气门管座压装的质量控制

气门管座压装的质量控制

韩阳张俊宇

哈尔滨东安汽车动力股份有限公司黑龙江省哈尔滨市150066

摘要：本文通过对气门导管、气门座压装原理的深入剖析，阐述了气门座压装缝隙、压装深度超差两种典型质量故障及其解决办法，此两种故障都属于恶性故障，从日常生产中必须要严格控制，杜绝其发生。目前，我单位采用的压力曲线在线检测方面取得了一定成绩，此方式能够很好的控制所压装产品的质量，能够在线主动发现不合格产品，并发出报警信号，极大的减少了操作人员的劳动强度，大幅提高了压装质量，为质量稳定奠定坚实基础。

关键词：气门导管气门座压力曲线气门座缝隙压装深度

气门管座压装的质量控制

一、前言

随着合资品牌、自主品牌汽车发动机企业竞争日益激烈，各企业都在努力减少自己产品的质量损失（CPU），增大自己的利润，使企业在市场竞争中处于领先地位。

在发动机三大核心部件缸体、缸盖和曲轴的质量控制要求更为严格，其中缸盖在气门管、座压装过程中暴露的问题相对更困扰车间。近些年来，我们在日常生产过程遇到以下两种质量典型故障：气门座缝隙、气门导管深度超差，经过大家坚持不懈努力，问题得以解决。

二、典型压装质量分析

现代企业在生产发动机缸盖时，压装气门导管及座圈基本都是采用常温过盈压装工艺，过盈压装工艺本身压装力随着压装的过程变化而变化。由于受现场设备、夹具、环境等因素的影响，压装质量易出现波动，而较典型的故障属气门座压装缝隙和导管压装深度超差，下面将详细阐述两种典型故障的解决措施。另外，压装后引起的较严重的“次生”灾害就是本体裂纹故障，此故障后续也将有个初步的分析。

2.1气门座压装缝隙

故障现象：气门座压装后，座圈（粉末冶金）与缸盖本体（铝合金）存在缝隙（缝隙应小于0.02mm）。此种故障隐蔽性强，只有在发动机工作一段时间后，因气门不断敲击座圈，使其逐渐“复位”，最后出现缸压过低报警时被发现。

2.1.1气门座压装控制原理

常用的压装的动力系统有气液增压系统、液压系统和伺服系统，每种类型系统都有着各自的优缼点，不过在压装控制原理上各主机生产厂家均会采用压力反馈控制法，即当气门座压装完成后，系统得到设定压力的反馈，认为压装真正完成，压头返回原位。实现压力反馈有两种常见的方式：一是压头在压装过程中，接触到预先设置好的限位块（死档铁），建立起压力反馈；二是压头所带的气门座与工件底孔完全接触后，建立起压力反馈。如何控制好压装质量，选择一种相对适合的控制系统很重要。

2.1.2气门座压装质量的控制方法

为了提高气门座压装可靠性，本次介绍一种全闭环压力—位移曲线监控系统，来实时监控压装过程，如压装过程出现异常，系统自动发出报警，操作人员对异常工件进行相应检查和处理，确保压装质量处于受控状态。气门座压装过程的压力位—移曲线见附图1。

如上图每一条颜色的曲线代表一次气门座压装的过程，序号①-⑦代表各控制线，如超出控制线，系统会自动报警。其中各控制线含义如下：

①压装开始位置。

②压装力检测点。

③、⑤之间距离是压装完成位置检测带宽。

④压装完成位置。

⑥压装完成压力。

⑦压装开始压力。

从附图1可以看出，在气门座压装过程中，总计设置了七个检测点来监测压装过程压力、位移是否存在异常。其中①、④之间的距离是气门座压入的距离；③、⑤是终完成位置的检测带宽，如果最终压装位置没有在这个区间，说明气门座可能没有压装到位；另外，在②处增加的检测点尤为重要，它能够检测出压装完成前的一刹那压力是否有异常，来判断其压装质量。当然所有上面的数据是否符合实际情况，需要在生产实际过程中加以验证和修证，如附图2所示，采集一定数量的压装数据后在对各个点加以设定，避免产生严判和误判。

附图2.气门座压装压力—位移曲线集合

2.2气门导管压装深度超差

气门导管压装深度超差会导致烧机油，严重的将导致无法完成装配。导管的压装原理与气门座原理相同，基质量控制上略有差异。在压装深度控制也是采用压力反馈的方式：一是压头在压装过程中，接触到预先设置好的限位块（死档铁），建立起压力反馈；二是压头端面与工件特定平面接触，建立起压力反馈。有效反馈发生后即认为压装完成。

2.1.1气门导管压装工艺

谈起气门导管压装，不得不说一下导管压装的涂油工艺，现在有很多主机厂在压装过程中均采用涂油工艺，生产过程我们做过对比实验来说明两种不压装工艺的特点。从附图3可以看出，未涂油的压装压力要明显高于涂油压装的导管，压装峰值压力相差2kN左右。在此要说明一下，实际压装涂油工艺在减少导管在压装过程中的摩擦力，并不能减小因过盈量大小而决定的压装力，对于同一批次工件和导管来讲，涂油工艺会对压装过程有一个良好的改善。

附图3.导管压装压力—位移曲线

2.1.2导管压装深度的控制方法

导管压装质量控制与气门座压装控制原理相同，其在压力—位移曲线控制方面有一个改进之处。其中各点控制线(附图3)的含义如下：

①压装开始位置。

②压装力检测点1。

③压装力检测点2。

④、⑥之间距离是压装完成位置检测带宽。

⑤压装完成位置。

⑦压装完成压力。

⑧压装开始压力。

所提到是改进之处是在压装即要完成之前增加两处压力点检测位置，来判断压装过程是否存在异常。根据经验来讲，一般④、⑥设置的公差为±0.5mm。如果出现底孔孔径过大的工件，就会出现如附图4的图形，当然在压装气门座时也是如此。

附图4.导管孔径大压力—位移曲线

三、结束语

如何提高气门管、座的压装质量，首先要对压装的原理及控制方法要有深入的了解，做到出现质量问题时，能够从根源解决问题，所以这种方式是一种被动解决问题的方式。本文所讲到的压力—位移曲线是一种主动防错的机制，能够在产品压装过程中，主动判断出质量异常的工件，避免产生较多数量的超差品。进而提升企业质量控制水平，在激烈的市场竞争中立于不败之地。