黃文輝，丘岳棟，薛秀貞，蘇建明

（柳州五菱柳機動力有限公司，廣西 柳州545005）

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一種汽油發(fā)動機曲軸后油封在線壓裝工具

黃文輝，丘岳棟，薛秀貞，蘇建明

（柳州五菱柳機動力有限公司，廣西 柳州545005）

摘要：汽油發(fā)動機中曲軸后油封發(fā)揮著防止曲軸箱機油外漏的作用。曲軸后油封以其壓裝技術(shù)要求高和壓裝過程復(fù)雜，成為一個不易解決的問題。采用設(shè)備壓裝，由于零件一致性和配合尺寸問題，設(shè)備參數(shù)不易鎖定。采用工具壓裝，一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壓裝結(jié)果難以滿足技術(shù)要求。旨在簡紹一種結(jié)構(gòu)簡單、使用便捷和易于維護的曲軸后油封在線壓裝工具。經(jīng)驗證這種壓裝工具有效的滿足了油封壓裝技術(shù)要求，提高了發(fā)動機產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：汽油發(fā)動機；曲軸后油封；壓裝工具；質(zhì)量

曲軸后油封一般由骨架、彈簧和橡膠三部分組成。一般認為，其密封機理為：在靜態(tài)時，由于密封圈的內(nèi)徑小于軸徑，具有一定的過盈量，二者間存在一定的接觸壓力，接觸壓力防止了密封液體的泄露；在動態(tài)條件下，關(guān)于其密封原理，存在著許多學派，他們分別提出了表面張力理論、吸附理論和邊界潤滑理論等諸多理論［1，2］。其中影響力較大的為“新月面理論”和微型泵理論［3］。新月面理論認為油封唇口油膜受油液表面張力，在旋轉(zhuǎn)軸和油封刃口外沿形成一個“新月面”，達到密封的目的。微型泵理論認為軸旋轉(zhuǎn)時不同壓力變化使油封貯油端相對空氣端形成內(nèi)向吸引力，產(chǎn)生“泵汲”作用達到密封目的。

隨著汽車市場需求不斷暴漲，國內(nèi)各大發(fā)動機廠發(fā)動機生產(chǎn)量也不斷上升，在三包區(qū)域發(fā)動機油封故障也不斷增加。油封壓裝不合格，會直接導(dǎo)致機油泄露，影響發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，同時曲軸箱外的灰塵進入，污染曲軸箱內(nèi)的零部件，造成發(fā)動機運行時零部件早期磨損，給公司和客戶造成重大的損失。傳統(tǒng)壓裝工具采取氣錘撞擊將油封直接裝入安裝孔，油封易翻邊鏟傷，員工勞動強度大，并且噪音很大。本文介紹的汽油發(fā)動機油封壓裝工具采用氣動定扭扳手擰緊螺栓的方式將油封準確安裝到位。

1　曲軸后油封壓裝技術(shù)要求

曲軸后油封是汽車零部件中的精密件，對總裝區(qū)環(huán)境有較高要求，具體為：總裝區(qū)應(yīng)清潔，各門窗應(yīng)有防塵裝置；生產(chǎn)工人以及進入總裝區(qū)的其他人員更換勞保用具后方可進入；生產(chǎn)用空氣須每日檢查其壓力、溫度、濕度和清潔度，不符合裝配工藝要求時應(yīng)及時向上級主管部門報告。為保證油封密封機油性能和防塵作用，對油封的安裝過程也有嚴格的技術(shù)要求。曲軸后油封壓裝技術(shù)要求分為過程技術(shù)要求和產(chǎn)品技術(shù)要求。

1.1過程技術(shù)要求

過程技術(shù)要求是指在產(chǎn)品生產(chǎn)制造裝配過程中，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量和性能達到研發(fā)的設(shè)計要求而制定的標準性技術(shù)文件。過程技術(shù)要求常常要考慮到環(huán)境對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，尤其是溫度和清潔度兩個因素。某型號發(fā)動機曲軸后油封安裝過程技術(shù)要求以下表1為準則進行過程管控。

表1　曲軸后油封壓裝過程技術(shù)要求

1.2產(chǎn)品技術(shù)要求

產(chǎn)品技術(shù)要求是指為保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能達到顧客要求，在產(chǎn)品開發(fā)時制定的標準性技術(shù)文件。產(chǎn)品技術(shù)要求在安裝過程中對螺栓扭矩、安裝后的尺寸和發(fā)動機性能指標有具體的參數(shù)要求。某型號曲軸后油封安裝過程技術(shù)要求以下表2為準則進行過程管控。

表2　曲軸后油封壓裝產(chǎn)品技術(shù)要求

2　油封與安裝孔尺寸關(guān)系

發(fā)動機在工作中溫度上升很快，受熱脹冷縮影響，不同熱膨脹系數(shù)材料的油封安裝會不同程度的脹大，為保證密封性能，油封與安裝孔一般為過盈配合，油封安裝孔深一般大于油封厚度。某型號汽油發(fā)動機尺寸關(guān)系如表3所列。

