发动机的装配过程[1]

随着中国汽车工业的快速发展，特别是引进技术和国外二手设备的再利用，使发动机装配的设备水平大幅度提高。

发动机装配工艺装备主要分为五个类型：总成和分总成装配线；移载翻转设备；自动拧紧设备；专用装配设备和检测设备。 1.1.1发动机装配线的型式及发展

国内各发动机制造企业所采用的发动机装配线型式较多，大致可归纳为；自由滚道＋双链桥架小车式；自由滚道＋单链牵引地面轨道小车式；自由滚道＋带随行支架地面板式；自由滚道＋单链牵引地面轨道小车式＋带随行支架地面板式；悬挂链式等。

以上各装配线的主线皆为强制流水(连续或间歇)，装配对象与主线的运行是一致的(同步)，故称为同步装配线或刚性装配线。

随着汽车工业的发展，发动机装配线正由刚性装配线向柔性装配线方向发展，柔性装配线的特点是装配节拍可以在一定的范围内自由调整，可以实现多品种混流生产并适应生产纲领的变化。又由于在装配作业时装配对象和装配工人保持相对静止状态，对保证装配的高质量及采用专门的装配设备提供了方便的条件，便于实现装配的自动化。因此国内引进的轿车发动机装配线均采用了柔性装配线( 即非同步装配线)。

目前国内用于发动机装配非同步装配线主要型式有，纵置单滚杠式、摩擦式机动辊道式、双链滚轮式和鳞板式等。一般从美国和日本引进的发动机非同步装配线为摩擦式机动辊道式，如一汽二发和天内；从德国引进的发动机非同步装配线为纵置单滚杠式，如上海大众和一汽大众。

大总成(中型)非同步装配线在中国的发展，是随着引进轿车技术和国外二手设备再利用而发展起来的。北京内燃机厂和一汽第二发动机厂在80年代末分别引进的美国通用汽车公司2.0L发动机生产线及美国克莱斯勒公司的488发动机生产线， 该两条生产线上总成和分总成装配线采用的就是非同步装配线。这一时间可以说柔性装配线已经在中国中小型机械的装配生产中得以应用，以后国内新建的几个大型发动机厂，如上海大众、一汽大众、天津内燃机厂等发动机装配生产线均采用引进的非同步装配线。

我国少数设备生产厂通过对引进技术的消化吸收，已能自行设计和制造这种用于中小机械的非同步装配线，并用于生产中。但与引进的设备相比还有一定的差距，主要问题和技术难点是可靠性差，辊子和滚杠耐磨强度低，影响设备的使用寿命。目前这种设备仍以引进为主，因此在这方面还有待于进一步研制，采用国产设备将使生产线的成本大大降低，因此在我国有广泛的发展前景。

1.1.2发动机装配线上的专用装配设备和检测设备

柔性装配线的应用为确保产品高质量、高生产率的专用装配机创造了条件。在轿车发动机装配中普遍地采用了定扭矩的多头螺栓(母)扭紧机(也称装配机)。拧紧方法采用控制扭矩—转角法，这种方法是目前世界上最先进的螺纹连接方法。

此外还采用气门自动装配机、装配机械手、自动涂胶机等设备，这些设备的采用使国内发动机装配技术水平接近了国外先进水平。

在轿车发动机装配中，一些重要的结合面(如油底壳、水泵壳等与缸体结合面)，采用了涂密封胶新工艺，取代结合面间的垫片，既简化了生产工艺又提高了密封质量。在关键的装配工序后都设有专门的检查工位，采用自动化检测设备控制装配质量，例如曲轴旋转力矩及轴向间隙的检查、总成密封性检查等。

