柴油機熱磨合試驗方法研究及探討

周建 汪小強

周? ?建

畢業于南昌大學，本科學歷，現就職于廣西玉柴機器股份有限公司，任工藝工程部部長。主要研究方向為發動機工藝，已發表論文2篇，已獲發明實用新型專利二項。

摘? 要：介紹了柴油機新產品磨合工藝開發和成熟產品磨合工藝優化時磨合試驗的方法及判斷標準，探討了柴油機磨合機理及其磨合規范選型的方法，為產品的質量提供保證。

關鍵詞：柴油機;熱磨合;規范

中圖分類號：U464? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1005-2550（2022）03-0098-04

Research and Discussion on Thermal Running in Test Method of Diesel Engine

ZHOU Jian， WANG Xiao-qiang

（ Guang Xi YuChai Machinery Co.， Ltd， Yulin? 537001， China ）

Abstract： This paper introduces the development of running in process of new diesel engine products and the methods and judgment standards of running in test when optimizing the running in process of mature products， and discusses the running in mechanism of diesel engine and the method of running in standard selection， so as to provide guarantee for the quality of products.

Key Words： Diesel Engine; Thermal Running In; Standard

1? ? 引言

通過磨合試驗，找到以最少的磨合耗費，建立起能承受使用載荷的摩擦副工作表面，以保證正常使用后的壽命。

2? ? 研究范圍

適用于新產品磨合工藝開發或成熟產品磨合工藝優化驗證。

3? ? 試驗準備

3.1? ?裝機準備

3.1.1 裝機前，各運動副（曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、活塞環外圓周、上下側面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門桿）摩擦表面檢測粗糙度Rz、輪廓度并記錄。

3.1.2 裝機前，機油濾清器檢測原始阻力。

3.1.3 裝機時，記錄驗證發動機運動副檢測編號，進行試驗的所有發動機的部件都應符合圖樣公差的規定，所有部件的緊固力矩和間隙也都要符合技術條件。

3.2? ?磨合規范準備及選型

磨合質量的優劣主要取決于是磨合時的轉速、負荷、時間三者之間的合理組合，同時發動機的潤滑油的等級也對磨合的質量產生一定的影響。 其中轉速、負荷、時間對磨合質量影響最為突出，針對三者的關系可采用磨合強度來進行評判，磨合強度計算標準如下：

磨合強度=磨合時間占比×磨合轉速占比×磨合負荷占比/9550;

磨合強度越大，運動副的摩擦表面的磨損量越多，磨合效果越顯著;

針對柴油機的磨合規范未有明確的規范及標準可言，應根據柴油機產品的結構特點和技術參數（主要是額定轉速、額定扭矩）來確定磨合時不同工況的轉速、負荷以及磨合的時間配比。

為了驗證最佳的磨合方案，一般根據發動機結構推薦如下兩種典型的磨合規范，分別是同步遞增模式和回環階梯模式。同步遞增模式，即磨合轉速和負荷同時遞增變化，縮短磨合時間，以達到快速磨合降低制造成本的目的;而回環階梯模式，主要考慮是采用循環磨合使運動副摩擦表面磨合的效果達到最佳。

3.3? ?測試設備條件

1）臺架檢測設備完善，具備進/出水溫度和壓力、發動機水流量、機油溫度（油底殼和主油道機油溫度）、機油壓力、排氣溫度、扭矩、轉速、進氣中冷前壓力、進氣中冷前溫度、進氣中冷后壓力、進氣中冷后溫度、活塞漏氣量（實時監控測量）等實時測量功能，具備油耗、煙度測量功能。具備出水溫度、燃油溫度、中冷后溫、排氣壓力控制功能。

2）標定各溫度、壓力傳感器，確保傳感器測量準確及量程足夠。

3）臺架各（油、水路）系統正常。

4）設備選型及數據采集要求：

① 發動機須安裝在相匹配的測功機上。其測功機要求為：

---額定功率與扭矩，超過發動機額定最大值的+20%;

---最大轉速能力，超過發動機額定轉速的+30%。

② 臺架試驗數據記錄設備：

---設置的臺架報警限值、停機限值和關閉報警在發動機運轉時應處于工作狀態;

---臺架需具備黑匣子功能，對驗證過程數據進行全過程采集，以便驗證后進行分析。

3.4? ?試驗前準備

3.4.1 試驗前，添加全新機油（根據發動機排放等級選擇機油牌號），嚴禁使用生產過程中循環機油;

