汽车清洁度检测技术的现状及发展趋势

1引言

　　清洁度控制,是保证产品在生产过程中符合质量要求的重要环节。国内外大量资料表明,若产品不清洁,则直接影响其性能和寿命。如忽视产品的清洁度,即使用几何尺寸符合图纸要求的零件进行装配,也会装出劣质产品。因此,企业应在抓好质量管理的同时,提高对产品清洁度的认识,象公差,技术要求一样,在生产线上有一套保证清洁度的体系,以确保产品的质量。

2进行清洁度控制的重要性

　　2.1清洁度对产品性能的影响

　　液压气动装置被广泛应用在各种汽车上,所以,保证液压气动系统管路畅通无阻,也是汽车清洁度的一个重要部分。否则,汽车性能的有效发挥将受影响。例如.燃油管路堵塞.造成发动机起动困难或功率不足:润滑油路堵塞.导致机油压力不足或无压力.使运动副之间摩擦力增大,发动机不能发挥有效功率,甚至引起拉缸故障;制动管路堵塞,将减低制动效果,或造成制动失灵。

　　2.2清洁度对整车寿命的影响

　　一切机械产品都是由人直接或间接使用、操纵和管理的。毫无疑问.为保证整机的使用寿命.清洁度除了要研究整机之外,还要研究由人,物、环境和机器组成的系统。例如,为了保证汽车的使用寿命,只从汽车本身来研究保证长期使用寿命是不够的,还要分析驾驶员操纵是否得当.使用的燃料、润滑油、工作液是否洁净.使用环境是否符合设计要求,有没有进行定期保养等等。国内某厂做了一次清洁度对发动机寿命影响的试验,该厂生产的柴油机在做好零件和整机清洁度后,寿命提高了一倍以上。另外,液压、气动系统的故障,至少有75厂是由于系统有杂质而造成的。这些杂质包括:

　　1.残留杂质,指存在于零件上虽经加工、清洗仍未除掉的杂质,如铸件的型砂,锻件非加工表面的氧化皮、毛刺、切屑:以及工作液、润滑液中的机械杂质等等。这些杂质经过产品的运转、振动,工作液或润滑油的杂质,经浸泡进人摩擦副、传力副,损坏产品。

　　2.混人杂质.装配、使用、维修过程中混入系统内部杂质,如尘埃、有机物残渣及其它有形杂质等。

　　这些杂质通过工作介质,工作油、润滑油的飞溅、冲刷、浸泡.危及产品3.生成杂质,包括磨损产生的磨粒、磨屑、润滑油中添加剂的烧损或析出物等。当它们侵人摩擦副后同样会加速产品的磨损过程。可见.清洁度对整车寿命影响极大。

3清洁度控制的原理及方法

　　3.1汽车清洁度

　　零件、总成和整车的清洁度,是由规定部位采集到的杂质微粒的质量、大小和数量来表示。通常以g/件为单位。对产品清洁度检查目的,在于用规定的方法.从零件、总成和整车在加工、清洗、装配等生产过程中的各个环节分别采集到的杂质,经过分析,找出原因,从而采取可行措施将杂质控制在一定范围内,保证产品的性能,延长产品的使用寿命。

　　3.2清洁度分类

　　常用的清洁度有毛坯清洁度,零件清洁度,快速不解体清洁度,解体清洁度,装配清洁度等。

　　a.毛坯清洁度:用规定方法从毛坯规定部位采集到杂质的质量来表示。

　　b.零件清洁度:用规定方法从零件规定部位采集到杂质微粒的质量、大小和数量来表示。

　　c.快速不解体清洁度:用规定方法测定经磨合,而不解体的总成或整车的清洁程度。

　　d.解体清洁度:用规定方法从经磨合的总成或整车解体后的规定部位采集到杂质微粒的质量、大小和数量来表示。

　　e.装配清洁度:用规定方法从不经磨合的总成或整车解体后的规定部位采集到杂质微粒的质量、大小和数量来表示。

　　3.3清洁度的测定

　　零件清洁度的测定,可直接反映零件在加工过程中清洗、防锈、输送、去毛刺等工艺上存在的问题,以便采取控制措施。试验表明,经过两次清洗后装配的汽油机五大件比未清洗的污物平均减少30mg。可见,零件的清洗对清洁度影响非常大。解体清洁度反映总成和整车的清洁度,正如控制积累误差一样,因总成、整车的清洁度是靠零件的清洁度来保证的,而零件的清洁度最后又反映到总成、整车上去。所以,它是保证汽车的使用性能正常发挥和可靠性的一个技术指标。

4汽车清洁度检测技术现状

　　4.1质量法

　　我国机械产品开展清洁度工作比国际上晚15年左右,是70年代末引人的。当时,内燃机发生了许多质量问题,致使寿命和可靠性降低。通过分析,发现其中主要症结所在是零件加工过程中清洗不净、整机装配时又混进了不少杂质和尘埃,使得内燃机寿命,可靠性下降,于是开始引人了清洁度概念。清洁度的检测有很多方法,但目前国内汽车行业普遍使用的检测方法是质量法。这种方法是将带有特定部位杂质的一定量的样液,通过已恒重的滤膜过滤,经烘干称出附在滤膜上杂质微粒质量。这种方法有一定的精度,常用来校正其他方法,简便易行,不需昂贵的仪器。适于毛坯、零件、总成、整机等各种不同清洁度的测定。但这种方法测定过程较长,通常将瓶装样液送到化验室进行过滤、烘干、称量、计算,需要很长时间等候检验结果,不能及时反馈污染信息,不能直接测出油液颗粒大小和数量,只能间接将质量法收集杂质微粒的滤膜放在显微镜下作为计数微粒的视场。如果有问题,不能立即排除,容易造成严重的后果。

