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基于自动化检测技术的发动机质量控制实践探索

董欣然 雷 鹏
  
工程技术探索
2025年8期
潍柴动力股份有限公司 山东潍坊 261061

摘 要:本文旨在探索自动化检测技术于发动机质量控制的实践应用。研究方法为剖析该技术在发动机零部件加工、装配及整机性能测试各环节的具体运用,如机加工尺寸精度检测、装配到位检测、冷试热试等。研究发现,自动化检测技术能精准把控尺寸精度、表面质量,确保装配准确性,有效检测整机性能,且具质量数据可追溯、降低人为干扰等优势,显著提升发动机质量,为相关制造行业提供有力质量控制范例与技术支持。

关键词:自动化检测技术;发动机;质量控制;实践探索

发动机作为各类装备的核心动力源,其质量优劣至关重要。传统人工检测手段在发动机质量控制中,常因效率低、精度差、易受主观因素干扰等局限,难以满足现代高标准生产需求。伴随科技发展,自动化检测技术崭露头角,为发动机质量控制带来新契机。深入探究其在实践中的应用,从零部件加工到整机性能测试全方位梳理,对提升发动机质量、增强企业竞争力、推动行业技术进步意义非凡,故展开此次基于自动化检测技术的发动机质量控制实践探索。

一、自动化检测技术在发动机零部件加工质量控制中的应用

1.机加工尺寸精度检测

在发动机零部件的机加工过程中,如缸体、曲轴、凸轮轴等的加工,自动化检测技术发挥着关键作用。以缸体的加工为例,其上面分布着众多复杂的孔系和平面,这些部位的尺寸精度对于发动机的性能至关重要。采用在线自动化检测设备,如机床自带的测头系统,可以在加工过程中实时监测零部件的尺寸变化。当加工到某一工序时,测头会自动伸出对加工部位进行测量,一旦发现尺寸偏差超出设定范围,立即反馈给机床控制系统,调整刀具的切削参数或补偿量,从而确保后续加工的尺寸精度。这种实时检测和反馈机制有效避免了因加工误差累积导致的零部件报废,提高了生产效率和产品质量。

2.表面质量检测

发动机零部件的表面质量,如粗糙度、划痕、裂纹等缺陷,同样会影响其性能和使用寿命。对于活塞环等关键摩擦副零件,表面粗糙度要求极高,过大的粗糙度会导致活塞环与缸筒之间的密封性能下降,机油消耗增加。自动化视觉检测系统可以通过高分辨率的相机对活塞环表面进行成像,利用图像处理算法分析表面的纹理特征,准确检测出表面的粗糙度值是否达标,以及是否存在划痕、裂纹等缺陷。即使是微小的划痕,系统也能及时发现并报警,以便对生产过程进行追溯和调整,保证零部件的表面质量符合高品质发动机的要求[1]。

二、自动化检测技术在发动机装配质量控制中的应用

1.零部件装配到位检测

在发动机装配过程中,确保各个零部件准确无误地装配到位是保证发动机性能的关键。例如,在安装气缸盖时,需要保证气缸盖与缸体的螺栓拧紧力矩均匀且符合规定值,同时气缸垫片要平整无褶皱,否则可能会导致气缸漏气,影响发动机的动力输出和燃油经济性。采用自动化扭矩检测设备可以精确测量每个螺栓的拧紧力矩,并通过数据分析系统判断力矩是否在合格范围内。同时,结合视觉检测技术,可以对气缸垫片的安装状态进行成像检查,查看是否存在偏移、翘曲等问题,从而保证气缸盖的装配质量。

2.装配关系准确性检测

发动机内部的零部件之间存在着复杂的装配关系,如活塞与连杆的连接、凸轮轴与气门的配合等。以活塞与连杆的装配为例,它们之间的连接螺栓不仅要保证拧紧力矩合格,还要确保活塞销与连杆衬套之间的间隙在规定范围内。自动化检测设备可以通过机械臂抓取活塞连杆组件,将其放置在专用的检测工装上,利用位移传感器和压力传感器等装置,精确测量活塞销与连杆衬套之间的间隙,以及螺栓的拧紧角度等参数,确保装配关系的准确性。一旦发现装配问题,可以及时进行调整或更换零部件,避免因装配错误导致的发动机故障。