3.4.2 發動機磨合前，需要檢查供油提前角或正時，確保供油提前角或正時在合理范圍內。

3.4.3 臺架同軸度、動平衡（連接軸及連接盤部件）要求滿足技術要求;

4? ? 試驗方法

4.1 磨合試驗盡可能用同一個臺架進行，排除臺架差異因素影響。

4.2 按照要求編制所需驗證的磨合規范進行驗證。

4.3 驗證時需嚴格觀察并記錄具備進/出水溫度和壓力、機油溫度（油底殼和主油道機油溫度）、機油壓力、排氣溫度、活塞漏氣量（實時監控測量）、扭矩、轉速等參數變化情況，出現異常需停機檢查。

4.4 磨合試驗前后，檢測并記錄發動機整機倒拖摩擦功。

4.5 磨合完成后，測量發動機標定工況活塞漏氣量。

4.6 每完成一步磨合進行機油取樣，機油取樣要求：機油取樣應在停機后2min內完成，且取油位置應在油底殼液面中部（采用專用工裝），不允許從油底殼底部取油;每次取油位置應相同。

4.7 發動機磨合完成后，進行拆檢評審：

1）拆檢數量：≥3臺。

2）拆檢部位：曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、活塞環外圓周、氣缸孔、上下側面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門桿、氣門導管孔。

3）檢查項目：多點磨痕、間斷磨痕、局部劃痕、異常劃痕、異常磨損、偏磨等，可通過對比拆檢判定以上異常由磨合工藝引起還是零件質量問題引起。

4）檢查人員：工藝總師、質量人員、工藝人員、設計人員。

4.8 拆檢完成后，將裝機前檢測的對應運動副重新進行送檢并記錄。

4.9 將抽樣的機油按照磨合步驟標識好送檢各金屬元素含量（鐵、銅、鋁、硅、鉛等）。

4.10 試驗后，機油濾清器進行復檢阻力及機濾雜質顆粒度。

5? ? 評價標準

5.1由于異常的清潔度拉傷，不同表面允許累計劃痕≤3條，單道瓦劃痕的總寬度（B）B≤0.4mm或極限深（H）H≤0.1mm，否則試驗需要重做。

5.2 不同磨合規范進/出水溫度和壓力、機油溫度（油底殼和主油道機油溫度）、機油壓力、排氣溫度、活塞漏氣量（實時監控測量）、機油濾清器雜質顆粒度等數據對比;磨合前/后整機倒拖摩擦功和活塞漏氣量對比、機油濾清器阻力對比。

5.3 根據不同磨合規范機油抽樣各金屬元素送檢對比結果，繪制不同磨合工況下的機油含金屬量變化曲線。

5.4 各運動副（曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、氣缸孔、活塞環外圓周、上下側面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門桿）摩擦表面磨合規范驗證前后輪廓度、粗糙度數據對比。

5.5 根據運動副（曲軸主軸頸和連桿頸、主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭孔、活塞銷、活塞銷座孔、氣缸孔、活塞環外圓周、上下側面、齒輪齒面、惰齒輪軸襯套、凸輪軸軸頸、凸輪和滾輪、凸輪軸軸瓦、搖臂軸、襯套、氣門桿、氣門導管孔）摩擦表面的磨損情況對摩擦副進行評分，具體如表2。

5.6 根據上述5.1-5.5點的評價要求，在磨合效果差異不大的情況下，優先選用磨合時間短，燃料消耗量小的磨合規范進行生產。

參考文獻：

[1]趙清旭，王敬戀，謝亮，等. 大功率發動機磨合規范淺談[J]. 柴油機，2015（2）：36.

[2]劉延振.汽車發動機的維修[M].北京：人民交通出版社，1990.

[3]蒙留記. 發動機大修后的裝配技術與冷磨熱試[J]. 汽車維護與保養，2002（9）：41-43.

[4]魏忠海. 發動機磨合試驗及其設備[J]. 農機維修，1994（6）： 23-24.

[5]陸志偉，盛宏達，孟繁锃.柴油機磨合及其規范探討[J].黑龍江科技信息. 2008，（21）.

[6]全國汽車標準化技術委員會. GB/T18297-2001《汽車發動 機性能試驗方法》[S]. 北京：國家質量技術監督局， 2001.