发动机活塞销压装故障浅析

摘 要：本文基于树状圖与尺寸链分析的概念，系统的分析了活塞销压装故障率高的原因，针对性地阐述了提升压装合格率的方法。通过实际验证从制造环节上规避装配缺陷，减少了设计成本与不必要的制造浪费。

关键词：发动机;活塞销;尺寸链;拉缸;烧蚀

0 引言

本文针对活塞销连接活塞与连杆过程中出现的活塞无法灵活转动问题进行系统分析，提升了活塞销一次装配合格率，避免了制造的浪费。

通过图纸分析，此发动机活塞连杆组装结构是通过活塞销与连杆的过盈配合来完成连杆与活塞的连接。但在装配过程中，经常会出现活塞卡死无法旋转的问题。具体尺寸如下：活塞销外径尺寸为：Φ23.002--23.005;连杆小头内径尺寸为：Φ22.974--22.985;活塞孔内径尺寸为：Φ23.013--23.016;活塞销与连杆小头属于过盈配合连接;活塞销与活塞之间属于间隙配合，单边最小间隙为0.004 mm。

1 原因分析

应用头脑风暴法与排除法，梳理10个末端因素并进行逐一分析：

1.1 活塞销未涂油

通过检验员现场检查1000例活塞销压装过程，涂油过程未发现不规范操作。

1.2 定位销磨损

对定位销进行直径标准值Φ12.1-φ12.3与表面粗糙度标准值1.6进行检测如下，直径：12.1、12.2、12.2;表面粗糙度：1.4、1.5、1.4。检测结论满足标准要求。

1.3 定位销与底座同轴度不足（标准值：0.001）

跟踪检测定位销与底座同轴度如下：0.0010、0.0007、0.0008、0.0008、0.0009、0.0008、0.0008、0.0007、0.0008、0.0008。因此将定位销与底座同轴度不足确定为要因。

1.4 底座弹销损坏

由设备维护工程师对底座弹销进行检测确认，弹销合格。

1.5 活塞销加工精度不足

检测8组活塞销外径标准值Φ23.002-Φ23.005，检测值如下：23.004、23.005、23.003、23.005。活塞销抽检合格。

1.6 连杆加工精度不足

检测8组连杆小头内径标准值为：Φ22.974--22.985，检测值如下：22.974、22.975、22.974、22.974。连杆小头内径检测合格。

1.7 活塞销与连杆过盈配合余量偏小

通过对8组活塞销外径与连杆小头内径尺寸进行随机配对，发现存在配合公差超过了标准值（-0.028～～0）的情况，确定为要因。

1.8 零部件材料变更

确定图纸，材料未发生变更。

1.9 活塞上下面放反

由于工装上有防错卡，如果活塞上下面放反，设备将无法压装。

1.10 连杆小头存在杂质

由于连杆属于5C件，100%过清洗机清洗;通过发动机公司对连杆清洁度检测，满足要求。

通过对10个末端因素进行分析，确认如下潜在要因：（1）定位销与底座同轴度不足;（2）活塞销与连杆过盈配合余量偏小。

2 潜在要因分析

2.1 定位销与底座同轴度超差

确认方法：使用对中仪测量。确认标准：设备同轴度为0.001。

执行措施：每天生产前对设备压头与底座同轴度进行调整，满足标准要求。

确认结论：设备同轴度存在波动，跟踪调整后，验证100台发动机，压装故障率有所下降。

2.2 活塞销与连杆过盈配合余量超差

确认方法：尺寸链计算。确认标准：-0.028～～0。

执行措施：对故障件进行拆解检测，活塞销外径与连杆小头内径均在公差范围之内;但计算配合公差均超过了标准值要求。

通过分析与验证，得出影响活塞销压装故障率的末端因素是：活塞销与连杆过盈配合余量超差（标准为0～～-0.028，实际测量计算全部超出了-0.028），造成活塞销表面划伤，从而导致活塞销与活塞连接的卡滞问题。

因此必须确保活塞销通过连杆小头的盈余量在标准范围之内，消除活塞销表面划伤造成的活塞卡滞现象。

3 制定对策

（1）对活塞销进行冷却，增加活塞销通过连杆小端的尺寸余量。   对活塞销进行冷却，冷冻后的活塞销表面存在薄霜，长时间室内放置会渗出小水珠，存在生锈的风险。取消实施。

（2）对连杆小头进行加热，增加活塞销通过连杆小端的尺寸余量。对连杆小头进行加热，利用加热设备对连杆小头进行加热：温度为60℃～80℃，加热时间为4s，保温时间为4s。

检测10组活塞销与连杆小头直径，活塞销直径均在公差范围之内（标准：Φ23.002--23.005）;但由于加热处理，连杆小头的直径均偏于上限（标准：Φ22.974--22.985），活塞销与连杆小头配合尺寸如下：

活塞销（上/下）与连杆小头孔配合尺寸均在标准范围-0.028～～0之间。通过验证活塞销压装故障率有了显著的降低。

4 结语

随着汽车行业的发展，尺寸链分析与工艺优化的应用越来越重要。通过工具的应用，可以提高产品装配的合理性，减少产品制造过程中的反复整改。

参考文献：

[1]王双枝.尺寸工程在汽车行业中的应用[J].汽车工艺与材料，2014（10）.

[2]郝福强.汽车尺寸工程的研究与应用[J].商品与质量，2017（04）.

[3]失效模式与后果分析[M].福特与通用汽车公司，2008版，2008年7月.