康明斯柴油机燃油系统零部件清洁度标准的制定与控制工艺的改进

杂质尺寸范围
最小
最大
0.28 0.1
4.06 0.7
0.14 0.06 0.35 0.15 0.2 0.16
2.42 0.35 1.4 0.84 1.84 0.86
0.22 0.1 0.19 0.08
1.65 0.45 1.5 0.6
0.42 0.36 0.26 0.12 0.18 0.12
0.86 1.3 1 0.28 0.65 0.20
收修改稿日期 ２０００－１２－２８
作者简介 宋正元 １９６２ 男 高级工程师 参与康明斯Ｂ系列柴油机的工厂设计和工艺设计及生产线安装调试等过程 在生产过
程控制等方面积累了一定的经验
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宋正元 康明斯柴油机燃油系统零部件清洁度标准的制定与控制工艺的改进
表２
零件名称
国产高压燃油泵总成 国产喷油器总成 双头螺栓 装在燃油滤器座上 琶形接头 装在输油管上 输油管 高压油管 燃油滤器座 缸盖燃油道 进口 VE 泵 进口喷油器总成
Perfection of Cleanliness Standard and Improvement of Control Technology for Domesticationized Cummins Diesel Fuel System Components
SONG Zheng-yuan
Keywords: Diesel engine; Fuel system component; Cleanliness; Standard formulation; Technological improvement Abstract : The qualitative difficulty imposed on domesticationized Cummins diesel fuel system component parts is outlined, and the cause for resultant troubles traced; Elaboration is made on a further perfected standard formulated to effcctively control the cleanliness of the said component parts; At the same time, the technologies applied to improving the cleanliness control are proposed and discussed.
表 ３ 取样２０件喷油器总成中允许颗粒的极限值
颗粒数量 颗粒 包 括硬质非 金属及金 属颗粒 外形尺寸
其余软颗 粒
3个 长 250 400 m; 宽不大于 100 m 高不大于 50 m 颗粒长度不大于 400 m 但宽度不大于 50 m 的颗 粒允许出现 计在总重量
中
10 个 长 200 250 m 宽 100 150 m 高不大于 50 m 小颗粒计在总重量中
油系统零部件清洁度限值 并于 ２０００ 年 ９ 月 ５ 日 正式发布 １０ 月 １ 日起正式实施 该标准对滤前和 滤后零部件进行了明确的界定 并依据相关标准对 喷油器 油泵 高压油管等零部件的颗粒限值进行 了分段界定 增加了允许细长颗粒尺寸存在的条款 规定 ｃ． 制订 ２４９ＥＱＪ－０７－２０００ 标准的原则是整个燃 油系统颗粒限值要最终满足喷油器良好雾化需求 也即 整个燃油系统清洁度控制标准不能低于喷油 器高压油腔控制标准 过于宽松并低于喷油器高压 油腔控制标准 只能对喷油器形成污染源并最终影 响其雾化质量 因此对滤后零部件颗粒限值等效采 用了喷油器高压油腔控制标准 并以无锡欧亚检查 标准 ＰＩ１０－０１０ 喷油器总成产品清洁度检验规范 和喷油器喷孔孔径大小作为制订２４９ＥＱＪ－０７－２０００标 准滤后零部件颗粒限值的依据 ｄ． 无锡欧亚检查标准 ＰＩ１０－０１０ 喷油器总成产 品清洁度检验规范 等同采用了 Ｂ ｏ ｓ ｃ ｈ 规范 ＫＭ３２０９００００及ＫＭ３２０９０００５ 对喷油器总成中的高压 油腔部分和低压油腔部分清洁度限值作了规定 其 中高压油腔部分颗粒限值的规定如表 ３