发动机装配主要设备和目前国内制造水平见表1。

表1 发动机装配主要设备和目前国内制造水平

序号 设备名称 国内制造水平

1 发动机总成非同步装配线 能够设计制造，但质量不过关，使用寿命短，

2 缸盖非同步装配线 目前使用的该类设备以引进为主。

3 活塞连杆非同步装配线

4 气门锁夹压装机

5 火花塞导管压装机

6 活塞环装配机 国内能够设计制造，并且质量可靠，但目前没

7 活塞销压装机 有专业生产厂，生产分散，影响设备整体水平

8 缸体翻转机 提高，目前使用的该类设备以国内制造为主。

9

10

11

12

13 拧紧头

14 用要

15 进。

16

活塞插入横转台 翻转移载机 发动机编号打印机 主轴承盖螺栓拧紧机连杆螺栓拧紧机 油底壳螺栓拧紧机 缸盖螺栓拧紧机 飞轮螺栓拧紧机 能够设计制造，但质量不过关，故障率高。 目前国内一些厂为节约投资采用关键的引进，机身部分自行制造，基本能满足使求。目前使用的该类设备95％以上为引 17 油底壳和后油封涂胶机 能够设计制造，但质量不过关、 故障率高。

目前国内一些厂为节约投资采用关键的密封测

18 曲轴回转力矩检测机 试无件引进，机身部分自行制造，基本能满足

19 气门及导管密封性检测机 使用要求。目前使用的该类设备95％以上为

20 发动机总成密封性检测机 引进。

21 气门间隙调整机

1.1.3发动机出厂试验设备

发动机出厂试验是发动机产品的最后检验，在大量生产中，为了提高生产效率及试验数据的准确性，发动机出厂试验台架系统向全自动化台架系统发展，全自动出厂试验台架系统主要包括三方面的内容。

①试验规范的程序控制及各种数据的自动测试。通过程序控制，发动机可以按照设定的程序自动按规范的要求完成试验并自动进行数据测量和判断分析，并把各种测量数据储存在计算机内。

②试验台架的自动快速对接。快速连接试验台能够在极短时间内完成各种管路的自动快速连接；发动机在台架上的自动定位和夹紧；驱动轴的自动对接等一系列动作，实现测试台架装拆连接的自动化，从而减少在试验台上所占辅助时间。

③发动机的自动输送。出厂试验自动化的第三部分内容就是与自动化试验台架配套的专用自动输送线，该线的型式一般采用积放式摩擦辊道输送线。该线具有输送、储存以及自动识别的功能，控制系统根据各台架提出的上料先后顺序和台架外储料滑台上的备料情况，通过判断识别发动机输送托盘上的标志，自动将预试的发动机送到需要的台架上或储料

滑台上，将测试合格的发动机送到下线点，测试不合格的发动机送到检修工位，将空托盘自动送回上线点。

全自动出厂试验台架系统在中国的发展，始于80年代末，当时国内一些大型汽车厂先后引进了少量发动机自动化出厂试验台架，如北京吉普汽车有限公司引进美国英格索兰自动化试验台架。一些设备生产厂在消化吸收引进技术基础上，结合中国的实际情况对引进设备进行仿制，就目前的情况看，试验规范的程序控制、试验数据的自动测试技术及自动输送技术在我国已经成熟，已有少数生产厂能够设计、制造并应用于生产中。技术难点是快速对接技术，尤其是驱动轴快速对接抗扭振和抗自激振动等技术，这项技术还有待进一步完善。这套设备若能国产化将使其成本大大降低，价格仅为进口设备的十分之一，因此在中国将有广阔的发展前景。

由我公司设计开发的汽车发动机总装配生产线控制系统具有完成装配零部件在线上的输送、识别定位、装配、各工位信息采集、信息处理、信息传递等功能，上位信息系统可实现传输线上工件位置的跟踪、设备各运行状态的监测等功能。 目前，总装线和分装线上工件的输送普遍采用柔性输送线，并在线上配置自动化专机设备，以提高生产效率及装配精度、质量。柔性输送线主要有摩擦辊道和启停式动力辊道两种。摩擦辊道为连续运行方式，工位间分隔采用停止器，定位准确可靠，线上配置装配托盘输送工件，工件可在工位间实现无级积放，一个工位可积放多个托盘；也可以采用特别处理的辊面直接输送工件，同时设置积放工位，每个积放工位只能积放一个工件。

发动机托盘可以适应多品种机型装配需要，操作灵活，装配线上的自动化设备主要有自动打号机、拧紧机、自动翻转机、涂胶机以及其他专用装配设备等，可大大提高装配线的装配能力。

