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发动机低温装配原来是这样:冷缩装配改变世界

点击次数:874 发布时间:2018-12-28

发动机低温装配原来是这样:冷缩装配改变世界

 

     我们经常看到有不少关于发动机装配的报道,提到发动机装配在零下30°C以下的低温环境下进行,另据爆料,主流的汽车发动机厂商都有自己的低温装配车间,在低温环境下装配的发动机密封性好、不容易漏油,只有这样,才能生产出高质量的发动机。

真相果真如此吗?我们先来看一下,高质量发动机的装配原理。孔和轴的典型配合有三种,分别为间隙配合、过渡配合和过盈配合。简单来说,间隙配合是孔的直径大于轴径,这种在常温下就可完成装配。而过盈配合轴径大于孔径,过盈配合是紧密和牢固的配合。但问题是,常温下我们把大径轴装入小径孔中是不可能实现的,这就要借助非常手断,利用热胀冷缩原理,让轴冷缩,孔热胀,再将轴孔配合,恢复到常温,达到了紧密过盈配合。

原理上是这样的,这也是为什么在发动机大修后,整体性能严重下降的原因,因为常温配合是达不到过盈配合技术要求的,因此会出现密封性不好,也许不漏油,但是在高温高速运转过程中,会出现细微的漏气,这样动力也会下降的,油耗自然升高。

说到这里,我们可以隐约联想到发动机的冷冻车间,但说发动机组装完全是在低温环境下进行又是片面的。

其实真相是,完全低温装配是不存在的,温差装配才是可行的。要想让两个零件达到过盈配合传递扭矩,孔要加热膨胀,轴要冷却收缩。这样在不同的温差下,原本过盈状态的孔和轴,就变成间隙配合,可以顺利的装配在一起,当孔和轴恢复到同一温度的时候,孔和轴处于过盈状态,可以承受预定的扭矩和轴向力。

所谓的低温装配必须是轴零件和孔零件两者温度不同,如果温度相同,轴和孔同样的膨胀或同样的收缩,是不可能完成过盈配合的。 所以所谓的低温车间下的低温装配名不副实,孔需加热到较高温度,而轴需要在低温装配箱中冰冻到低温,此时配合才会改变配合性质,由过盈变成间隙配合。

 

图为爱思科冷冻科技的冷冻装配法 

 

真实的装配过程是这样:把冷却到低温的工件从低温装配设备中取出,工件不会马上恢复室温,这时将已经加热的配合件与之装配,然后恢复到室温,就完成过盈装配了。

 

液氮冷缩装配适用于包容件(如行星架、扭力臂等)无法加热或加热零件会导致零件精度、材料组织变化、影响其机械性能的,被包容件(如销轴、弹性支承轴)可以冷冻的过盈配合件的装配。液氮冷缩装配适合各种热作模具、冷作模具装配、各类变速箱、齿轮箱的齿轮和轴装配、精密机械零件装配、各类电机定子、转子装配、汽车机件、发动机零部件。

 

冷装法适用于包容件(如行星架、扭力臂等)无法加热或加热零件会导致零件精度、材料组织变化、影响其机械性能的,被包容件(如销轴、弹性支承轴)可以冷冻的过盈配合件的装配。 

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