商用車鋼編管連接器密封性失效分析與措施

關鍵詞：商用車;管路連接器;氣密性

0引言

商用車裝配過程，氣路、油路需要使用大量的管路連接器進行連接組合形成氣油路系統，其中管管路連接器的尺寸精度和裝配控制都將直接影響到整車的氣密性，所以管路連接器裝配質量是整車裝配過程中的重點。隨著商用車市場的需求變化，車型升級換代快，流水線從以前的單品種大批量到現在的多品種小批量柔性生產發展，如何有效控制管路連接器裝配質量來滿足這種發展需求，就需要對管路連接器密封性不良的原因進行分析和驗證，形成一套有效的氣密性控制防范。本文以某輕卡車型鋼編管連接器為例，探討整車管路連接器氣密性保證的控制方法。

1目前裝配過程管路連接器控制手段的不足

商用車氣管連接器在裝配過程中，目前并無合適的自動化設備，純粹是依靠裝配者的技能和經驗，輔以適當的簡易定位工裝進行控制。手工作業在一致性上保證難度較大，特別是其中管路連接器力矩的控制不到位，往往就會導致管路連接器密封性失效，存在滲漏氣風。

2裝配過程驗證及失效模式分析

2.1驗證對象

鋼編管總成（打氣鋼管段）。

2.2驗證步驟

（1）根據鋼編管總成兩端管路連接器的位置高低，將其連接發動機段打氣鋼管的一端規定為上管路連接器，而其連接干燥器段打氣鋼管的一端規定為下管路連接器。

（2）車輛下線前排查兩個管路連接器的涂膠和纏生料帶情況，并測量兩個管路連接器的扭矩。

（3）對失效管路連接器采取增加扭矩的方式，先排除扭矩不足的影響因素。

（4）增加扭矩無效后，拆卸管路連接器查看管路連接器體內圓錐面的壓痕情況，判斷鋼編管是否裝配規范（鋼編管連接器端中軸線與連接器體中軸線所成角度是否過大，即鋼編管是否裝正）。

（5）其他情況的判斷：管路連接器配合面是否有異物進入，造成配合面存在間隙，導致漏氣。

2.3驗證使用工具的校準

（1）數顯扭矩扳手：編號為20153019，量程為20～100N·m。校準3次，結果分別為66.9N·m、66.0N·m;36.1N·m、36.1N·m;54.4N·m、54.0N·m，精度符合要求。

（2）開口扳手：19端（18.9mm、18.9mm、18.8mm）、22端（21.9mm、21.9mm、21.9mm），精度符合要求。

2.4驗證結果

（1）鋼編管總成連接器扭力值區間分布情況（測量43輛份數據），如表1所示。

（2）鋼編管連接器扭力值波動情況，如圖1所示。

（3）鋼編管總成連接器扭力平衡率

①上連接器扭力平衡率：69.4%;下連接器扭力平衡率：72.5%。

②上連接器實測扭力平均值：47.7N·m;上連接器實測最小扭力：30.0N·m;上連接器實測最大扭力：68.7N·m。

③下連接器實測扭力平均值：43.9N·m;下連接器實測最小扭力：22.1N·m;下連接器實測最大扭力：60.6N·m。

2.5失效率

共計檢測86個管路連接器的密封性，其中有3個出現滲漏氣，密封失效率為3.48%。

（1）鋼編管總成（未漏氣）連接器的力矩值區間分布如表2所示。

（2）失效車輛1：上連接器（涂膠，緊固力矩為34.2N·m）漏氣，連接器結合面壓痕未呈現等寬帶狀，右下部壓痕面積更大，其他位置幾乎無壓痕（圖2），判定是管路連接器未裝正，密封效果差。重新裝配鎖緊，緊固力矩為43.6N·m，未出現漏氣。

（3）失效車輛2：下連接器（無涂膠，緊固力矩為22.1N·m）漏氣，連接器結合面壓痕未呈現等寬帶狀，右下部壓痕面積更大，其他位置幾乎無壓痕（圖3）。判定是管路連接器未裝正，密封效果差。重新裝配鎖緊管路連接器，緊固力矩為48.8N·m，漏氣現象未消除，判定該連接器體永久形變。

（4）失效車輛3：上管路連接器（涂膠，緊固力矩為30.0N·m）漏氣，連接器結合面壓痕未呈現等寬帶狀，下部壓痕面積更大，其他位置幾乎無壓痕（圖4）。判定是管路連接器未裝正，密封效果差。重新裝配鎖緊管路連接器，緊固力矩為53.9N·m，漏氣現象未消除，判定管路連接器體永久形變。

3原因分析及措施制定

3.1原因分析

（1）根據采集到的失效管路連接器的圖片顯示，員工涂膠的位置為管路連接器體的外螺紋，并未覆蓋到管路連接器實際起密封作用的結合面（即直通管路連接器體的內圓錐面），故涂膠方式存在問題（密封膠未起到密封的作用）。

（2）按目前鋼編管總成裝配的工序劃分，鋼編管總成與發動機段打氣鋼管裝配方式限制，裝配時同時緊固打氣鋼管和鋼編管的連接螺母。通管路連接器體的中軸線重合，即兩者中軸線重合度不受控制，無法確保鋼編管連接器裝正，印證了該處管路連接器（上管路連接器）漏氣率高的情況。

（3）按目前鋼編管總成裝配的工序劃分，鋼編管總成與干燥器段打氣鋼管裝配方式限制，其鋼編管同樣存在懸空的情況。鋼編管連接器端和直通連接器體的中軸線重合度不受控制，即無法確保鋼編管連接器裝正。

（4）根據實驗結果的力矩數據，在未采用預置式扭矩扳手的情況下，其管路連接器的扭力值波動量較大，且上管路連接器和下管路連接器的扭力平均值低于工藝扭力參考值（55.0-65.0N·m），共存在84.9%的管路連接器，其扭力值低于55.0N·m，結合驗證發現鎖緊鋼編管連接器時施力較大，即驗證普通開口扳手（19～22）增加緊固力矩至55.0N·m存在較大困難（扳手的長度和受力部位的厚度決定了其功用的局限性），故需采用預置式扭矩扳手確保鋼編管總成連接器力矩的穩定性和大小。

3.2措施制定

（1）制作工裝（定位直通管路連接器體），對鋼編管先行分裝，形成鋼編管分總成（兩端帶直通連接器體）。

（2）鋼編管分總成與固定于工裝上的打氣鋼管連接，形成鋼編管打氣鋼管一體式總成后，再與干燥器連接。

（3）鋼編管分總成剩下的一端待發動機落裝后與發動機段打氣鋼管連接。

（4）鋼編管總成臨裝配前拆卸兩端的防塵帽，避免由于拆卸后長時間不用導致雜質污染管管路連接器，同時對配合的管路連接器體采取適當的防塵措施。

（5）通過一體式總成方案，原來4個漏氣頻次較高的聯接螺母（圖5），均能有效解決密封性不良的問題。

3.3效果驗證

實施以上方案之后，通過第二輪的保壓性能驗證，鋼編管連接器處的密封性有了明顯的提高，整車的保壓時間可達72h。通過55輛車的測試結果，失效率為0。

4總結

通過以上分析驗證，采取改善管路連接器裝配工藝及先后順序的控制方法，保證力矩符合工藝參數要求，能有效杜絕管路連接器滲漏的反復現象，保證了整車氣路的氣密性，提高了車輛整體運行安全性。