機動車發動機主要零件的清潔度測定及提高措施

王 攀

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島 266555）

發動機的清潔工作能有效提升發動機的性能及使用壽命，為使清潔工作受到更多人的關注，本文將會通過機動車制造廠中的實際情況，對清潔度評定標準、測試技術以及操作流程做出分析，進而達到提高發動機清潔度的檢測水平。

1 清潔度對發動機的影響

對發動機零件進行有效的清潔能夠提升產品的使用性能和使用壽命，目前各大廠商都已重視起發動機的清潔工作。一般于勞動量中，發動機零件清潔勞動量達到10%～20%，由此可見發動機清潔度的重要性。通常情況下，發動機表面會殘留機械雜質，這些雜質會對發動機的水道孔、氣道孔、油道口以及發動機表面造成影響，如果這些機械雜質存留在發動機內部，還會對發動機的性能造成嚴重的影響。機械雜質對于發動機的影響主要有以下幾點：

1.導致發動機軸瓦損壞。

2.影響發動機冷卻水的流動。

3.導致發動機出現拉缸情況，影響發動機工作。

4.打活塞環。

5.影響發動機的性能和使用壽命。

2 清潔度測試及其目標、要求的提高

從質量方面來說，清潔度測試是一種對發動機規定部位所展開的污染物檢測技術，其中規定部位代表可以影響發動機性能的部位，而污染物的質量則由數量、尺寸、種類、形狀等參數作為污染程度的評價依據。通常情況下，一次完整的清潔度測試應包含以及幾個步驟：

1.前期工作，準備濾紙等工具。

2.獲取發動機表面的雜質。

3.對雜質進行檢測，并出具檢測報告。

在以上步驟當中，前期工作和獲取工作是十分重要的。雖然發動機清潔檢測已經在我國發展了多年，但就目前而言對其的重視程度還遠遠不夠，其中主要體現在試驗設備、試驗技術的落后，指標要求低，測試目標單一等方面。例如上海大眾、一汽大眾等主流企業在發動機清潔度檢測上所用的技術和設備與20 年前無任何差別，依舊將殘留物質量作為受控的指標之一，因此可以看出，清潔度檢測水平的發展需要不斷努力。對發動機進行剖析后，可以看出發動機這幾十年間的發展。其中主要體現在：

1.使用更高水平的清潔度檢測技術和標準。

2.配備功能更優的檢測儀器，以此來提升清潔度檢測水平。

3.樣品采集、樣品存放、樣品輸送等環節的規章制度更加完善。

清潔度試驗標準是對發動機清潔狀態的重要評定標準，因此也可以作為內部生產以及產品驗收的標準。

例如，德國大眾汽車在發動機清潔度試驗上就一直保持高標準、高規格，并推出了發動機結構件清潔度雜質顆粒重量檢測的標準，在該標準當中對檢測設備、關鍵器件、檢測步驟等作出了具體的說明，并對相關零件的清洗方法作出詳細說明。相比之下，我國在發動機雜質重量檢測上還存在著諸多的不足，大部分企業還只能使用普通的光學顯微鏡對雜質顆粒進行檢測，且測試結果只能用作參考[1]。

3 提高清潔度測試的技術水平

3.1 清潔度測試技術的提升

目前，我國各汽車制造企業都已經重視起發動機清潔技術的提升，其中用于萃取、制樣的設備儀器主要分為以下幾類：

1.傳統壓力噴射萃取，盡管該方法擁有著非常高的萃取效率，但在制樣上擁有著一定的局限性，例如上海大眾、一汽大眾等企業在發動機清潔標準上一直使用PV3347 標準，盡管標準已提升，但相關檢測設備以及檢測方法還較為落后。