１ 问题的提出
产的顺利进行 喷油器总成雾化不良件的更换 柴
康明斯柴油机总成中喷油器的喷孔早期堵塞而 产生雾化不良的质量问题 自 ＣＫＤ 装机以来就一直 存在 它会引发柴油机功率与扭矩不足 烟度大等 性能问题 随着柴油机中各零部件国产化率不断提 高 多年来 作为康明斯柴油机早期主要故障类型 之一的该质量问题的存在 使得柴油机总成的６ｍｉｎ
３ 整改措施
３．１ 制定燃油系统零部件清洁度控制标准 ３．１．１ 标准制订原则和依据 ａ． １９９７ 年 ５月在康明斯检查标准 １６２３３ 康明 斯Ｂ系列柴油机零部件的清洁度检查 的基础上 制 订了东风汽车公司检查标准ＥＱＹ－２４７－９５ 东风汽车 公司Ｂ系列柴油发动机零部件清洁度及检查 草案 试执行至 ２０００ 年 １０ 月 该标准对颗粒进行了明确 的限定 即对于滤前零部件颗粒限值 等同采用了 １６２３３ 标准中的相应部分 对于喷油器 油泵等滤 后零部件颗粒限值进行了规定 强调颗粒尺寸要完 全满足喷油器总成喷孔径要求 在执行中存在实物 质量难以达到标准要求的问题 ｂ． 根据 ＥＱＹ－２４７－９５ 标准执行情况 我们又于 ２０００ 年 ９ 月对 ＥＱＹ－２４７－９５标准进行了进一步修订和 完善 形成了东风汽车股份有限公司柴油发动机公 司检查标准 ２４９ＥＱＪ－０７－２０００ Ｂ 系列柴油发动机燃
0.31 0.5 0 0 7 4 0
0.51 1 0 6 8 6 4
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1.01 1.5 2 7 0 7 0
1.51 2 4 5 0 4 0
2.01 以上 0 4 0 7 0
合计 7 22 19 28 4
２．２ 验证 根据上述光谱分析与分类结果 我们对相关零
件进行了清洁度检查 结果表明 杂质重量１００％合 格 颗粒度状况如表 ２ 所示
柴油机 Diesel Engine 2001 年第 3 期
材料工艺
康明斯柴油机燃油系统零部件清洁度 标准的制定与控制工艺的改进
宋正元
东风汽车股份有限公司柴油发动机公司 湖北襄樊４４１００４）
关键词 柴油机 燃油系统零部件 清洁度标准制定 工艺改进 摘 要 本文对引进的康明斯柴油机喷油器总成存在的质量问题及其产生的原因作了介绍 分析 阐述了燃油系 统零部件清洁度控制标准的制定 同时提出了为满足标准要求而采取的控制工艺改进措施 中图分类号 ＴＫ４３２．８ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００１ ４３５７（２００１）０３ ００３３ ０５
践中该类零部件清洁度实测值为规定的１／３ １／２ Ｂ 类零部件中通用的零部件清洁度限值 以机 型中所使用的喷油器总成最小喷孔径尺寸为制定依 据 Ｂ类零部件中专用零部件喷油器总成高压腔 高 压油泵燃油腔和 １ ２ ３ ４ ５ ６ 缸高压油管的清 洁度限值 是以各机型中所对应使用的喷油器总成 喷孔径尺寸为制定依据 同时根据使用中的压力状 况 其颗粒尺寸的单向限值允许大于喷油器总成喷 孔径尺寸的细长颗粒存在 对燃油系统零件颗粒进行双向尺寸的控制 并 规定不能超过喷油器总成喷孔径尺寸的控制标准 实践表明这在实物质量控制上有一定的难度 难免 会出现单向尺寸超差 从对进口油泵和喷油器总成 检测情况看 颗粒尺寸也存在单向尺寸超差的问题 但普遍是细长颗粒 细长颗粒在高压腔内会被折断 成较小的颗粒并受压喷出喷孔 因此如实际装机验 证表明的那样 这并不影响雾化质量 根据进口油 泵和喷油器总成燃油腔颗粒度的状况和使用效果及 Ｂｏｓｃｈ 相关标准 我们将标准修改为可以允许出现 细长颗粒 具体的颗粒 包括金属和非金属 尺寸 限值如下 ａ． ６ＢＴ 机型 喷油器为 ４ 个喷孔 孔径 ０．３２ｍｍ
长不大于 400 m 宽不大于 250 m 高不大于 250 m 其数量已考虑在总重量之中 颗粒长度不大于 400 m 但宽度不大于 50 m 的颗粒允许现出 计在总重量中