表3　油封與安裝孔尺寸關(guān)系

3　曲軸后油封壓裝工具

在安裝過程中，曲軸后油封易變形。過盈量大，需要較大的壓裝力，且壓裝技術(shù)要求高，故需要專用壓裝工具。

3.1壓裝工具結(jié)構(gòu)

汽油發(fā)動機后油封壓裝工具為在線壓裝工具，可直安裝在產(chǎn)線相應(yīng)工位，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　汽油發(fā)動機后油封壓裝工具結(jié)構(gòu)圖

壓裝工具各零件材料和功能如表4所示。

表4　壓裝工具零件明細表

（續(xù)上表）

3.2壓裝工具工作流程

壓裝工具的工作流程為：裝配合格的發(fā)動機隨托盤流到該工位→清除鏟掉曲軸后端曲軸箱上下體接合面凸出的密封膠并用擦試布擦干凈→封涂油后預(yù)裝入壓裝工具→壓裝工具通過定位銷準確定位到發(fā)動機→氣動定扭扳手擰緊鎖緊螺栓→氣動定扭扳手旋轉(zhuǎn)壓頭，壓裝油封到位→氣動定扭扳手擰松鎖緊螺栓→氣動定扭扳手擰松壓頭→檢查發(fā)動機合格，按放行按鈕托盤進入下一工位。

3.3壓裝工具工作原理

該曲軸后油封壓裝工具通過巧妙的結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)螺桿的周轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成了壓頭的直線運動，達到壓裝油封的目的。其具體原理為：擰緊鎖緊螺栓后，工具固定在曲軸后端，此時氣動定扭扳手轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)螺桿，旋轉(zhuǎn)螺桿與推力套形成螺旋副，氣動定扭扳手繼續(xù)擰緊，旋轉(zhuǎn)螺桿推動壓頭壓裝油封，調(diào)整環(huán)接觸到限位環(huán)時，旋轉(zhuǎn)螺桿擰緊到位 ，油封安裝完成。油封壓入距離等于調(diào)整環(huán)與限位環(huán)的間距，改變調(diào)整環(huán)的厚度可以改變油封壓裝深度。油封壓裝的平行度要求通過工具的制造精度和裝配精度來保證。工具的壓裝方式及油封外沿涂上適量潤滑油可以保證油封壓裝完成后不翻邊、鏟傷和變形。

4　效果檢驗

該曲軸后油封壓裝工具經(jīng)離線和在線驗證滿足工藝要求后，自2015年5月使用至今，在生產(chǎn)的30多萬臺發(fā)動機中，油封一次壓裝合格率高達99.8%，三包區(qū)域油封壓裝不合格事故基本杜絕。工具有以下優(yōu)點：

（1）油封壓裝合格率高，保證了發(fā)動機裝配質(zhì)量，提升了企業(yè)形象。

（2）采用周轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動原理，使用氣動定扭扳手將螺栓擰緊即可完成油封壓裝，相比傳統(tǒng)壓裝，勞動強度大大減輕，不產(chǎn)生噪音，質(zhì)量有保證。

（3）工具操作便捷，整個壓裝過程節(jié)拍約為12 s，有利于產(chǎn)線產(chǎn)能提升。

（4）工具生產(chǎn)制造成本低，易于維護。

5　結(jié)束語

該曲軸后油封壓裝工具定位方式和壓裝過程具有普遍性，有不同壓裝參數(shù)要求的其他系列型號的發(fā)動機也可參照此工具進行設(shè)計、驗證和投產(chǎn)。

參考文獻：

［1］高福年，李思婉.骨架油封自潤滑性的提高及其機制的探討［J］.特種膠制品，1995，16（3）：23-26.

［2］劉桂明，宋樂茹，張伯洪.骨架軸唇密封圈及磨具概況［J］.橡膠工業(yè)，2004，51（2）：93-96.

［3］葉孟蜍，李祖彬.汽車油封的研究與進展［J］.特種膠制品，2010，31（6）：71-73.

An Online Installation Tool of Rear Oil Seal

HUANG Wen-hui，QIU Yue-dong，XUE Xiu-zhen，SU Jian-ming
（Liuzhou Wuling Automobile Industry Co.Ltd.，LiuZhou GuangXi 545005，China）

Abstract：The rear oil seal of the gasoline engine is playing a important role in preventing the oil leakage.With its high technical requirements and complex pressing process，the rear oil seal installation is not an easy problem to solve.Using equipment to install，the device parameters are not easy to lock because of the parts size consistency and mating dimension.Using tool to install，generally the tool structure is complex and the result is difficult to meet the technical requirements.The purpose of this paper is to introduce a pressing tool which has the advantages of simple structure，convenient use and easy maintenance.It is proved that this kind of pressing tool can meet the requirements，and improve the quality of the engine.

Key words：gasoline engine；rear oil seal；pressing tool；quality

中圖分類號：TK403.3

文獻標識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）03-0179-03

收稿日期：2015-12-17

作者簡介：黃文輝（1990-），男，湖南株洲人，本科，助理工程師，主要從事發(fā)動機工藝過程設(shè)計和開發(fā)工作。