某型柴油机高压油管漏油故障攻关

　　摘要：针对某型柴油机高压油管漏油故障问题进行了深入调查分析，发现故障的形成与零件设计、装配工艺、力矩的控制有关。通过设计改进油管接头长度，即增加有效的螺纹长度，增强油管密封锥面的密封效果；通过改进油管管夹过钉孔形状，消除因螺钉孔错位装配而形成的油管应力；通过改进、完善装配工艺，防止力矩不足，保证了油管锁紧螺母的力矩，确保装配质量。通过这几方面的改进攻关，攻克了某型柴油机高压油管漏油的故障。
　　关键词：柴油机，高压油管，管夹，装配工艺，力矩
　　某型柴油机在试机过程中，出现批量高压油管接头漏油的故障，故障率达30%。故障现象为热试刚开始磨合或在磨合过程燃油从高压油管的上接头（喷油器端）或下接头（高压共轨端）漏油。再通过向质量部门了解外故障反馈信息，该机型也有过若干台高压油管接头漏油的问题。漏油部位见下图线头所示部位：
　　一、相似机型相同零部件对比分析。
　　1、针对该故障，发现漏油的油管不是传统的欧2排放机械式油泵机型，而是新开发的，2010年才全面投产的达欧3排放的电控式高压共轨机型。该机型油管锁紧螺母的有效长度因出于降成本的考虑，设计长度仅为15毫米，比传统欧2排放机型油管的锁紧螺母长度17.5毫米短了2.5毫米。就是因为缩短了锁紧螺母的长度，从而减少了有效螺纹的长度，降低了螺母的锁紧力，造成锁紧密封不严而漏油。经改进设计油管的锁紧螺母长度为17.5毫米，增强了锁紧密封效果。
　　二、装配分析与装配工艺的改进。
　　通过跟踪装配知道，高压油管是弯制成型的不规则零件，油管较长，需要管夹固定，而其相关尺寸较多。又据了解国内柴油机厂家进货检验还无专用设备检查高压油管的空间尺寸，零件的空间尺寸难保证完全一致，因此无论油管接头或固定管夹的过钉孔均有错位现象。如装配或设计上无法消除错位则必然造成撬装。这样油管都会因错位撬装而使密封面配合不佳或产生应力，使油管密封失效，造成漏油。对管夹固定孔错位可通过把过钉孔由圆孔改为长U孔来消除。对油管的轻微错位可通过优化装配方法来消除：
　　改进前装配工艺 改进后装配工艺
　　1、把1-4缸高压油管分别接到相应的共轨管出油接头和喷油器接头上，先用手把油管的锁紧螺母拧到位，暂不上紧。
　　2、用力矩扳手按1-4缸或4-1的顺序上紧与喷油器连接的高压油管锁紧螺母力矩，力矩范围（30-35）Nm；然后按1-4或4-1缸的顺序上紧与共轨管部件连接的高压油管锁紧螺母力矩，力矩范围（30-35）Nm。 1、把1-4缸高压油管分别接到相应的共轨管出油接头和喷油器接头上，先用手把油管的锁紧螺母拧到位，暂不上紧。检查油管接头的密封锥面，如果不处于自然贴合状态则必须轻扳油管至接头锥面处于自然贴合状态。
　　2、用定力矩扳手按1-4缸或4-1的顺序先预上紧与喷油器连接的高压油管锁紧螺母力矩至10Nm，然后按1-4或4-1缸的顺序预上紧与共轨管部件连接的高压油管锁紧螺母力矩至10Nm。经一次预紧后则按预紧顺序复紧螺母力矩至最终值33Nm
　　高压油管的三维图
　　经过了对装配工艺与管夹螺孔设计的改进，可以避免因密封锥面错位而造成密封不严的漏油现象。经跟踪试机，了解情况，漏油现象减少了，但还存在，并且都表现为继续拧紧螺母力矩后故障排除。难道是力矩不足？
　　三、力矩分析与力矩工艺的改进。
　　进一步调查发现：1、还存在装配方法上的原因造成装配力矩不足；2、装配的工艺力矩可能确实偏小。因空间限制，使力臂与螺纹轴心夹角小于90度，如下图所示：
　　工步1-拧紧高压油管下端接头，工步2-拧紧高压油管上端接头
　　3、根据力学原理，力矩等于力X力臂，当定力力矩扳手这个力臂与螺母的轴向力不垂直时力矩会变小，其值为设定的力矩X变化角的余弦值。
　　如设定力矩为33Nm，假设力臂的变化角为60度，则螺母得到的轴向力为：
　　33NmXcos60°=16.5Nm，角度越大则螺母得到的力矩就越小。
　　4、针对存在造成漏油的这两个因素，做以下改进：
　　序号 项目 改进前 改进后
　　1 装高压油管工艺力矩。 上紧力矩要求30-35Nm，定力扳手设定为33Nm。 上紧力矩要求为40-50Nm，
　　定力扳手设定为45Nm。
　　2 实际上紧力矩的大小要考虑角度的因素。 / 上紧力矩时扳手力臂与螺母的轴向力必须垂直，因空间等因素不能垂直时定力扳手的设定力矩需X夹角的余弦值。即锁紧螺母要得到设定的33Nm力矩，扳手因空间位置等因素的限制时，扳手的设定力矩必须做相应调整：
　　30度时扳手该设定力矩：
　　33/cos30°=38Nm
　　45度时扳手该设定力矩：
　　33/cos45°=47Nm
　　60度时扳手该设定力矩：
　　33/cos60°=66Nm
　　四、经设计、工艺的更改后进行投放市场验证。
　　2010年8月完成了以上设计、装配力矩、装配方法的整改，试装验证了200台，热试检验该型高压油管均无渗漏油现象发生；发动机投放市场已半年，亦无用户再反馈上述整改部位有漏油故障，说明该型高压油管整改措施有效，漏油攻关成功。

《某型柴油机高压油管漏油故障攻关》

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