ｅ． 在等效采用无锡欧亚检查标准ＰＩ１０－０１０时 考虑颗粒在滤纸上的放置状态永远是长和宽方向 对高度方向的规定在实际中不具可操作性 故取消 该项目规定 在制订喷油器 油泵 高压油管零部 件颗粒限值时 考虑到实控的难度 将长为 ２５０ ４００ ｍ 不大于 ４００ ｍ 时的颗粒的宽度从不大 于 １００ ｍ 放宽为不大于 ２００ ｍ 注重颗粒大小限值 规定 颗粒数量作为次要因素考虑 故未对颗粒数 量作出明确的限定 ｆ． 制订颗粒大小限值主要是为确保喷油器总成 雾化质量 因此这一原则通用于整个燃油系统零部 件尤其是滤后零部件颗粒大小限值 无论零部件的
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宋正元 康明斯柴油机燃油系统零部件清洁度标准的制定与控制工艺的改进
品种和规格 例如 Ａ 型泵 ＡＤ泵 ＶＥ 泵和 Ｐ型泵等 如何变化 其颗粒大小限值均应随使用终端的喷油 器总成变化而改变 ｇ． 在 ２４９ＥＱＪ－０７－２０００ 标准中 对输油泵 柱 塞式的和膜片式的 和燃油滤清器总成颗粒尺寸大 小有明确的规定 但其零件总成都是铆压结构 受 其结构的影响 主机厂难以进行有效的清洁度取样 检测 故由生产厂家自行控制 即在模拟工况的专 用试验台上进行有效的清洁度取样检测 ３．１．２ ２４９ＥＱＪ－０７－２０００ 标准内容介绍 ３．１．２．１ 引用标准 引用标准包括 １６２３３ 康明斯Ｂ系列柴油机零部件的清洁度检 查 ＥＱＹ－２４７－９５ 东风汽车公司Ｂ系列柴油发动机 零部件清洁度及检查 ＥＱＹ－１１－９０ 东风汽车公司 汽车零部件清洁度测定方法 ３．１．２．２ 清洁度检验取样方式 在产品标准中对喷油泵清洁度取样要求在压力 状况下进行 这就需要一套十分复杂的检测设备 实际中对喷油泵总成 采用从进油口注入 从出油 口倒出的常压冲洗取样方式 其它所有的零部件也 采用常压清洗检验取样方式 对喷油器总成采取燃 油道零件拆卸并进行冲洗取样方式 ３．１．２．３ 验收裁决原则 康明斯检查标准中规定 清洁度检验用的冲洗 液是三氯乙烷 所以主机厂目前广泛使用三氯乙 烷 由于环保的因素 配套厂家则采用 １２０＃ 汽油 从清洗效果看 三氯乙烷好于１２０＃ 汽油 因此采用 微孔滤膜法检查零件清洁度 以三氯乙烷溶剂冲洗 结果作为最终检验及验收依据 ３．１．２．４ 零部件分类和清洁度的限值确定原则 ３．１．２．４．１ 零部件分类 燃油系统按滤前和滤后或按直接影响和间接影 响喷油器总成雾化质量划分成 Ａ Ｂ 两类 其中 Ａ 类 零部件定义为经过燃油滤清器 间接影响喷油器总 成雾化质量 的零部件 Ｂ类零部件定义为不经过燃 油滤清器 直接影响喷油器总成雾化质量 的零部 件及燃油滤清器本身 ３．１．２．４．２ 清洁度限值确定原则 Ａ 类零部件清洁度的限值等同采用康明斯标准 相应规定 等同采用的主要原因是尽量避免在标准 实施和实物质量改进过程中出现的阻力和矛盾 实
油机总成势必要进行重复试验 制约了生产 热机 试验短 使喷油器总成中喷孔早期堵塞 产生雾化 不良的质量问题延续到整车上 并给用户带来不良 的影响 为此 制定燃油系统零部件清洁度标准 控 制质量从而降低故障率 已成为急需解决的问题
２ 故障原因分析
热机出厂试验及整车上零公里的故障率呈上升趋势 ２．１ 光谱分析与分类
１９９８ 年 １２ 月以前月平均故障率达 ３．１％ 最高达 对 ８０ 件喷孔被堵的喷油器总成进行了堵塞物
５．９％ 由于康明斯柴油机总成的热机出厂试验仅仅 颗粒材质光谱分析与分类 结果如表 １
为 ６ｍｉｎ 在此期间出现的任何问题 都会影响生
表１
堵塞物分类 非金属 铝屑 铸铁 钢屑 铁屑
0 0.3 1 0 4 0 0
２．３ 故障原因分析 由于对硬质颗粒尺寸大小影响喷油器总成雾化 质量这点认识不足 忽视了有关燃油系统零部件中 的燃油喷射泵与喷油器总成 缸盖燃油道 高压油 管等零件清洁度尤其是颗粒尺寸的详细控制标准的 制定 因此只是根据习惯经验理解而未能根据规范 对颗粒度尺寸大小进行有效的控制 最终造成喷油 器总成中喷孔被堵的质量问题屡屡发生 ２．４ 结论 燃油系统中滤器前与滤器后的零部件 如滤器 后的零部件高压油泵 喷油器总成与缸盖的燃油道 高压油管 琶型螺栓等的颗粒尺寸大小不能满足喷 油器总成中喷孔径尺寸使用要求 是严重影响其雾 化质量的最重要因素