　　4.2清洁度检测的现状

　　自开展清洁度工作以来,东风公司对所生产的毛坯、零件、总成及整机全部采用质量法。对于运动件来说,仅以杂质微粒的质量来评价清洁度是不合理的。因为从磨损的机理得知,直接危及产品寿命的是杂质微粒的大小和数量,却与质量没有直接联系。一般地讲,5一40拜m微粒是造成磨损的最有害的粒子,如果只知道微粒的质量,而不了解其尺寸分布和数量,无疑是不能确切地判明对产品寿命的危害的。而且这种方法不能及时反馈污染信息,从而将问题消除在萌芽状态下。以至于这些问题流到下道工序,危及产品寿命。从1993年开始只是柴油发动机厂对其产品清洁度的颗粒度进行检测,采用的方法是质量法与显微镜人工计数法相结合。1994年东风公司才开始对零件、总成或整机清洁度的颗粒度进行检测,采用的方法也是质量法与显微镜人工计数法相结合。在此期间对检测结果没有进行实质性的考核,没有规定颗粒的限值,只是进行重复的测定。1995年开始对零件、总成或整机的颗粒度进行考核。

5汽车清洁度检测技术发展趋势

　　根据目前国内外汽车行业在汽车清洁度检测技术方面所开展的工作,结合东风公司的实际情况,对汽车清洁度检测技术的运用,提出如下的看法。

　　1.质量法仍将是汽车清洁度检测的主要手段。在一些污染度高,杂质微粒很多的场合下,例如:毛坯清洁度,由于铸、锻、焊接毛坯的清洁度对零件、总成或整机清洁度的影响很大,不保证毛坯的清洁度,而想保证零件、总成乃至整机的清洁度只是一句空话。因为毛坯中型砂、重皮、焊渣等杂质很多,另外,有的毛坯还要进行机械加工和多次清洗,故只以规定毛坯部位的杂质质量表征其清洁度。因此质量法是最理想的检测手段。有一定的精度,测定方法简便易行,不需昂贵的仪器。目前质量法不会从汽车毛坯清洁度检测中淘汰,仍是一种有效的方法。

　　2.对于零件清洁度的测定应逐步从质量法向电子显微镜过渡。因为测定零件清洁度的目的是评价零件在机械加工生产线末端,最终清洗之后,涂油包装之前清洗的状况。这个状况既能评价零件在加工过程中被污染的情况,又能从清洁度的角度来衡量零件的设计优劣,可通过对零件清洁度的分析来寻找装配之前的污染源。由于质量法测定过程较长,不能即时反馈污染信息,显然这种方法已不能及时解决零件在装配前的污染源。而电子显微镜法,可直接观测出杂质微粒的真实形状、大小及数量,精度较高。仪器价格低廉,调试、标定、操作简单,对污染物有直观的感觉,有时还可通过观察微粒的颜色大体判定微粒的成分。测定结果的再现性高,不受样液中的水珠气泡等影响,测定时间较质量法短。可及时控制零件在装配前的污染,以保证总成或整机的清洁度。

　　3.对于总成或整机清洁度的测定也应逐步从质量法向自动颗粒计数法过渡。因总成或整机清洁度,主要是测定经磨合的总成或整机的润滑油及工作液的清洁程度。而目前国外许多大公司采用的便携式颗粒计数器可直接对油液进行测定。这种计数器提供一种在现场获得试验室质量结果的方便手段。它把现代化激光计数技术与一种用户友好界面和紧凑的尺寸相结合,而提供一种人人都能操作的有用工具。它是采用遮光或压差法来确定油液内的颗粒数目和尺寸。工作原理如图1所示。

激光计数器原理图

　　激光射透油液样品,射到对面的光检器。油液流过传感器时,样品内的颗粒短暂将激光束遮住。光电传感器检测出光强的减低量,并发出一个与颗粒尺寸成比例的电脉冲,此电脉冲然后转变为每毫升液压油内的颗粒总数与尺寸值。便携式颗粒计数器可以直接在现场检验油液,测出颗粒数目和尺寸,如果有问题,可以立即采取措施解决。这一新技术的应用省略了抽样及取样、样品处理、测定及分析过程。既节省时间、劳动力、能源,又排除了在抽样及取样、样品处理、测定及分析过程中受到的污染,以保证污染不是造成故障的原因。尽管目前价格很贵,但它能解决汽车清洁度迫切需要解决的问题。

　　4.根据清洁度检测方法的不同,规定清i吉度限值:

　　(1)对于毛坯仍可采用以杂质微粒的质量来评价其清洁度。

　　(2)对于零件、总成或整机应以工作液和润滑油中杂质的微粒质量及颗粒的大小评价清洁度,转移到以工作液和润滑液中杂质微粒的大小及数量来评价其清洁度.这样可同可靠性直接挂钩,适用范围广,限制性小。总之,根据我国的国情和经济实力应该按实际需要合理配置检测工具。例如,对于总成或整机清洁度的检测,应尽可能配置便携式颗粒计数,不可节省。相反,对于毛坯的清洁度的检测就没有必要去配备电子显微镜计数器,用质量法就很合适。