發動機活塞銷壓裝故障淺析

摘 要：本文基于樹狀圖與尺寸鏈分析的概念，系統的分析了活塞銷壓裝故障率高的原因，針對性地闡述了提升壓裝合格率的方法。通過實際驗證從制造環節上規避裝配缺陷，減少了設計成本與不必要的制造浪費。

關鍵詞：發動機;活塞銷;尺寸鏈;拉缸;燒蝕

0 引言

本文針對活塞銷連接活塞與連桿過程中出現的活塞無法靈活轉動問題進行系統分析，提升了活塞銷一次裝配合格率，避免了制造的浪費。

通過圖紙分析，此發動機活塞連桿組裝結構是通過活塞銷與連桿的過盈配合來完成連桿與活塞的連接。但在裝配過程中，經常會出現活塞卡死無法旋轉的問題。具體尺寸如下：活塞銷外徑尺寸為：Φ23.002--23.005;連桿小頭內徑尺寸為：Φ22.974--22.985;活塞孔內徑尺寸為：Φ23.013--23.016;活塞銷與連桿小頭屬于過盈配合連接;活塞銷與活塞之間屬于間隙配合，單邊最小間隙為0.004 mm。

1 原因分析

應用頭腦風暴法與排除法，梳理10個末端因素并進行逐一分析：

1.1 活塞銷未涂油

通過檢驗員現場檢查1000例活塞銷壓裝過程，涂油過程未發現不規范操作。

1.2 定位銷磨損

對定位銷進行直徑標準值Φ12.1-φ12.3與表面粗糙度標準值1.6進行檢測如下，直徑：12.1、12.2、12.2;表面粗糙度：1.4、1.5、1.4。檢測結論滿足標準要求。

1.3 定位銷與底座同軸度不足（標準值：0.001）

跟蹤檢測定位銷與底座同軸度如下：0.0010、0.0007、0.0008、0.0008、0.0009、0.0008、0.0008、0.0007、0.0008、0.0008。因此將定位銷與底座同軸度不足確定為要因。

1.4 底座彈銷損壞

由設備維護工程師對底座彈銷進行檢測確認，彈銷合格。

1.5 活塞銷加工精度不足

檢測8組活塞銷外徑標準值Φ23.002-Φ23.005，檢測值如下：23.004、23.005、23.003、23.005。活塞銷抽檢合格。

1.6 連桿加工精度不足

檢測8組連桿小頭內徑標準值為：Φ22.974--22.985，檢測值如下：22.974、22.975、22.974、22.974。連桿小頭內徑檢測合格。

1.7 活塞銷與連桿過盈配合余量偏小

通過對8組活塞銷外徑與連桿小頭內徑尺寸進行隨機配對，發現存在配合公差超過了標準值（-0.028～～0）的情況，確定為要因。

1.8 零部件材料變更

確定圖紙，材料未發生變更。

1.9 活塞上下面放反

由于工裝上有防錯卡，如果活塞上下面放反，設備將無法壓裝。

1.10 連桿小頭存在雜質

由于連桿屬于5C件，100%過清洗機清洗;通過發動機公司對連桿清潔度檢測，滿足要求。

通過對10個末端因素進行分析，確認如下潛在要因：（1）定位銷與底座同軸度不足;（2）活塞銷與連桿過盈配合余量偏小。

2 潛在要因分析

2.1 定位銷與底座同軸度超差

確認方法：使用對中儀測量。確認標準：設備同軸度為0.001。

執行措施：每天生產前對設備壓頭與底座同軸度進行調整，滿足標準要求。

確認結論：設備同軸度存在波動，跟蹤調整后，驗證100臺發動機，壓裝故障率有所下降。

2.2 活塞銷與連桿過盈配合余量超差

確認方法：尺寸鏈計算。確認標準：-0.028～～0。

執行措施：對故障件進行拆解檢測，活塞銷外徑與連桿小頭內徑均在公差范圍之內;但計算配合公差均超過了標準值要求。

通過分析與驗證，得出影響活塞銷壓裝故障率的末端因素是：活塞銷與連桿過盈配合余量超差（標準為0～～-0.028，實際測量計算全部超出了-0.028），造成活塞銷表面劃傷，從而導致活塞銷與活塞連接的卡滯問題。

因此必須確保活塞銷通過連桿小頭的盈余量在標準范圍之內，消除活塞銷表面劃傷造成的活塞卡滯現象。

3 制定對策

（1）對活塞銷進行冷卻，增加活塞銷通過連桿小端的尺寸余量。 ? 對活塞銷進行冷卻，冷凍后的活塞銷表面存在薄霜，長時間室內放置會滲出小水珠，存在生銹的風險。取消實施。

（2）對連桿小頭進行加熱，增加活塞銷通過連桿小端的尺寸余量。對連桿小頭進行加熱，利用加熱設備對連桿小頭進行加熱：溫度為60℃～80℃，加熱時間為4s，保溫時間為4s。

檢測10組活塞銷與連桿小頭直徑，活塞銷直徑均在公差范圍之內（標準：Φ23.002--23.005）;但由于加熱處理，連桿小頭的直徑均偏于上限（標準：Φ22.974--22.985），活塞銷與連桿小頭配合尺寸如下：

活塞銷（上/下）與連桿小頭孔配合尺寸均在標準范圍-0.028～～0之間。通過驗證活塞銷壓裝故障率有了顯著的降低。

4 結語

隨著汽車行業的發展，尺寸鏈分析與工藝優化的應用越來越重要。通過工具的應用，可以提高產品裝配的合理性，減少產品制造過程中的反復整改。

參考文獻：

[1]王雙枝.尺寸工程在汽車行業中的應用[J].汽車工藝與材料，2014（10）.

[2]郝福強.汽車尺寸工程的研究與應用[J].商品與質量，2017（04）.

[3]失效模式與后果分析[M].福特與通用汽車公司，2008版，2008年7月.