装配线上采用现场总线控制方式，通过现场分布I/O及PLC完成装配线的运行及各个工位间的通讯。采用以太网组建现场信息，用于完成装配线上的信息采集、排产下达、工位监控及装配提示等功能。

1、生产线的主要技术指标：

生产纲领：试验线及100000台/年装配线 输送速度：3—15m/min 输送水平误差：＜1/1000

发动机是一个汽车的核心部件，汽车发动机装配线汽车发动机装配线是一个对发动

机顺序装配的流水线工艺过程，由于工艺的繁琐性，装配线在整个生产过程中尤为重要。

发动机是汽车领域技术最密集的关键部件，在汽车发动机装配过程中，由于被装配零件的多样性、工艺的繁琐性，汽车发动机装配线就显得尤为重要。汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，每个工位之间是流水线生产，因此，每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度，才能保证生产的连续性和稳定性。合理地规划发动机装配线可以更好地实现产品的高精度、高效率、高柔性和高质量。

汽车发动机装配线主要包括总装线、分装线、工位器具及线上工具等。在总装线和分装线上，目前国内普遍采用柔性输送线输送工件，并在线上配置自动化装配设备以提高效率。柔性输送线主要有：摩擦辊道和启停式动力辊道两种。装配线上的自动化设备主要有自动打号机、拧紧机、自动翻转机以及其它专用装配设备等，可大大提高装配线的装配能力。

目前，装配线普遍采用现场总线控制方式，通过现场分布I/O统一控制装配线的运行及完成各工位间的通讯。组建现场信息监控系统采用以太网等方式，完成装配线上的信息采集、排产下达、工位监控及装配提示等功能。

发动机装配在其生产过程中是不可缺少的重要步骤，而合理地规划发动机装配线可以更好地实现产品的高精度、高效率、高柔性和高质量。在现代化的发动机生产装配线中，成熟的装配工艺、设备选择、质量控制及物流方式均值得人们去借鉴。

在发动机生产中，装配线是发动机最终状态、最终结构、最终精度的展示，对确保发动机的精度、质量至关重要。一条发动机装配线要保证发动机的装配技术条件，实现高精度；要保证装配节拍，实现高效率；要多机型同时装配，实现高柔性；要有效地控制装配精度，实现高质量。要实现以上几个方面必须从生产线的规划开始着手。

一条发动机装配线尽管具备各种功能，但其最终目的、最基本功能就是保质、保量和按节拍装配出合格的发动机，究竟是否具备这些功能，还要经生产实践检验，在实际生产中验证。新工艺、新技术及新产品的不断涌现，使发动机装配向智能化、数字化和可视化发展，未来的发动机装配线的规划将有更多选择。

汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，由于工艺的繁琐性，装配线在整个生产过程中较为关键。

发动机是汽车领域技术最密集的关键部件，在汽车发动机装配过程中，由于被装配零件的多样性、工艺的繁琐性，汽车发动机装配线就显得尤为重要。汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，每个工位之间是流水线生产，因此每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度，才能保证生产的连续性和稳定性。

汽车发动机装配线主要包括总装线、分装线、工位器具及线上工具等。在总装线和分装线上，目前国内普遍采用柔性输送线输送工件，并在线上配置自动化装配设备以提高效率。

柔性输送线主要有：摩擦辊道和启停式动力辊道两种，输送速度一般为3-15m/min。

摩擦辊道为连续运行方式，行进速度恒定。输送线上设置停止器，定位准确可靠。线上可配置装配托盘输送工件，托盘可在工位间实现积放，一个工位可积放多个托盘。也可采用特别处理的辊面实现无托盘输送。

启停式输送辊道只在需要输送工件时启动辊道运转，为了启停平稳，通常采用变频电机。工位间无需设置停止器，但每个工位需设置单独驱动，不论是否配置托盘，工件只能按设置好的工位进行积放，其柔性较摩擦辊道差，成本也较摩擦辊道高，但使用寿命长、耗能少，通常用于重型装配线的输送。

辊道传动方式为伞齿轮或链传动。采用减速电机驱动，运行稳定可靠，噪声小，基本不需日常维护。辊道纵梁可采用铝合金材料或钢板制成，并敷设盖板及外罩板，专机工位设置护网，整线外表美观。

