汽车发动机缸体和缸盖的清洗技术讨论和管理维护

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.08.060

汽车发动机缸体和缸盖的清洗技术讨论和

管理维护

朱志，周壮，陈新鑫

（大连智云自动化装备股份有限公司，辽宁 大连 116036）

摘 要：论文介绍了在汽车发动机装配过程中，缸体和缸盖的清洗技术的组成、大概结构以及相关内容。阐述了PLC系统在清洗设备和装配线整体中的应用，以及清洗设备后期的检查和维护重点。随着国内企业越来越重视发动机相关技术的发展，对装配过程中的清洁度要求也越来越好，相应的清洗技术和设备也需要提升和改进。 关键词：清洗；电气控制；管理维护

中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)08-188-03

Discussion on cleaning technology and management and maintenance

of engine block and cylinder head

Zhu Zhi, Zhou Zhuang, Chen Xinxin

( Dalian Zhiyun Automation Equipment Co., Ltd., Liaoning Dalian 116036 )

Abstract: This paper introduces the composition, general structure and related contents of the cleaning technology of cylinder block and cylinder head in the process of automobile engine assembly. This paper expounds the application of PLC system in cleaning equipment and assembly line as a whole, as well as the later inspection and maintenance of cleaning equipment. With the development of engine related technology, domestic enterprises pay more and more attention to the cleanliness requirements in the assembly process, and the corresponding cleaning technology and equipment also need to be improved.

Keywords: Clean; Electric Control; Electric Control

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)08-188-03

引言

发动机作为汽车上的核心部件，要保证其充分发挥性能，首先就要保证在发动机组装过程中保证发动机缸体和缸盖的清洁性，在此基础上，才能按照相应的工艺要求装配出优秀可靠的发动机。清洗设备作为发动机装配线上必不可少的一部分，在汽车生产商对发动机日益严格的要求下，越来越体现出其重要性。

作者简介：朱志，就职于大连智云自动化装备股份有限公司。

1 发动机缸体和缸盖清洗前需确认的问题

根据各公司生产工艺的不同，发动机缸体和缸盖的清洗工序和方式也不同，需根据各公司的实际情况，确认缸体、缸盖需要清洗的位置，需清理的主要污染物，和生产工厂的环境要求等。

1.1 确认缸体和缸盖的清洗位置

通常情况下，发动机缸体和缸盖完成初加工后，需根据相应要求进行第一次清洗。清洗部位包括缸体和缸盖的主要外表面，以及后续工位需要装配的部位，例如凸轮轴盖安装

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朱志 等：汽车发动机缸体和缸盖的清洗技术讨论和管理维护

孔，导管和座圈的压装孔等等。

在缸体和缸盖完成大部分后续装配后，需根据相应要求进行二次清洗。清洗部位包括凸轮轴孔、主油道孔和主要外表面等等。

1.2 确认缸体和缸盖上的主要污染物

通常情况下，一次清洗设备负责清理初加工后，缸体和缸盖表面和腔体内残留的飞边毛刺和切削液。根据飞边毛刺残留位置和残留切削液的种类，确定清洗方式和制定工序。

二次清洗设备负责清洗在后续装配操作中，缸体和缸盖上残留的机油、润滑油等污染物，以及新装零配件上可能残留的飞边毛刺等等。

1.3 确认工厂的工作环境和噪声管理

缸体和缸盖在进行清洗作业时，会使用大量的水源和气源，需确认设备所在厂区能提供足量的起源和水源。在清洗过程中，设备内部会有飞尘和气雾的产生，需做好收集和排除装置，做好集雾和防渗漏的措施，保证设备准确运行的情况下，不能污染工厂环境。同时清洗设备也会产生噪音，需要在清洗设备的防护上，考虑增加吸音棉等有效降噪措施，不要影响设备人员的正常操作。

