發動機工廠清潔度管理研究

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島 266555）

發動機工廠清潔度管理研究

尹秀香

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島 266555）

本文主要對發動機工廠制造過程的清潔度管理進行分析和研究。通過對發動機工廠清潔度現狀的實地考察和深入分析，結合清潔度理論知識，得出如何對清潔度做好管理。旨在通過將清潔度管理理論融入到實際應用中，達到改進清潔度控制系統和完善清潔度管理的目的，提高機加工制造質量和發動機產品質量，促進工廠的發展。

清潔度；自制件；管理

1 概述

1.1 清潔度簡介

清潔度，顧名思義“清潔到什么程度”。清潔度一般分為零部件清潔度和產品清潔度。在汽車行業中，尤其是發動機工廠，對零部件清潔度和產品清潔度要求非常高，是一項非常重要的質量指標，直接影響著發動機的性能及使用壽命。發動機工廠零部件清潔度分為外購件清潔度和自制件清潔度，外購件清潔度主要涉及外購件本身清潔度和其包裝清潔度，自制件清潔度主要涉及自制件本身清潔度和其運輸過程清潔度。發動機工廠產品清潔度主要是指整機清潔度，整機清潔度包括發動機零部件清潔度和發動機運行后的清潔度。

對于發動機，清潔度主要涉及發動機油路和水路，其中以油路最為重要，同時涉及發動機零部件裝配過程的清潔度。影響發動機工廠清潔度的因素主要有零部件自身攜帶的雜質、包裝帶來的二次污染、加工工藝自身遺留的飛邊、毛刺、加工清洗后遺留的雜質以及運輸過程中落入的雜質等。清潔度監控過程中主要以雜質的種類、形狀、尺寸、形成方式等進行分類，以便于對清潔度進行改進。

1.2 發動機工廠工藝簡介

一些發動機工廠以組裝發動機為主，一臺發動機有零部件200多種，其中98%的零部件均為對外采購，僅有缸體、缸蓋、曲軸以及凸輪軸、連桿等約3%的零部件會進行自制，被稱為自制件。這種自制也僅限于加工，其毛坯依然是對外采購，當然部分工廠有鑄造生產線，可以自行鑄造。故發動機工廠工藝布局一般是對外采購缸體、缸蓋和曲軸毛坯，進行加工制造形成總成，一般設置為機加工車間。發動機上除缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成外，其余零部件均對外采購，運輸至工廠，與缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成共同組裝成發動機整機，一般設置為裝配車間。即發動機工廠一般設置為機加工生產線和裝配生產線，進行發動機的批量生產和制造。

2 發動機工廠清潔度管理

2.1 發動機工廠清潔度問題分布

以對外采購缸體、缸蓋和曲軸毛坯，自制缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成，其余零部件對外采購為例，對發動機工廠清潔度問題分布逐一說明。

2.1.1 缸蓋總成

當前鑄造缸蓋材質都是鋁合金，鑄造過程基本采用特殊鑄造。供應商將缸蓋毛坯鑄造完成后，通常情況下存在的清潔度問題是：為了能夠充分的降低發動機溫度，缸蓋毛坯的水道結構設計的比較復雜，其內腔存在多處的圓角形角落，而這些角落容易卡滯鑄造攜帶的鑄渣。

缸蓋毛坯在發動機工廠進行加工制造成缸蓋總成的過程中，存在的清潔度問題比較多。

（1）缸蓋在銑面、鉆孔等加工過程中，因其加工方式導致斷屑呈現螺旋狀、扇形等，在加工及清洗過程中，被沖至水道的圓角角落里并卡滯在里面。在缸蓋運輸過程中，斷屑因震動掉落在運輸線、運輸托盤上，嚴重的時候，會在裝配過程中掉落在缸蓋總成和缸體總成的結合面上，引起發動機泄漏（漏水、漏油、油水貫通等）。

（2）缸蓋總成上的油路，是鉆孔形成的，油路走向通常為橫向和縱向，這樣必然需要油路對接，形成相貫線，此處將存在加工方式帶來的翻邊。翻邊在發動機運行過程中被高壓油沖落在油路中，引起運動部件磨損，嚴重時發動機會發生異響。

（3）缸蓋在銑面過程中，在其邊緣形成很多翻邊，這些翻邊經過毛刷刷后會殘留部分，殘留的部分在運輸過程中掉落在運輸線、運輸托盤上，嚴重的時候也會在裝配過程中掉落在缸蓋總成和缸體總成的結合面上，引起發動機泄漏（漏水、漏油、油水貫通等）。

2.1.2 缸體總成

當前鑄造缸體材質有鑄鐵和鑄鋁的兩種，鑄鋁材質的情況下，清潔度問題基本與鑄鋁缸蓋一致。此處以鑄鐵材質缸體說明。鑄鐵材質的缸體毛坯涉及的清潔度問題較多，主要有以下幾方面。

（1）鑄鐵材質缸體毛坯是由型砂鑄造形成的。在設計上，缸體毛坯內腔有水道、回油道是鑄造形成的，故缸體毛坯水道和回油道在清砂未能清除干凈的情況下，會帶來清潔度問題，尤其是回油道內存在的可脫落的型砂，發動機運行過程中，這些型砂被沖至油底殼中，混在機油中，被集濾器吸入，流至機油濾清器進行過濾時，型砂把機濾器堵住，引起發動機主油道油壓低，隨即機濾器上的旁通閥打開（為了保證發動機主油道壓力），未進行過濾的機油進入主油道，其中的型砂進入曲軸主軸頸與軸瓦之間，引起軸瓦和曲軸主軸頸的異常磨損，導致發動機異響。

