發(fā)動機堵蓋壓裝系統(tǒng)中壓裝力的分析

毛勇 周國 陶慶才

摘 要：在發(fā)動機壓裝系統(tǒng)中，堵蓋壓裝是重要的組成部分，堵蓋的壓裝質(zhì)量影響著發(fā)動機水腔、油腔的密封效果。在實際生產(chǎn)過程中，通常使用壓裝力監(jiān)控壓裝過程的質(zhì)量。本文著重分析影響堵蓋壓裝力的幾個因素。

關鍵詞：壓裝系統(tǒng)；堵蓋；壓裝力

中圖分類號：U464.13 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）19-0119-02

Analysis of Pressure in the Pressure System of Engine Plugging Cover

MAO Yong ZHOU Guo TAO Qingcai

（SAIC General Wuling Automobile Limited by Share Ltd，Liuzhou Guangxi 545007）

Abstract： In the engine press mounting system， blocking and pressing is an important part. The sealing quality of the cover affects the sealing effect of the water cavity and oil cavity of the engine. In the actual production process， the pressing force is usually used to monitor the quality of the pressing process. This paper focused on several factors that affect the loading capacity of plug.

Keywords： the system of pressing；blocking cover；the pressed force

隨著社會的不斷發(fā)展，汽車成為了人們不可或缺的交通工具。汽車重要的組成之一發(fā)動機是汽車動力的源泉。如果發(fā)動機油腔、水腔密封性不佳，會導致發(fā)動機潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)失常，若是在行駛過程中出現(xiàn)上述問題，更會危害到乘客的生命安全。

在進行缸體缸蓋鑄造時，需要預留若干個外孔，在完成加工后需要壓入碗型堵蓋，保證腔體內(nèi)的密封效果，所以堵蓋的壓裝效果很大程度上決定了腔體的密封效果。而在生產(chǎn)過程中，通常利用壓裝力作為監(jiān)控指標。因此，分析影響壓裝力的因素有著重要意義。

1 壓裝系統(tǒng)

在堵蓋壓裝系統(tǒng)中，通常使用伺服電缸進行堵蓋的壓裝。電缸具有壓力反饋與位移反饋功能，可以通過預設確定需要的監(jiān)控變量，也可以實時顯示每次壓裝過程中的力—位移曲線。

2 壓裝力

為了較好地監(jiān)控壓裝質(zhì)量，壓裝過程中通常會監(jiān)控兩個作用力，監(jiān)控位移區(qū)間內(nèi)的最小力，稱為最小壓裝力，通過監(jiān)控最小壓裝力可以有效防止堵蓋孔過大、壓裝深度不合格等問題。另外，為了防止壓裝過程中壓力過載，還需要監(jiān)控整個壓裝行程中的最大壓裝力。因此，分析影響壓裝力的因素可以幫助我們方便快捷地判定壓裝不合格的原因，從而快速準確的解決問題。

壓裝力計算公式：

[P=PMπdfLfμ] （1）

[PM=δdfCaEa+CiEi] （2）

式（1）和（2）中，P為壓入壓裝力，PM為結(jié)合面承受的單位壓力，df為結(jié)合直徑，Lf為結(jié)合長度，[μ]為摩擦因素，[δ]為過盈量[1]。

3 堵蓋孔徑與堵蓋直徑

為了實現(xiàn)良好的密封性，堵蓋的壓裝采用過盈配合的方式，在實際生產(chǎn)中，由于堵蓋孔徑與堵蓋直徑超差，出現(xiàn)以下情況，都會影響壓裝力。

①堵蓋的直徑大于等于堵蓋孔徑，但過盈量小于設定的最小過盈量，此時壓裝力整體偏小。

②堵蓋的直徑大于等于堵蓋孔徑，但過盈量大于設定的最大過盈量，此時壓裝力整體偏大。

③堵蓋的直徑小于堵蓋孔徑，此時堵蓋與堵蓋孔的配合方式變?yōu)殚g隙配合，此時在整個壓裝過程中，壓裝力幾乎為零。

上述三種情況實際上是改變了公式中的過盈量[δ]。

4 壓裝深度

壓裝深度是衡量壓裝質(zhì)量的一個重要指標，生產(chǎn)過程中，正常壓裝與壓裝過深的力—位移曲線如圖1和圖2所示。

對比兩圖不難發(fā)現(xiàn)，圖2在位移為9.6～10.0mm時，由于此時壓到堵蓋孔內(nèi)部臺階，壓裝力有一個突升過程，圖1合格，圖2最大壓裝力已經(jīng)超過8kN，壓裝不合格。將壓裝深度調(diào)淺，可快速解決問題。

5 壓裝位置

在壓裝過程中，壓裝位置的定位是由PLC的伺服系統(tǒng)控制，其決定了堵蓋圓心與孔徑中心是否在同一水平線上，最理想的壓裝效果是兩者的中心處于同一水平線上。目前的PLC伺服系統(tǒng)已經(jīng)完全能夠滿足精度需求，但也不排除出現(xiàn)故障，定位精度下降的情況[2]。

在試驗中，選取堵蓋孔為20.2mm的工件，堵蓋直徑為20.4mm，以兩者圓心在同一水平線為基準，每次使兩者圓心偏離0.1mm，記錄最大壓裝力數(shù)據(jù)，如表1所示。

偏移距離—最大壓裝力的曲線圖，如圖3所示。

從曲線（圖3）可以看出，隨著偏移距離的增大，最大壓裝力呈變大的趨勢，在偏移距離等于0.5mm時，最大壓裝力已經(jīng)超出了合格范圍（2.0～4.0kN）。由此可以看出，壓裝位置也是影響壓裝力的一個因素。

6 設備狀態(tài)

壓裝力的數(shù)值是由伺服電缸進行反饋，伺服電缸通過力反饋線將每次壓裝過程中的壓力采集到控制器中，控制器根據(jù)采集到的壓力判定壓裝是否合格。當力反饋線出現(xiàn)接觸不良，或者內(nèi)部線纜斷時，其所傳遞的壓裝力會產(chǎn)生變異，不能準確反饋實際的壓裝力。

參考文獻：

[1]馬洪新.小型拖拉機變速器軸承壓裝力的計算分析[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2008（11）：36-38.

[2]黃達勝，李克明.197726型軸承壓裝力與壓裝力曲線的探討[J].鐵道車輛，1996（1）：16-19.