論發(fā)動機動力單元裝配工藝的重要性 On the Importance of Assembly Process of Engine Power Unit

韓丕永 HAN Pi-yong

摘要：濟柴JC130機型是一款大缸徑，模塊化設計的高增壓大型發(fā)動機，設計功率段為2000-3000kW，模塊化設計模式提升了產(chǎn)品的設計質(zhì)量，更方便用戶后期的維護與保養(yǎng)。本文針對實際案例分析因不遵循工藝方法進行裝配動力單元造成的漏水問題，并與動力單元模塊化裝配工藝進行對比，證實裝配過程中工藝的重要性。

Abstract： Jichai JC130 model is a large cylinder diameter， modular design of high supercharged large engine， the design power segment of 2000-3000kW， modular design mode to improve the design quality of products， more convenient maintenance and maintenance users. This paper analyzes the water leakage problem caused by the assembly of power unit without following the process method， and compares it with the modular assembly process of power unit to prove the importance of the process in the assembly process.

關鍵詞：發(fā)動機;單元裝配;工藝

Key words： engine;unit assembly;process

中圖分類號：U463.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）22-0026-02

1? JC130動力單元結構分析

組裝完成的動力單元模塊重量約為650kg，組裝內(nèi)容包含缸套與水套密封和定位，活塞與連桿合裝、連桿和缸套聯(lián)結定位、氣缸蓋與水套的密封與定位等內(nèi)容。

動力單元模塊由氣缸蓋、氣缸套、水套（也稱之為支撐體），活塞、連桿等零件以及相互連接部位之間的密封膠圈、密封墊及定位銷組成，如圖1所示。

傳統(tǒng)的裝配工藝是按照零件裝配順序，機體上面實現(xiàn)以上零件的裝配與調(diào)試，動力單元所涉及的零件逐一裝配在機體上（其中所涉及用工裝吊具省略）。過程為：如圖2所示。

2? 案例

因零部件原因，?12的定位銷到貨時間滯后5天，為了節(jié)省安裝時間，決定直接在機體上面進行安裝零件與壓力試驗工作。待定位銷到貨后，再將氣缸蓋與水套分別吊起來，安裝定位銷。最后做壓力密封實驗。定位銷到位安裝完成后，進行壓力試驗時，水壓在2.5bar時，沿缸套外壁出現(xiàn)水流，水套與缸蓋之間出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

隨后工程師對可能造成漏水的原因進行了分析：

2.1 缸套與水套的定位

動力單元模塊中，氣缸套直接與機體接觸，水套與機體不接觸，水套與缸蓋、缸套之間組成水腔，水套并不受力。但是安裝過程中必須保證水套與缸套之間的定位要求（依托兩者之間的標記進行對齊，如圖3所示），以保證兩者之間的密封圈（350×5.3）受力均勻，即不被擠偏。

2.2 缸蓋與水套的定位

將缸套、水套與缸蓋之間的密封圈、氣缸墊、減磨環(huán)裝配到位，再吊裝氣缸蓋，缸蓋底端安裝350×3.5密封圈，缸蓋與水套之間依托?12定位銷定位。同時四個M12X260螺栓將缸蓋與水套連接到一起。

存在的問題：

①在機體上端吊入水套后，安裝缸套時，盡管缸套串過水套與機體接觸上了，但此時，水套下端的定位銷未安裝，在圓周方向上，兩者發(fā)生位移的幾率增大，同時水套處于下垂狀態(tài)，直接與機體頂面接觸上，兩者之間的標記錯位，相差約2m距離，此時缸套外圈350×5.3密封圈也就上移了約2mm。（圖4示意圖）同時不能保證缸套與水套中心線發(fā)生傾斜，即缸套在水套中不是垂直的。（圖5、圖6示意圖）

②氣缸蓋吊裝到缸套頂端后，約120kg重的缸蓋壓在缸套上端，液壓拉伸器緊固完缸蓋螺栓（母）后，如果缸套與水套出現(xiàn)傾斜或者密封圈擠偏，液壓拉伸器力量會將變化后的位置進行固定。

③?12定位銷到貨后，將缸蓋連同水套吊起來，裝入機體與水套間的?12定位銷;松開氣缸蓋螺栓（母），吊起氣缸蓋，裝入缸蓋與水套間的?12定位銷，如圖7、圖8所示。

在起吊缸蓋時候，缸蓋將水套、缸套一同帶動了起來，在重復放置過程中，缸套與水套出現(xiàn)更嚴重的傾斜現(xiàn)象（如圖6示意），再次落下缸蓋后，此傾斜又被固定，從而出現(xiàn)缸套水套之間的密封圈擠偏，密封不嚴。同理，缸蓋壓裝在缸套上面，缸套發(fā)生傾斜導致缸蓋出現(xiàn)傾斜，缸蓋下端的密封圈與水套之間出現(xiàn)擠偏現(xiàn)象，導致密封不嚴，出現(xiàn)漏水。

通過觀察缸蓋與水套的對齊標記，出現(xiàn)了嚴重的左右，上下位移變化。拆下缸蓋后，深度尺測量缸套周圈與水套的上邊緣距離，更是相差最大2.5mm的高度差。分析得到的有效驗證，如圖9所示。

解決辦法：

將動力單元全部拆下分解，按照模塊化結構進行線下組裝，試壓。

與傳統(tǒng)線上工藝相比較，模塊化裝配工藝主要區(qū)別在：①水套與機體之間的?12定位銷預先安裝于機體頂端。（圖7）②吊裝缸蓋時，缸蓋底端的?12已經(jīng)裝上了（工步5）（圖8）所示。缸蓋安裝于缸套頂面與水套進行密封組成水腔。利用四個M12X260螺栓將水套與缸蓋進行固定。

綜上1、2所述，缸蓋與水套之間依靠?12定位銷定位，四個M12X260螺栓固定，活塞連桿與缸套利用工裝進行連接固定。這樣整個動力單元組成了整體。最后機型整體10bar壓力試驗。合格后吊裝到機體上，再依托機體預裝的?12定位銷進行水套定位。

綜上，動力單元模塊化裝配要求以一個整體的形式裝入缸體內(nèi)，期間不允許對單個零部件進行調(diào)整，通過以上實際案例，我們可以得出結論：傳統(tǒng)的工藝手段，不能保證零部件之間的相互定位，即便?12定位銷不缺貨，也不能保證以上所述的情況發(fā)生。所以，嚴格遵守工藝，不但是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要條件，更是節(jié)省勞動力的有效手段。

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