提高发动机清洁度测试的有效途径

提高清洁度测试的技术水平

　　事实上，近年来国内汽车制造业已普遍将提高清洁度测试技术水平置于十分重要的地位，其中所配置的用于萃取、制样的设备和用于对残留污染物进行分析的仪器是最主要的两类。

　　传统压力喷射萃取、制样方式的局限性

　　压力喷射法乃是适用性最强且效率也高的萃取方式，但直到21世纪初期，即使如PV3347这样的清洁度试验标准已在一汽一大众、上海大众等企业得到了贯彻执行，所采用的试验装置仍没有根本变化，那些落后的开放式、手工水池样式的萃取、制样操作模式依然还在延续使用。

　　定量清洗在规范化的基础上实现清洁度试验的精细化

　　那些以描述测试方法为主的标准，如德国大众的PV3347/2000 - 2006、美国通用的GME7061 (2001)、法国雷诺的RE.34-07-025/G (2000- 2007)以及英国罗孚的MG RES：21 .CC.OIC (2005) 等，对规范清洁度斌验的实施发挥了很大的作用。但鉴于当时的具体情况，在实现测试过程的精细化，进一步提高试验质量上还有改进的余地。其中，对不同工件在清洗工序中耗用的清洁液的量的控制就是最有代表性、最重要的一项。标准PV3347的第五节“清洁度试验分析的实施”，在其“附加技术说明”部分的第一条曾指出：为了使试验结果具有可比性，重复进行的每次试验时的清洁液用量都应大致相同。近年来，国内外的汽车制造业给予极大的关注并非偶然，事实上，定量清洗的重要性不言而喻，特别是对那些批量生产企业，清洁度试验乃是监控产品质量的一个重要环节，而为了保证在多人操作、抽检频次不同的情况下的试验质量，最重要的途径就是必须坚持在工作流程规范化基础上的精细化试验，而定量清洗就是其中最为关键的一项。

　　众所周知，对同一工件，试验时不同的清洗量，采集到的残留颗粒是不一样的。因而，即使为同一操作员，由喷洗液量的差别引起的人为偏差难以避免。为此，在标准VDA19和第二版的IS016232中都给出了明确规定，若设“定量喷洗液量”为Q，则当进行清洁度试验量的喷射量≥Q时，所收集到的残留颗粒量的误差应控制在10%以内，即：

　　Cn≤l0% (Cn+C。一】+…+C1)=10% (1)

　　为求取定量喷洗的液量Q，需要对一个试样做多次试验后才能得到，设力是获得Q时的那一次，C.(扛l- 以)是每次测试后的残留颗粒物的质量。标准中规定，一般情况下应n≤6。

　　满足精细化要求的清洁度萃取设备 当前清洁度试验要求不断提高的要求，那些功能比较单一的设备已经无法适应未来的要求。因此，近年来有越来越多的国内发动机企业选用了更先进的试验设备，图2即是应用较多且很有代表性的一款。

　　相比较其前一代，除了同样具备用过的清洗液回收、再生外，还增添了大量用以满足当代清洁度萃取试验需要的功能，主要有：

　　l)清洁液的喷洗压力可以在0-6×105Pa肉进行设定和调节。

　　对每一种零件的清洗液的流量均可以任意预先设定，譬如：缸体需要10L的清洗液，连杆需要3L，而较小的螺栓只需要IL等等。只要把这些数据(包括喷洗压力)预先设定，以后操作时，只需直接输入零件名，就能自动执行规定喷洗压力下的定量清洗了。

　　对试验设备工作区域，即清洗槽侧壁四周的洁净化可自动完成。由于在(清)喷洗工件过程中，有飞溅到四壁的残余颗粒，因此在每次对新的零件进行测试之前，必须做一次“洗槽”，否则这些颗粒物会因混入正常收集的残余物中，而影响到清洁度测试的准确性。图2所示设备中，清洗槽的顶部设置了一排可以进行自动洗槽的喷管，既能减轻操作员的劳动强度又提高了工作效率，更重要的是可以消除人为操作因素引起的误差。