2 发动机缸体和缸盖的清洗方式

根据清洗位置和污染物的不同，结合公司的工艺要求，合理选择清洗方式和工序。主要包括以下几种方式。 2.1 去除飞边毛刺

通常情况下，首先进行去除飞边毛刺作业。当前去飞边毛刺的高新技术比较多，例如密镭强力超声波法、冷冻法、热爆法、磨粒流法等，且在一定领域有了很好的应用。但是考虑成本和实际应用等因素，目前在汽车发动机装配线上是毛刷和高压水配合使用去飞边毛刺的方式。

根据位置的不同，可分为去除表面飞边毛刺和孔位飞边毛刺。两者都是驱动毛刷等磨料物，先对要求的位置进行处理，主要目的就是清理比较坚固的飞边毛刺。毛刷材质包括氧化硅、氧化铝曲丝以及不锈钢丝等，根据清洁度要求和缸体、缸盖的材质情况，决定毛刷使用材料，且根据清洁孔位的孔径和深度决定毛刷杆的材料和驱动方式。

再通过桁架或柔性机器人把缸体、缸盖放置入高压水清洗工位，在清除残留飞边毛刺的同时，通过水流将附着在缸体、缸盖表面的金属屑冲出。此时需要注意，因需要长时间在潮湿环境且直接进入水液环境中，桁架和柔性机器人的必须考虑防护和防锈问题。清洗工位和夹具也需要根据不同的使用要求选用奥氏体不锈钢（通道体、防护板等）、马氏体不锈钢（定位销、支撑柱等）和铝合金（夹臂等）等防锈能力强的材料。

2.2 清理表面污染物

清洗表面污染物主要的媒介是水，但根据不同的污染物情况，清洗作业时需添加不同成分和浓度的清洗剂，通常情况下添加弱碱性清洗剂。根据清洗位置的不同，分为整体絮流清洗和定点定位清洗。通常情况下，先进行整体絮流清洗，再对重要表面和复杂孔位进行定点定位清洗。清洗时可以通过调节水压和温度，使清洗效果更加理想。

此时需要注意，整体絮流清洗工位和定点定位清洗工位都需要使用大量的水源，来对缸体和缸盖进行清洗。这时就要做好防护和引流装置，防止水液溢出。如果设备有加压和加温装置，清洗过程中也会有水气雾的产生，需要做好集雾装置。

2.3 吹干和干燥处理

清洗后的缸体和缸盖，表面和孔内必然残存水液。自然风干会影响工作节拍，风干后的水渍也会影响后序的装配质量。所以清洗后的缸体和缸盖必须经过吹干和干燥处理。通常情况下，汽车发动机装配线上并不使用高温蒸发的干燥方式，而是先使用柔性机器人或翻转装置进行控水，再通过高压风刀和喷嘴盒，按照事先安排好的工艺顺序有规律的对缸体、缸盖表面进行一次吹干处理。之后使用柔性机器人带动特殊的针型喷嘴，对深孔位、腔体内部二次吹干处理。

之后通过输送辊道将缸体、缸盖放入真空室，用真空泵逐步抽真空的方式，使得缸体、缸盖上残存的水分产生气化现象，让工件达到真正的干燥。为保证后序生产要求真空干燥后的缸体、缸盖会最后进行冷风降温处理，在密闭环境下，通过冷风循环的方式，使工件降温。

此时需要注意，吹干处理各工位都需要使用大量的气源，气源来自厂区的压缩空气，通过设备中的储气罐、调压过滤装置来供给吹气，要保证气源压力稳定，同时也要做好流液收集和集雾处理。真空干燥室和冷风降温室，要做好密封处理和保证气体合理循环。

3 电气控制系统描述

3.1 自动/半自动工位设备

发动机缸体和缸盖在清洗过程中最关键的是搬运、去飞边毛刺、漂洗、吹干等工位采用自动/半自动设备进行，这些工位主要包括测量工位、清洗工位、搬运工位等。这些设备在运行的过程中使用独立的PLC设备进行控制，通过现场总线网络通讯模块对设备进行控制，包括设备运行的逻辑性控制、设备运行数据的采集、区域设备的控制以及相邻两个设备之间信息的流通等。