三、自动化检测技术在发动机整机性能测试中的应用

1.冷试与热试

发动机整机性能测试是质量控制的重要环节,其中冷试和热试是常见的测试方法。冷试主要是在不启动发动机的情况下,通过模拟发动机的各种工况,检测其内部零部件的装配情况和机械性能。例如,利用压缩空气或电机驱动装置,使发动机的曲轴旋转,通过传感器监测气缸压力、曲轴转动阻力等参数,判断活塞、连杆、气缸等部件的装配是否正常,是否存在泄漏等问题。热试则是在发动机启动后,让其在规定的转速和负荷条件下运行,通过各种传感器采集发动机的水温、油温、油压、功率、扭矩等性能参数。自动化测试系统可以精确控制发动机的运行工况,按照预设的程序逐步改变转速和负荷,全面检测发动机在不同工况下的性能表现,及时发现潜在的质量问题[2]。

2.振动与噪声测试

发动机的振动和噪声水平也是衡量其质量的重要指标。过高的振动和噪声不仅会影响驾乘舒适性,还可能暗示发动机内部存在故障隐患。自动化振动噪声测试系统通过在发动机的各个关键部位安装加速度传感器和噪声传感器,实时采集发动机运行时的振动信号和噪声信号。例如,在发动机的缸体、油底壳等部位安装加速度传感器,可以监测发动机的振动频率、振幅等参数;在发动机周围布置多个噪声传感器,可以准确测量发动机的噪声分贝值和频谱特性。通过对这些数据的分析,可以判断发动机的平衡性能、配气机构的工作状况以及是否存在异常摩擦等问题,为优化发动机设计和完善质量控制提供依据。

四、自动化检测技术应用于发动机质量控制的优势总结

1.质量数据可追溯性

自动化检测技术在发动机质量控制过程中会产生大量的检测数据,这些数据通过信息化系统进行存储和管理,实现了质量数据的可追溯性。例如,每一个发动机零部件从原材料入库开始,到加工、装配、整机测试等各个环节的检测数据都被详细记录并与该零部件的唯一标识相关联。当发现某一台发动机出现质量问题时,可以通过追溯系统快速查询到该发动机所涉及的所有零部件的检测数据,以及在整个生产过程中的相关参数,从而准确定位问题的根源,采取针对性的改进措施,同时也为质量分析和持续改进提供了丰富的数据支持。

2.降低人为因素干扰

如前文所述,传统的人工检测方式容易受到检测人员的技能水平、工作状态、主观判断等因素的影响。而自动化检测技术按照预设的程序和标准进行检测,不受人为情绪、疲劳等因素的干扰。无论是在深夜班次还是长时间重复检测的情况下,都能保证检测结果的稳定性和准确性。例如在检测发动机气门的密封性时,人工检测可能会因呼吸力度不稳定或判断标准模糊而导致误判,而自动化气压检测设备则可以精确控制检测气压和时间,根据设定的泄漏量标准准确判断气门密封性是否合格,有效降低了人为因素对产品质量的影响[3]。

结语

综上所述,自动化检测技术在发动机质量控制领域成效显著。于零部件加工,保障尺寸与表面质量;在装配环节,确保零部件到位与关系精准;对整机性能测试,全面考量冷热试及振动噪声。其优势明显,质量数据可追溯助力问题精准溯源,降低人为干扰提升结果稳定性。未来,应持续深耕,进一步优化技术应用细节,拓展检测范围与深度,使自动化检测更好服务发动机质量控制,推动行业迈向更高质量、更优性能的发展阶段。

参考文献

[1]任新苗,王玉,郭宏,等.基于PCA算法的某型号发动机煤油泵低压壳体毛坯三维自动化检测[J].铸造设备与工艺,2025,(01): 24-29+66 .

[2]王维震,王政,朱启增,等.智能化检测在自动化柴油机加工生产线的高效应用[J].机电信息,2024,(11):22-25.

[3]马智睿.三维激光扫描技术在固体火箭发动机零部件尺寸检测中的应用研究[D].航天动力技术研究院,2024.

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