發(fā)動機(jī)總成密封試驗機(jī)設(shè)計方法

摘 要：動力總成密封性是保證發(fā)動機(jī)內(nèi)缸體壓力正常并有足夠動力輸出的基本條件，隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，對汽車關(guān)鍵部件穩(wěn)定、快速、保證質(zhì)量的裝配十分重要。發(fā)動機(jī)上有多處水道、油道，裝配后對其密封性進(jìn)行檢測顯得至關(guān)重要，在分析相關(guān)技術(shù)要求和參數(shù)及現(xiàn)場條件的基礎(chǔ)上，闡述一種汽車動力總成密封性測試設(shè)備的設(shè)計方法及注意事項，簡化了設(shè)備機(jī)構(gòu)，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：動力總成；密封性測試；封堵

在汽車制造過程中，動力總成的密封性測試是確保發(fā)動機(jī)性能和耐久性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。密封性試驗設(shè)備是發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線不可缺少的設(shè)備之一，該設(shè)備對于保證動力總成的質(zhì)量具有重要作用。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，對零件裝配效率、裝配質(zhì)量提出了更高的要求，需要確保動力總成各部件的密封性能達(dá)到設(shè)計要求，并減少泄漏對動力總成的性能影響。

動力總成密封試驗設(shè)備

1.設(shè)備功能

發(fā)動機(jī)動力總成密封試驗機(jī)的基本功能是對裝配完成的發(fā)動機(jī)動力總成的油腔、水腔（有時還有燃油腔）進(jìn)行密封試驗。設(shè)備主要是完成對發(fā)動機(jī)總成與外界相通的各點的封堵，泄漏測試由試漏儀完成。發(fā)動機(jī)總成常見的水道孔有：水泵管口、節(jié)溫器進(jìn)出水口和冷卻器進(jìn)出水口。發(fā)動機(jī)總成常見的油道孔有加油口、缸蓋進(jìn)排氣口、缸體兩側(cè)面的進(jìn)回油口及油標(biāo)尺寸口。

根據(jù)用產(chǎn)品的特點，發(fā)動機(jī)總成密封試驗機(jī)可分為兩種類型：自動和手動。因為發(fā)動機(jī)總成需要密封的位置分布很廣（前后端面、兩側(cè)面、頂面），所以自動式密封試驗機(jī)采用龍門式結(jié)構(gòu)，如圖1所示。對于手動式密封試驗機(jī)，因為有人工參與，為了不影響節(jié)拍，多分為三個工位來完成：裝封堵工裝工位、密封試驗工位和拆封堵工裝工位，如圖2所示。

2.設(shè)計前的工藝確認(rèn)

1）了解發(fā)動機(jī)裝配線的工藝流程，明確發(fā)動機(jī)總成密封試驗在工藝流程中的位置，了解此時發(fā)動機(jī)已經(jīng)裝配了那些外圍件等。

2）明確發(fā)動機(jī)總成密封試驗機(jī)需要封堵的位置，以及封堵位置的相對位置尺寸和形狀尺寸。

3）明確哪些封堵位置是油道，哪些封堵位置是水道，油道和水道各選定一個或是幾個通氣位置。

4）明確托盤、輸送線設(shè)計結(jié)構(gòu)。

自動壓裝機(jī)的設(shè)計

自動壓裝設(shè)備由基礎(chǔ)定位部分和功能部分組成。

（1）基礎(chǔ)定位部分 包括床身、托盤定位裝置。

1）托盤定位裝置是自動機(jī)床的基礎(chǔ)，因為只有托盤定好位以后，各封堵位置的相對位置尺寸才可以確定，才可以進(jìn)行后序工作。

2）床身設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛性進(jìn)行，選用合適的板材、型材焊接加工而成。

（2）功能部分 即封堵裝置，封堵裝置主要由驅(qū)動部分，導(dǎo)向部分和密封墊組成。由于發(fā)動機(jī)總成密封試驗機(jī)的試驗壓力低（通常水道0.5bar，油道0.3bar，1bar=1×105Pa），驅(qū)動部分主要采用氣缸，導(dǎo)向部分采用直線軸承結(jié)構(gòu)可以滿足使用要求，密封墊采用聚胺脂，邵氏硬度取50～60SA。

自動壓裝機(jī)設(shè)計注意事項見表1。其封堵力F的計算如下

F=F1+F2

式中 F——封堵力，單位為N；

F1——工件腔體內(nèi)的反作用力，單位為N，F(xiàn)1=PS

（P為測試壓強(qiáng)，S為封堵口面積）；

F2——壓縮聚胺脂所需要的力，通常取60～80N。

手動設(shè)備的設(shè)計

（1）基礎(chǔ)部分 包括標(biāo)準(zhǔn)配置和輔助配置。標(biāo)準(zhǔn)配置主要是選用手動工位常用的一些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。輔助配置是根據(jù)需要選擇本設(shè)備需要的氣動工具，電動工具以及懸掛裝置等。

（2）功能部分" 封堵工裝主要是針對各封堵位置的特性做的一些密封工裝。根據(jù)發(fā)動機(jī)常見的封堵位置的形狀，可分為如下幾類。

1）進(jìn)排氣面。進(jìn)排氣面的封堵是利用進(jìn)排氣側(cè)的螺釘孔，采用一個封堵板的形式來進(jìn)行密封，如圖3所示。

2）缸體油口——光口。這種情況下采用脹堵方式封堵油口內(nèi)孔，如圖4所示。

3）缸體油口——螺紋孔。這種情況下采用螺堵加O形圈的方式封堵油口螺紡孔，如圖5所示。

4）帶卡箍的水管口（常見水泵和節(jié)溫器）。這種情形下有兩種密封方式：一種是封堵內(nèi)孔方式，也叫脹堵方式，同缸體油口——光口；另一種是利用水管的卡箍封堵水管端面，如圖6所示。

5）直管。這種情形下采用封堵外徑的抱緊方式，如圖7所示。

結(jié)語

本文基于現(xiàn)場的實際需求，通過大量現(xiàn)場驗證總結(jié)給出的上述設(shè)計思路及方法，實現(xiàn)了自動化作業(yè)，提高了自動化程度、裝配效率和裝配質(zhì)量，降低了勞動力成本，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，市場前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尹源，黃偉峰，劉向鋒，等. 機(jī)械密封智能化的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展趨勢[J]. 機(jī)械工程學(xué)報，2021，57（3）：116-128.

[2] 宋鵬云. 螺旋槽干氣密封端面氣膜壓力計算方法討論[J]. 潤滑與密封， 2009，34（7）：7-9，17.

[3] 盛尊詳. 非接觸式機(jī)械密封在輕烴泵上的應(yīng)用研究[D].山東東營：中國石油大學(xué)， 2006.