清洗工位：包含缸体和缸盖表面和孔内的去飞边毛刺设备、整体清洗设备、定点清洗设备等。主要对缸体和缸盖表面进行不同的清洗动作。清洗的速度、轨迹都可以通过PLC

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汽车实用技术

进行合理的控制。也可以完成相似的缸体、缸盖清洗间，不同作业的转换。

搬运工位：主要包含翻转设备，柔性机器人和桁架工位等。每一台搬运设备之间的距离可以合理的控制，搬运速度可以根据实际的生产情况进行有效的调控，升降高度等可以采用伺服电机进行准确定位。这样就可以通过使用辅助设备以及伺服设备进行定位，有效完成不同机型之间的转换。 3.2 数据采集装置

为了能够有效地保证清洗数据以及设备状态可靠性的收集，各工位配置了RFID无线读写装置。配合缸体、缸盖上的二维码/条形码进行准确的读取，并将收集的数据以及发动机的ID型号逐一进行对应，并反馈给服务器。

系统需要对设备进行实时的监控、运行数据的采集、生产情况进行全过程记录等。在清洗的过程中，结合装配总线反馈的数据，将计划、生产、装配以及生产质量等信息进行合理的整合。这样，在发动机生产线上的清洗过程中，需要将清洗设备的控制变得更加智能化、柔性化，有效保证发动机装配质量。

整个系统在信息传输过程中主要有两种方式：（1）检测清洗设备运行过程时，需要保证设备数据的实时传输。在设备运行的时候直接将测量得到的数据有效地传输到服务器里面，包括气检到的工件状态、水源和气源的流量等。（2）条码扫描数据准确的传输和正确的对应，将零部件的信息通过扫描的方式传输到设备的服务器里面，这直接影响后序的清洗动作。

4 清洗设备的管理与维护

4.1 需要维护和定期处理的位置

4.1.1 供水和排水系统

通过液位计检查水箱内的储水情况，了解高压泵和过滤泵等的状态。及时处理布袋过滤器内过滤出的金属屑等杂物，及时处理浮油排除装置清理出的废液。

4.1.2 各清洗工位

主要查看去飞边毛刺工位和高压清洗工位。查看是否有

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金属屑未及时排出堆积，影响设备运行；喷嘴盒和针型喷嘴等是否有腐蚀影响到排量；是否有因锈蚀或安装不当等导致工位渗水等等。

4.1.3 各主要密封位

主要查看各处主要执行位的密封垫、O型圈等是否有腐蚀、破损等情况，残存的润滑脂粘附，可能会融化并且胶结积碳，会影响执行位的磨损情况，影响密封垫、O型圈的弹性。 4.2 质量监控

缸体和缸盖外形复杂，需要清理的表面和孔位多样且不确定因素多。主要需要监控四个部位情况：毛刷的磨损和缺失情况、流量变化情况、温度变化情况以及最后清洗效果检测。这四个部位，可以通过系统自动检测，但也需要工作人员加强关注。

因为发动机装配工位种类繁多，在装配过程中不确定因素很多，出现问题也有可能影响到清洗设备。所以在每一天发动机装配线、每一个工艺进行更改的过程中，工作人员需对清洗设备的清洗工艺进行严格的检查，并做好相应的防错处理。

5 结语

综上所述，发动机缸体和缸盖在清洗过程中新技术、新工艺的不断出现、清洗设备也在不断向着数字化、智能化的方向发展。未来，汽车发动机也会更大的改进和发展，对清洁度要求也会越来越严格。所以，发动机装配过程中的清洗技术，必须要与时俱进，使用新的技术来更好的适应科学技术的快速发展。

参考文献

[1] 张小林.浅析汽车发动机装配线规划设计[J],装备制造技术,2008

(12):151-152.

[2] 黄炜.PLC在工业自动化控制应用的探讨[J],工程技术,2017.10.