缸体泄漏测试合格率影响因素分析及改进

2018-05-07谷加佩

装备制造技术 2018年2期

谷加佩

（上汽通用五菱汽车股份有限公司河西基地发动机工厂，广西柳州545007）

发动机运行过程中主要润滑和冷却部位均在缸体上。其中使用冷却液和润滑油流动通道均需密封。作为主要部件的缸体，其密封性要求更严格，主要有水套、油道、曲轴室密封要求[1]。若上述部分密封不足将导致发动机运行过程中冷却液和润滑油泄漏，造成发动机损坏[2]。目前主要采用压降法来测试密封性[3]。本文对压降法测试设备应用过程中，试漏合格率影响因素进行了分析，并提出改进方向。

1 缸体试漏工艺简介

以我公司直列四缸生产线试漏工艺为例介绍该试漏工艺。包含以下步骤：首先通过弹性橡胶封堵块将需要测量的腔体密封，充气达到气压要求，一般0.03 MPa；再通过保压阶段（一般10 s）使腔体内的气流稳定；最后开始测试一定时间检测开始至结束时的气压降低值，通过公式计算泄漏量判断是否合格。试漏检测设备如图1所示。

图1 压降法试漏结构

2 影响试漏合格率的因素

2.1 封堵材料影响

为实现测试时腔体密封更好，需采用压缩率适中的橡胶材料。若压缩率过大会导致封堵损坏过快；若压缩率过小则会导致密封性能差[2]。根据各个橡胶材料特性，如表1所示，结合工况选择合适的材料。

表1 各材料特性

根据材料特性可以看出，对于压缩空气为介质且适应工况较广的材料为丁腈橡胶。根据通过技术改造应用丁腈橡胶替代聚氨酯材料后，由封堵破损导致的试漏不合格数量降低，且封堵寿命提升1倍以上，降低了更换封堵导致的停机损失。

2.2 前工序加工质量影响

生产过程中需泄漏测试腔体如水套、曲轴室和油道封堵面均需铣削加工。当封堵面铣削加工表面质量差时，将会使封堵无法完全密封，导致泄漏测试不合格。采用如图2所示的两种工件验证试漏合格率。

图2 封堵面两种状态的工件

公司在生产过程中由于机床振动发生部分缸盖结合面震纹的情况，将图2所示的两种工件进行试漏验证，结果如图3所示，前工序加工封堵面的表面质量好，试漏合格率高。

图3 表面质量不同工件验证结果

2.3 封堵行程影响

封堵行程设置是否合理，直接影响着测试时密封效果。当行程过大时会导致橡胶封堵压缩过大寿命降低。行程过短会导致密封性差，泄漏测试不合格。在实际生产中对橡胶封堵压缩量的调整经验十分重要，对较大的密封面压缩量需要适当增加，公司在实际经验中对缸体各个位置封堵压缩量参考值如表2所示，压缩量需要在实际使用和验证并调整可适当减少不合格率。

表2 压缩量参考数值

2.4 被测工件温度湿度影响

根据经验在试漏不合格的工件中部分为负值过大。负值过大的因素除参考件选择不合适，设备故障外，影响最大是工件温度和湿度过高。实际生产过程中工件温度湿度过高会导致负值过大，不合格比例最多占92%以上。主要为过高温度使气体膨胀，湿度过高导致测试时水分在腔体中蒸发成气体，以上两个因素将导致腔体内气压上升引起负值过大。验证不同温度下测试合格率如图4所示，当表面温度接近室温时负值较小，合格率高，同时试漏长期负值可能导致原本泄漏的工件被误判合格，造成质量缺陷逃逸，生产过程中应避免试漏测试负值的产生情况。

图4 不同温度下负值不合格率

3 提高合格率的改进方案

针对生产过程中缸体试漏不合格原因，可以采取对应的措施解决，从而提高试漏合格率。（1）选择合适的封堵材料，如公司优化后采用丁腈橡胶，验证效果较好；（2）通过优化刀具、路径和参数提升封堵面的表面质量；（3）采用适应性能较强的弹性封堵杆可解决封堵行程问题，封堵结构如图5所示；（4）一般来说试漏前均需要清洗工件，可在清洗机前增加冷却工位，最好采用过冷的空气使工件降低至室温，避免负值过大。