2.清潔度試驗精細化。為使清潔度試驗更加標準化、規范化，世界各大企業廠商都已經設定了自己的測試標準，如英國羅孚的MGRES：21.CC.01C(2005)，美國的GME7061(2001)等等，這些標準在清潔度試驗當中發揮出了非常重要的作用。但目前而言在實踐測試過程中，其質量還擁有較大的提升空間，例如對清洗過程中所使用的清洗液用量有標準的要求。在PV3347清潔標準當中，有一條規則提出，為了保證實驗結果具備可比性，在每次實驗過程中所使用的清洗液用量應大致保證相同。最近幾年，國內外汽車廠商都已經關注起清洗液的用量，并將其作為控制產品質量的重要依據。在發動機清洗過程中，雖然工件相同，但是使用的清洗液用量是各不相同的，以至于所采集到的殘留顆粒物也是各不相同的，這也就表明，盡管操作員不變，實驗方法不變，但是所使用的清洗液用量是無法保證不變的，或多或少會出現偏差。對此，在ISO16232 標準以及VDA19 標準當中，對于清洗液的用量作出了明確的規定，將清洗液用量設定為Q，當清洗過程中的清洗液噴射量大于等于Q 時，所提取的雜質顆粒量誤差應保證在10%之內，即：cn ≤10%(Cn+cn-1+…+C1)=10%。在此其中，為確認清洗液用量Q，需要進行重復的實驗，n 為獲取清洗液用量Q 的那一次，在標準當中，要求n 小于6。

3.配置精細的清潔度萃取設備，隨著清潔度要求的不斷提升，傳統的檢測設備已經無法滿足清潔度檢測要求，對此，我國各大發動機廠商都已經對設備儀器進行了更新，以確保發動機清洗實驗的質量。

目前先進的清潔度萃取設備添加了以下功能：

1.清洗液的回收、再利用。

2.清洗液的噴洗壓力，在噴洗過程中的噴射壓力可以自主調節。

例如說發動機需要10L 的清洗液，而連桿僅需要3L 的清洗液，至于螺栓等小部件僅需要1L 的清洗液，因此在面對不同部件時，操作人員應當對設備進行調整，以便于在規定壓力下進行定量清洗。此外，由于在試驗過程中，清洗液會出現飛濺的情況，因此在對新部件進行清洗前必須進行洗槽工作，進而保證清潔度檢測的準確性。為了消除人為因素所造成的影響，可以選擇自動洗槽的方式，在保證工作效率的同時，還能降低操作人員的勞動強度。

3.風幕系統，為保證試驗區域內不會進入塵?；蚱渌w粒，風幕系統起到重要的作用，其利用立方槽下部的排風管來進行抽風工作，以此來保證試驗區域內殘留顆粒的準確性[2]。

3.2 高性能顆粒度分析儀器的普及化

為了保證清潔度標準的實施，我國發動機企業都已經拋棄了光學顯微鏡等儀器，從而選擇高效的顆粒度分析儀，這種顆粒度分析儀配備自動載物臺，擁有觀測光學系統、PC 機等相關軟件，因此可以滿足企業的各種需求。隨著我國自動化水平的不斷提高，汽車工業已經進入了一個新的發展領域，國內外的競爭十分激烈。由于汽車是一種節能產品，容易產生環境污染，為了有效地緩解資源短缺的緊張氣氛，減少對自然環境的污染程度，主要的汽車企業正在加強汽車發動機的研發，加強質量控制和優化的過程。本文簡要介紹了發動機質量與備件的關系，并提出了相應的改進汽車發動機部件質量控制和優化的措施，以提高汽車發動機質量。

4 改進清潔度試驗的操作流程

為了不斷提升清潔度檢測技術的水平，各企業應當對試驗技術和操作流程進行不斷的優化調節，因此可以從以下幾點細節著手。

4.1 自制件試驗前的采集方式

目前企業對于自制件的取樣形式主要分為兩種，第一種為直接從金屬加工線當中提取工件，而第二種為從裝配線上提取已安裝的部件。盡管兩種取樣形式不同，但目的都是相同的，第一種取樣方式能確認金屬加工線所進行的清洗工序是否符合標準要求，一旦發現存有不符合標準的零件出現，則應在工藝上做出優化調整。而第二種也是出于該方面的考慮，并且第二種取樣方式還能更為直觀地觀察零件質量狀態。目前第一種取樣方式是我國各大汽車制造商使用最為廣泛的方式。

