某款發動機機油壓力傳感器安裝孔漏油問題改進

胡廣 白奎 喬彥超 劉昌鹍 黃笑笑

摘要：某款3缸發動機在熱試磨合后，缸體機油壓力報警器安裝孔漏油問題，經確認機油壓力報警器安裝孔出現裂紋，導致機油流出。經分析原因為機油壓力報警器擰緊螺栓為錐螺紋，擰緊末期對螺紋孔進行擠壓，徑向力達到破壞力矩，安裝孔出現裂紋，導致機油泄漏。

Abstract： After a certain 3-cylinder engine is run in by hot test，The oil pressure alarm mounting hole of the cylinder body leaks oil， It is confirmed that the oil pressure alarm mounting hole is cracked， It causes the oil to run out. After analysis， the reason is that the oil pressure alarm tightening bolt is taper thread， Extrude the threaded hole at the end of tightening， The radial force reaches the breaking moment， A crack in the mounting hole caused an oil leak.

關鍵詞：發動機;機油壓力報警器;螺紋孔;漏油

Key words： the engine;oil pressure alarm;threaded hole;oil leak

中圖分類號：U472.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0075-02

0? 引言

汽車在運行過程中，會存在各類的異常問題，漏油問題是其中比較典型的，微小漏油會對使用感受產生影響，當機油泄漏一定程度時，會影響發動機異響及拉瓦問題，最后造成發動機報廢，所以漏油問題在發動機需要避免，本文對某款發動機機油壓力報警器安裝孔漏油問題進行剖析。

1? 問題描述

某款3缸發動機在熱試磨合后，缸體機油壓力報警器安裝孔漏油問題，漏油部位如圖1所示。

2? 原因分析

2.1 故障確認

①對裝機前擰緊數據進行調查，安裝力矩要求15-18N.m，實際擰緊力矩為16N.m，無異常;②發動機整機試漏合格，無異常;③報警器：報警器外部結構完好，螺牙無損壞問題，螺紋規格滿足要求，如圖2所示;④螺栓孔：螺紋孔內螺紋無滑絲亂牙問題，但螺栓孔口部位存在異常裂紋，螺紋延申至第四個螺牙部位，如圖3所示。

結論：機油壓力報警器螺紋存在裂紋，油道內的機油無法封堵，通過螺紋裂紋流出，導致發動機漏油。

2.2 故障分析

通過零部件拆卸分析，發現螺紋孔存在裂紋，對裂紋產生原因分析如下：

①螺紋孔位置：通過三坐標分析，螺栓中心與螺栓搭子中心偏差滿足要求，無嚴重偏心問題;

②擰入深度分析：機油壓力報警器（如圖4所示）正常安裝后，機油壓力報警器螺紋根部大端面與缸體螺紋孔端面距離6±1mm，實測5.1mm（如圖5所示），間隙滿足要求，螺栓選入深度無異常;

③缸體材質分析：對安裝搭子硬度進行分析，硬度要求180-230HBW，實際檢測為191HBW，硬度符合要求，金相組織A型石墨4級，珠光體含量98%，滿足要求;

④擰緊配合分析：如圖4所示，報警器螺紋形式為錐螺紋，在擰緊過程對孔螺紋產生擠壓，存在徑向力，當孔應力達到孔壁承受極限情況下，螺紋孔存在產生裂紋的風險;螺紋擰緊試驗：取5臺缸體，若干新的機油壓力報警器，每個缸體分別進行16N.m、18N.m、20N.m、25N.m、30N.m、40N.m擰緊試驗。5臺缸體螺紋均在20N.m擰緊的時候產生裂紋，且每次擰緊后報警器端面到螺栓搭子端面的距離依次減小1mm，說明存在擴孔擠壓現象;

⑤故障批次確認：通過排查，發現故障發動機均通過性能臺架的抽檢磨合，臺均存在更換機油壓力報警器的環節，對報警器更換工藝進行分析。

冷試前：安裝工裝機油壓力報警器，力矩8±1N.m，如圖6所示。

冷試后：安裝機油壓力報警器，力矩16.5±1.5N.m，如圖7所示。

性能臺架抽檢：更換三通工裝機油壓力報警器，力矩16±2N.m，如圖8所示。

性能臺架抽檢試驗后：更換原機機油壓力報警器，力矩16.5±1.5N.m。

結論：通過對故障批次進行分析，故障批次均與性能臺架多次對螺栓孔進行擰緊有關;

擰緊試驗結果與擰緊分析一致，錐螺紋在擰緊時對直螺紋孔產生徑向擠壓，多次擰緊容易導致螺栓孔產生裂紋。

3? 整改對策

對螺紋孔增加沉孔（如圖9所示），沉孔存在釋放應力效果，防止錐螺紋擰緊時對螺紋孔口邊緣產生過度擠壓，避免裂紋的產生。

4? 效果驗證

①擰緊驗證：準備5件增加沉孔的缸體按照上文進行擰緊試驗，擰緊至40N.m螺紋孔仍然完好，無裂紋問題，整改效果明顯。②耐久試驗：通過2臺800H耐久試驗，無泄漏問題，整改有效。

5? 結論

錐螺紋與直螺紋配合后，多次擰緊存在對孔口徑向擠壓的弊端，通過對螺紋孔口增加沉孔方案進行規避，端面沉孔對錐螺紋擠壓孔口應力進行釋放，有效解決擰緊裂紋問題。

參考文獻：

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