（2）為了防止生銹，鑄鐵材質的缸體毛坯在其外表面上均涂有防銹漆，這些防銹漆在缸體加工過程中，因為不容易切斷，會在面的邊緣存有長條狀漆皮，這些漆皮掉落在特定的部位（比如水泵安裝面的密封區域）引起發動機泄漏。

（3）同缸蓋一致，缸體總成上的主油道，亦是鉆孔形成的，在主油道和斜油孔/供油孔對接時形成相貫線，此處也會存在加工方式帶來的翻邊。這些翻邊在發動機運行過程中被高壓油沖落在油路中，引起運動部件磨損，嚴重時發動機會發生異響。

2.1.3 曲軸總成

針對曲軸總成，其清潔度問題主要為加工過程中形成的翻邊及毛刺，尤其是油孔邊緣及油孔交叉處。這些翻邊和毛刺掉落在油路中，引起運動部件磨損，嚴重時發動機會發生異響。

2.1.4 其余對外采購零部件

對外采購的零部件，清潔度問題主要由零部件包裝攜帶的二次污染及零部件在供應商處本體清潔度控制。比如在包裝方面，氣門密封面上粘著包裝袋的塑料片，比如在供應商本體清潔度控制方面，機油泵自身攜帶著鋁屑，堵塞機油泵中的油路。

2.1.5 自制缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成存在的共同清潔度問題

自制件（缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成）存在的共同的清潔度問題如下。

（1）自制件儲存。因自制件是鑄鐵材質，在長時間庫存及環境溫度濕度的影響下，會發生生銹問題。生銹的自制件進行除銹或者返修，將帶來二次污染產生清潔度問題。

（2）自制件運輸。自制件使用托盤、小車等進行運輸。自制件存放在托盤上或者小車上，其攜帶的翻邊或者毛刺都會掉落在托盤或者小車上，引起清潔度問題。同時，托盤或者小車等與自制件接觸的材質基本都是塑料，塑料在自制件鋒利邊緣的切割下掉落塑料片，粘在自制件的表面，形成二次污染產生清潔度問題。

2.1.6 裝配過程清潔度問題

2.2 發動機工廠清潔度問題管理

發動機工廠的清潔度問題種類繁多，涉及范圍較廣，為了更好的開展清潔度工作，首先需要建立清潔度持續改進小組，設立組織結構，以推進清潔度持續改進，最終形成清潔度管理流程。其次需要針對清潔度的每一個問題建立清潔度標準，尤其是需要建立可衡量的清潔度標準，以備監測過程實施的有效性。例如，缸蓋總成、缸體總成和曲軸總成既要有清潔度顆粒度的重量要求，同時要有顆粒度的尺寸和形狀要求，用可衡量的指標來監控清潔度是否達標。最后針對當前發動機工廠清潔度問題分布，對這些問題進行分類管理，分類管理主要從自制件、外購件兩方面進行，其中自制件清潔度管理是發動機工廠清潔度管理的重點。在管理的過程中，清潔度問題解決和清潔度問題解決后維護需要同步進行。下面針對清潔度問題解決和清潔度問題解決后維護重點詳述。

2.2.1 清潔度問題解決

外購件的清潔度問題解決大部分是由外購件供應商進行的。在此不再詳細說明，重點講述自制件的清潔度問題解決。根據自制件清潔度問題分類，將自制件的問題歸類為零件本身、存儲運輸、清洗機、清潔度監測四個方面。

（1）零件本身主要是自制件加工方式帶來的翻邊和毛刺，該種問題主要通過尋找合適的加工參數和加工刀具、增加毛刷、機器人去毛刺、高壓清洗和超聲波清洗等方式去除翻邊和毛刺，這些方式的資本投入比較高，在進行問題解決過程中，成本和質量將發生沖突，需要清潔度小組推進。

（2）存儲運輸主要是生銹、運輸過程中翻邊和毛刺掉落以及托盤小車塑料掉落，這些問題的根源在于自制件的庫存量。為了保證自制件能夠滿足裝配的需求，尤其是在自制過程中設備長時間故障沒有產出的情況下，自制件都會儲備較大的庫存量。庫存量的多少直接影響自制件的存儲運輸過程。庫存量越多，存儲時間越長，在溫度和濕度不能保證的環境中（例如晝夜溫差大于10℃，濕度大于65）就容易生銹，同時使用的托盤和小車等因大量被占用，無法按照頻次清洗導致托盤和小車的清潔度嚴重不合格。故解決存儲運輸過程中清潔度問題的最有效手段是降低庫存量。同時，針對生銹問題可以建立獨立的恒溫恒濕庫，其大小及成本可以根據實際情況核算。

（3）清洗機主要是保證清洗后的零件的清潔度是達標的。首先，在工藝設計前期，針對清洗機的目的和清洗內容，需要明確清洗機需要具備的功能，從設計上規避后期潛在存在的清潔度問題，同時在日常生產過程中確保清洗機清洗參數是有效的，比如清洗壓力、清洗溫度等等。

（4）清潔度監測方面，需要從重量及顆粒度的尺寸和形狀等方面來衡量清潔度是否達標。針對重量比較容易操作，只需要對雜質進行稱重即可，比較難以實現的是需要將零件內的雜質通過合適的方法均清洗出來。針對顆粒度則需要利用顯微鏡進行尺寸測量和形狀描述。一般情況下，顆粒度是解決清潔度問題的比較關鍵的突破點。

3 結語

通過發動機工廠清潔度管理現狀的長期研究以及觀察分析，運用發動機行業清潔度理論知識，對清潔度的管理進行了歸類和總結，以提高發動機工廠清潔度的管理能力，達到改進清潔度控制系統和完善清潔度管理的目的。

[1]GQR 120.50 Cleanliness Management 2008.

[2] ISO 16232-10:2007.

TM45

：A

：1671-0711（2017）06（上）-0128-03