4.2 送檢工件的傳輸和存放

由于相關部件需要運送到實驗場地進行實驗，因此在運輸過程中會受到運輸環境的影響，對此運輸車輛必須采用全密封的車輛，該類型車輛能夠將部件與外界充分的隔離，大大提高了部件的安全性。在全密封車輛運輸過程中應注意以下幾個方面：

1.運輸車輛的內部結構應與部件的形狀相符合，最大程度承載更多的部件，通常情況下，運輸車輛可以被劃分為兩類，即箱體類零件以及軸類零件，在運輸一些質量輕、結構小的部件時，可將車輛內部劃分為兩層，上層放置小部件，而下層則放置較重的部件。

2.確保部件在運輸過程中不會出現剮蹭、碰撞等情況。由于運輸過程中存有大量的不確定性因素，以至于零件會出現一定的磨損，如箱體類零件的平面磨損、軸類零件軸徑的磨損等等，對此必須做出相應的保護措施，提升零件在運輸過程中的穩定性。

3.保持小車內部清潔，在車輛每次完成運輸任務之后，相關工作人員應當對車輛內部展開清洗，并且為了保證實驗零件的清潔度，無論實驗零件的材質還是形狀都應做出單獨的包裝[3]。

4.3 產品設計

為了保證產品清潔度的提升，在產品設計時應做出更多的考慮，如便于熱加工清理的內腔等，在產品結構發生改變之后，清潔度數值將會得到有效地提升。

4.4 加工工藝

1.利用熱加工技術對發動機的內腔、氣道、油道等部位以及氧化皮、毛刺、飛邊等現象進行徹底的清除，在清理零件死角部位時，必須采用人工清潔的方式，而清理所用的噴丸可以使用小粒噴丸。

2.機械加工中，為了保證達到清潔標準，必須在零部件、工裝設計時作出充分的考慮，利用機械設備對適合面、孔、槽等部位進行清理，同時在全密閉的管道之內加入潤滑油，并對重要的管道口進行封堵。

4.5 工廠設計

汽車制造企業應當保證廠房附近的環境，在加工區域內安裝除塵設備，以防止加工區域內出現額外的粉塵顆粒。為防止零件出現磕碰、剮蹭等情況，裝配過程中應盡可能選擇滾道的方式，并且僅在車間內部使用鏟車運送。在發動機零部件的設計過程中，應加強新的設計手段來優化現有的整個設計過程，結合發動機的運行狀態，從而優化和改進設計模式。因此，該新技術對設計零件和制造零件的整個過程產生了很大的影響。對于不同類型的零件，應采用適當的差異設計模式和制造技術。為了避免消耗更多的成本，技術人員應高度重視部件制造，不斷優化部件設計的相關過程，將成本保持在一個合理的范圍內，確保發動機運行效率的穩定提高。

4.6 清洗液溫度、換水周期的控制

在對汽缸體進行清理的時候，對于清洗液的溫度要求并不是很高，因此選擇加熱或是常溫都是可以的，但對于最終清洗機來說，則應對清洗液的溫度進行有效地控制。通常情況下，清洗液的溫度應保持在50℃到60℃之間，若清洗液的溫度較低則會影響到清洗效果，而如果溫度過高，清洗液會出現揮發的情況，以至于清洗液會殘留在零件表面。除此之外，為了保證清洗效果達到最佳化，在換水周期上也應加以重視，對于中間清洗機來說，換水周期可以設定為每3000 件進行一次換水，而對于最終清洗機來說，換水周期則需要設定1500 件換水一次[4]。

5 結語

綜上所述，最近幾年我國已經在汽車制造業的機動車安全性、節能性等方面有明確的相關法律要求，因此發動機清潔度質量成為企業重點關注的環節。在對發動機進行優化和推廣的過程中，我們必須要注意其部件的質量控制，全面、充分地考慮部件質量、材料、結構及其燃燒過程的相關影響因素，選擇最佳質量優化方案和措施，從而提高發動機的質量。不僅如此，還需要加強各種計算平臺和開發平臺的有效應用，使其質量可控性最大化，使整個設計過程更加開放，在未來的開發中創造更好的引擎應用前景。