主要從以下幾方面進行改善：一是提升物流工位器具清潔度，從周轉(zhuǎn)料架料盒維護、改造、清潔和零部件防護管控等方面進行改善，明確線棒料架、周轉(zhuǎn)料架、料盒和總成料架等工位器具的清潔度管控要求，避免零部件拆包后造成二次污染（圖4）;二是形成車輛流轉(zhuǎn)規(guī)范，明確廠內(nèi)叉車、吸污車的行駛路線和清洗維護保養(yǎng)要求，避免車輛流轉(zhuǎn)污染車間環(huán)境。

4.5技術(shù)方法管理

從技術(shù)方法層面分析，影響清潔度的主要問題在于產(chǎn)品技術(shù)、工藝方案、作業(yè)規(guī)范和檢測方法等，對于清潔度管控要求不明確、不完整。為此，需要從產(chǎn)品技術(shù)上完善零件圖紙和裝配技術(shù)條件中的清潔度管控要求。

從工藝方案上，識別發(fā)動機裝配清潔度關(guān)鍵工位并完善裝配過程清潔度管控要求，如增加零件涂膠面裝配前的擦拭、組裝件拆卸清潔度防護要求等。在過程潛在失效模式及影響分析（PFMEA）中增加清潔度失效模式分析，識別潛在清潔度管控風險并制定對策。

從作業(yè)規(guī)范上，制定裝配清潔度點檢表，明確清潔度關(guān)鍵崗位點檢要求。建立清潔度管理看板、關(guān)鍵工序清潔度目視圖等，提升員工清潔度管理意識。

從檢測方法上，制定發(fā)動機整機清潔度檢測工藝規(guī)程，明確檢測時機、方法、頻次和要求（圖5）。建立清潔度檢測顆粒數(shù)據(jù)庫，對過往零部件檢測報告顯示的顆粒形貌和成分進行分析、歸類，便于清潔度超差顆粒溯源管理（圖6）。

4.6流程機制管理

從流程機制角度分析，影響清潔度的主要問題在于清潔度審查機制及檢查項目不完善，現(xiàn)場管控、物流管理和人員操作等環(huán)節(jié)對于清潔度管控流程仍存在疏漏。為此，需要完善清潔度審查機制，例如制定清潔度審查計劃，每周定期對生產(chǎn)線設(shè)備、工序人員操作方法等進行點檢、評審，統(tǒng)計異常問題及時通知責任部門整改;跟進問題整改進度，組織相關(guān)區(qū)域攻關(guān)解決。

還需要完善優(yōu)化生產(chǎn)現(xiàn)場清潔度管理辦法，例如從工藝執(zhí)行、作業(yè)環(huán)境、包裝物流、人員操作和設(shè)備點檢等方面細化清潔度審查項目內(nèi)容和要求。補充零部件流轉(zhuǎn)要求，明確發(fā)料時對原包裝上線的零件進行檢查的要求，禁止臟污零件發(fā)到生產(chǎn)線。

5效果驗證

上述管控措施實施一段時間后，按《整機清潔度檢測工藝規(guī)程》抽檢發(fā)動機整機清潔度，檢測結(jié)果如表1所示。

根據(jù)檢測結(jié)果分析，對策實施以來，整機清潔度改善效果非常明顯，整機雜質(zhì)質(zhì)量和油道雜質(zhì)金屬顆粒數(shù)大幅度減少，均在合格范圍內(nèi)。

6結(jié)束語

隨著客戶對于產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，汽車行業(yè)也越來越重視發(fā)動機清潔度[6]。發(fā)動機清潔度提升是一項持續(xù)改進的工作，必須要以科學、系統(tǒng)、標準化的思維，結(jié)合發(fā)動機制造過程各個環(huán)節(jié)可能存在的清潔度風險，制定針對性的提升方案并實施，以達到提升發(fā)動機清潔度的目的，減少因清潔度不良導致的售后問題發(fā)生，全面提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力。