缸體泄漏測試合格率影響因素分析及改進

谷加佩

（上汽通用五菱汽車股份有限公司河西基地發動機工廠，廣西 柳州545007）

發動機運行過程中主要潤滑和冷卻部位均在缸體上。其中使用冷卻液和潤滑油流動通道均需密封。作為主要部件的缸體，其密封性要求更嚴格，主要有水套、油道、曲軸室密封要求[1]。若上述部分密封不足將導致發動機運行過程中冷卻液和潤滑油泄漏，造成發動機損壞[2]。目前主要采用壓降法來測試密封性[3]。本文對壓降法測試設備應用過程中，試漏合格率影響因素進行了分析，并提出改進方向。

1 缸體試漏工藝簡介

以我公司直列四缸生產線試漏工藝為例介紹該試漏工藝。包含以下步驟：首先通過彈性橡膠封堵塊將需要測量的腔體密封，充氣達到氣壓要求，一般0.03 MPa；再通過保壓階段（一般10 s）使腔體內的氣流穩定；最后開始測試一定時間檢測開始至結束時的氣壓降低值，通過公式計算泄漏量判斷是否合格。試漏檢測設備如圖1所示。

圖1 壓降法試漏結構

2 影響試漏合格率的因素

2.1 封堵材料影響

為實現測試時腔體密封更好，需采用壓縮率適中的橡膠材料。若壓縮率過大會導致封堵損壞過快；若壓縮率過小則會導致密封性能差[2]。根據各個橡膠材料特性，如表1所示，結合工況選擇合適的材料。

表1 各材料特性

根據材料特性可以看出，對于壓縮空氣為介質且適應工況較廣的材料為丁腈橡膠。根據通過技術改造應用丁腈橡膠替代聚氨酯材料后，由封堵破損導致的試漏不合格數量降低，且封堵壽命提升1倍以上，降低了更換封堵導致的停機損失。

2.2 前工序加工質量影響

生產過程中需泄漏測試腔體如水套、曲軸室和油道封堵面均需銑削加工。當封堵面銑削加工表面質量差時，將會使封堵無法完全密封，導致泄漏測試不合格。采用如圖2所示的兩種工件驗證試漏合格率。

圖2 封堵面兩種狀態的工件

公司在生產過程中由于機床振動發生部分缸蓋結合面震紋的情況，將圖2所示的兩種工件進行試漏驗證，結果如圖3所示，前工序加工封堵面的表面質量好，試漏合格率高。

圖3 表面質量不同工件驗證結果

2.3 封堵行程影響

封堵行程設置是否合理，直接影響著測試時密封效果。當行程過大時會導致橡膠封堵壓縮過大壽命降低。行程過短會導致密封性差，泄漏測試不合格。在實際生產中對橡膠封堵壓縮量的調整經驗十分重要，對較大的密封面壓縮量需要適當增加，公司在實際經驗中對缸體各個位置封堵壓縮量參考值如表2所示，壓縮量需要在實際使用和驗證并調整可適當減少不合格率。

表2 壓縮量參考數值

2.4 被測工件溫度濕度影響

根據經驗在試漏不合格的工件中部分為負值過大。負值過大的因素除參考件選擇不合適，設備故障外，影響最大是工件溫度和濕度過高。實際生產過程中工件溫度濕度過高會導致負值過大，不合格比例最多占92%以上。主要為過高溫度使氣體膨脹，濕度過高導致測試時水分在腔體中蒸發成氣體，以上兩個因素將導致腔體內氣壓上升引起負值過大。驗證不同溫度下測試合格率如圖4所示，當表面溫度接近室溫時負值較小，合格率高，同時試漏長期負值可能導致原本泄漏的工件被誤判合格，造成質量缺陷逃逸，生產過程中應避免試漏測試負值的產生情況。

圖4 不同溫度下負值不合格率

3 提高合格率的改進方案

針對生產過程中缸體試漏不合格原因，可以采取對應的措施解決，從而提高試漏合格率。（1）選擇合適的封堵材料，如公司優化后采用丁腈橡膠，驗證效果較好；（2）通過優化刀具、路徑和參數提升封堵面的表面質量；（3）采用適應性能較強的彈性封堵桿可解決封堵行程問題，封堵結構如圖5所示；（4）一般來說試漏前均需要清洗工件，可在清洗機前增加冷卻工位，最好采用過冷的空氣使工件降低至室溫，避免負值過大。

圖5 彈性封堵結構

4 結束語

通過對缸體試漏合格率低的主要原因進行分析，并對主要影響合格率的原因進行詳細闡述，并提出優化方案，可在實際生產中減少由于設備或環境等原因導致的合格率低的問題，使泄漏測試結果盡可能接近實際，減少誤判導致的零件報廢。

參考文獻：

[1]彭 峻，李敏虔.提高1.8L發動機缸體試漏一次通過率[J].裝備制造技術，2017（07）：198-200.

[2]湯佳云，史曉龍，王憶楠.缸蓋氣道及燃燒室泄露漏點分析和試驗探究[J].時代汽車，2016（11）：56-58.

[3]寧 琨，邱建春，鐘 委.一種發動機缸體試漏密封裝置[J].裝備制造技術，2011（08）：153-155.