发动机托盘的使用，可适应多品种机型装配需要，操作灵活，并符合人机工程的需要。

装配线上的自动化设备主要有自动打号机、拧紧机、自动翻转机以及其它专用装配设备等，可大大提高装配线的装配能力。

目前，装配线普遍采用现场总线控制方式，通过现场分布I/O统一控制装配线的运行及完成各工位间的通讯。组建现场信息监控系统采用以太网等方式，完成装配线上的信息采集、排产下达、工位监控及装配提示等功能。

“唯有一流的设备才能制造一流的发动机”。为了使复杂的发动机表现出设计赋予它们的巨大潜能，就必须要在生产过程中注重每一个环节的完美。而要确保每个环节都既达到高精细度，又满足工业生产必需的高效率，就必然要借助最先进的生产制造技术才能实现。我们有理由相信，随着国内汽车生产厂家质量意识的不断提高，汽车发动机装配技术、设备也将越来越受到重视。(end)

1．简 介

汽车发动机装配线主要包括总装线、分装线、工位器具及线上工具等。目前，总装线和分装线上工件的输送普遍采用柔性输送线，并在线上配置自动化装配设备，以提高效率。

柔性输送线主要有摩擦辊道和启停式动力辊道两种。

摩擦辊道为连续运行方式，工位间分隔采用停止器，定位准确可靠，线上可配置装配托盘输送工件，工件可在工位间实现无级积放，一个工位可积放多个托盘；也可采用特别处理的辊面直接输送工件，工件积放时需设置积放工位，每个积放工位只能积放一个工件。 启停式输送辊道只在需输送工件时启动辊道运转，工位间勿须设置停止器，每个工位需设置单独驱动，不论是否配置托盘，工件只能按设置好的工位进行积放，其柔性较摩擦辊道差，成本也较摩擦辊道高，但使用寿命长，耗能少，通常用于重型装配线的输送。

辊道传动方式为伞齿轮或链传动。采用进口品牌减速电机驱动，运行稳定可靠，运行噪声小，基本不需日常维护。辊道纵梁可采用铝合金材料，并敷设不锈钢拉丝盖板及护板，铝合金骨架钢丝护网，整线外表美观。

发动机托盘可适应多品种机型装配需要，操作灵活，并符合人机工程的需要。 装配线上的自动化设备主要有自动打号机、拧紧机、自动翻转机以及其它专用装配设备等，可大大提高装配线的装配能力。

装配线上目前普遍采用现场总线控制方式，通过现场分布I/O由总控统一控制装配线的运行及完成各工位间的通讯。采用以太网等组建现场信息监控系统，用于完成装配线上的信息采集、排产下达、工位监控及装配提示等功能。

2．技术指标

生 产 纲 领： 试验线及100000台/年装配线 输 送 速 度： 3-15m/min 输送水平误差：＜1/1000

3．应用领域

发动机、传动器的装配。已成功应用于潍柴股份、一汽大柴等生产企业。

4．用户效益分析

可提高生产效率，保证产品质量。

东风汽车公司发动机厂位于中国湖北省十堰市武当山麓，汉水河畔，交通便利，环境优美。现有工业建筑面积28万平方米，各类设备2300多台(套)，固定资产4.69亿元，是一家汽油、柴油并举，中、轻、农配套的多品种汽车发动机生产企业，具有年产20余万台发动机的综

合生产能力。

伴随着东风汽车公司的发展，发动机厂积累了三十年的发动机制造经验，累计生产了近200万台发动机，不仅有着坚实的管理基础、先进的硬件设施和高质量的产品，而且有着一支训练有素的员工队伍。

在新的世纪里，发动机厂已不仅仅是东风汽车公司的主机厂，而且还是面向国际和国内各类车型配套的首选厂家。为了满足市场和法规的需要，发动机厂注重新产品的开发和产品的市场适应性开发，现已形成EQ6100、EQ6105、EQ491汽油机和EQD6102、EQ6105DD、EQ4105D柴油机等六大系列产品，包括二十余种变型品种，如EQ6100、EQ6105及EQ491的LPG或CNG两用燃料发动机及EQ491电喷发动机。EQ491i电喷发动机排放达到欧II标准，处于国内领先水平。发动机厂与东风汽车工程研究院联合成立的发动机开发与应用研 究所，具有快速的开发能力,发动机厂大力发展零部件产业为主机厂提供优质的零部件。