　　在设备的工作区域配置了风幕系统，在执行喷洗工件期间，槽顶可往下吹经过滤的洁净空气，而立方槽的下前部还有一排风管往外抽风，有效防止了外部环境中的颗粒、尘埃不会进入到工作区域，确保了试验结束时收集到的残留颗粒的准确性。

　　综上所述，可见图2所示设备，已是一种综合了适用性、自动化、人性化、环保等诸多因素，高度机电一俸化的专业试验设备。

　　高性能颗粒度分析仪器的普及化

　　为应对、满足必须遵循的清洁度标准的规定，近几年来，企业在其配置选用分析仪器时，已纷纷以先进的专用高效颗粒度分析仪，替代了之前应用多年的那些通用光学显微镜或金相理化分析所采用的体式显微镜等仪器。图3所示分别为两款典型的高性能颗粒度分析仪，左侧为国内产品，右侧为国外的。事实上，现今的颗粒度仪已成为一个相当完善的清洁度分析系统，通过所配置的自动载物台、明/暗场观测光学系统、PC机以及相应的功能软件，不但具备了很高的自动化程度和重复性、再现性，而且可按不同企业的需求，根据各种国内外的清洁度标准事先进行选择和设置进行有针对性的分析和评定，例如，通过对试样整体区域的图像拼接，自动生成按某个标准要求的分析报告。

改进清洁度试验的操作流程

　　为提高清洁度的检测技术水平，不断完善、改进试验操作流程中的一些细节也必须引起企业的重视。

　　自制件试验前的采集方式

　　企业中自制件的取样有两种典型形式，第一种是直接取自产出工件的金属加工线，另一种则是从装配线上将该零件安装至总成上的那个工位抽取。采取前一种做法主要为了确认金属加工线中的清洗工序和其他状态是否能满足产品的质量要求这个考虑，若一旦发现不合格，也可为之后的工艺改进提供方向。至于从装配线上抽取则出于这样的考虑，对一个企业来说，零件毕竟不是最终产品，从装配线流出的总成的质量状态对企业显然更加重要。如能确保此时工件的清洁度应该更有意义。现今，多数发动机厂采取的是第一种模式。

　　送检工件的传输和存放

　　在试验前的工件，在它们送往实验室的途中，都存在较差车间环境的影响。为避免采自现场的自制件在传输中的污染，必须采用专用的全密封小车。

　　对这样的小车，除了能有效地与外畀隔绝、密封好这一基本要求外，还应注意以下三点：

　　1)小车的内部结构需要兼顾工件的形状和最大限度地盛放一些零件这两点，一般来说小车分成两类，即轴类零件和箱体类零件。在工件尺寸较小、质量较轻时，还可制成上、下二层，此时下层放较大、较重的缸体，而上层则放置缸盖。

　　2)必须确保零件在输送过程中相互之间不会发生磕碰，或者是由于工件的支承体引起其接触处的磨损，因而损伤重要工作面(如轴类零件的轴颈，箱体类零件的配合平面等)的情况发生。为此往往选工程塑料制作支承体，其形状也需与零件相匹配。

　　3)小车内部务必保持洁净，每次使用过后都必须做一次清洗。其实，除了极个别情况外，无论是置于车间之外独立包装的待测零件，还是生产现场的实验室，都不可能真正与外部环境完全隔绝。因此，在存放上需要采取所有等待清洁度试验的零件(主要指自制件)，无论大小，还是金属或非金属材质，都需要先完成独立包装。至于所用到的透明塑料袋，则要求企业根据被测工件的情况委外定制。图5的示例是一个缸体，从中可以清楚地看到如何利用透明塑料袋进行包装。

　　事实表明，近年来，汽车制造业为了适应曰益严苛的机动车节能、排放、安全性等法规的要求，清洁度质量指标受到了广大企业越来越多的关注。而必须指出的是：如何有效、有针对性地提升清洁度的检测水平十分重要，本文通过完善评定标准、提高测试技术和装备水平，以及重视细节、认真改进操作流程等三个方面就是最好的途径。