发动机厂坚持质量兴厂的方针，拥有以引进的大型三坐标仪、发动机检测试验台架为代表的一整套高精计量检测设备。1997年通过GB／T19000 系列标准第三方质量体系认证。“永远忠诚于用户”的经营思想正通过全员贯彻于全厂的产品开发、生产销售和售后服务的全过程。

发动机厂正在开展第三次创业活动，实施四轮驱动战略，力争用3-5年时间建成具有国际竞争力的企业。东风汽车公司发动机厂愿广交天下朋友，并将以优质的精品忠实地、全速全方位地为全国乃至全球的发动机用户服务!

东风汽车有限公司商用车发动机厂位于湖北省十堰市武当山麓，有着30余年历史、近三百万台发动机制造经验，是国内唯一一家汽、柴、天然气并举，2升至11升全系列车用发动机制造商，年综合生产能力20余万台。产品功率覆盖90-412PS。排放均达欧Ⅲ、部分产品可持续达欧Ⅳ水平。发动机厂在东风日产战略框架下，融入国际，发动科技的力量，打造中国商用车发动机第一品牌，为用户提供持续满意的环保动力。

目前主要生产发动机总成和发动机关键零部件，总成主要有四缸汽油机、六缸汽油机、六缸柴油机、天然气发动机；零部件主要有缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆。

发动机的装配过程决定着发动机的产品质量。成熟的发动机装配线可在节约成本的前提下，通过合理的工艺规程、正确的操作方法完成产品的组装，以满足生产的需要。 汽车发动机由成百上千个零部件组成。发动机作为汽车的“心脏”，其制造技术是整车制造技术的集中体现。能否保证发动机具有良好的性能，实现可靠地运转，很大程度上取决于发动机制造过程的最后工序——装配。装配过程对产品质量起着决定性的影响。因此，为了提高装配质量和生产效率，我们必须对发动机装配工艺的构成进行分析研究，如装配生产线的研究、装配工艺规程的制定等。

装配生产线简介

由于发动机产品结构、需求量及企业情况的差异，装配多款发动机的生产线需要满足每款发动机的装配要求，即满足产品装配的高精度、高质量、高效率和高寿命的要求。在装配线上的产品还应具有对合理技术指标的可操作性、可检测（检查）性。

本文所述装配线由1条主装配线和5条辅助装配线组成。发动机装配主线采用总线控制结构的非同步环形平面布置的柔性输送线，由可互换的标准段构成，采用成熟工艺设计、制造，技术先进，运行可靠。托盘为回转式以目前生产的1.3L和1.6L机型为主，其他机型考虑通过调整托盘支撑来满足装配要求。托盘上安装有ID卡，通过读写头对关重数据进行采集、交换。每个工位均有独立气源处理连接件，以保证各种装配设备的使用。发动机在该生产线上装配完成后的总重量为160kg，装配线的承载为400kg/m。该生产线具有年产20万台的生产能力。主线完成的检查工作主要有各种要求的扭矩检查、间隙检查、回转扭矩的测试等。

下面介绍一下配合发动机主线装配的5条辅线。

1．气缸盖柔性分装线

输送线采用总线控制的非同步柔性输送链，由可互换的标准段构成，托盘为单层，不带回转台。该分装线可完成缸盖总成中气门、气门油封、气门弹簧、气门锁片、气门上下座、填隙片及凸轮轴总成等零部件的装配，并检测气门气密性和气门间隙。

2．进排气歧管组装线

采用工作台及夹具操作，主要装配歧管油轨总成、上下歧管密封垫、氧传感器和其他附件，并检查油轨密封性和氧传感器扭矩。

3．活塞连杆分装线

采用工作台、夹具和专机操作，主要装配活塞、连杆、活塞销及活塞环等。本机活塞销与连杆的配合为过盈配合，采用热压装的方式，并检查活塞、连杆分组、活塞环朝向和加热设备的时间、温度设定等。

4．变速器及相关附件装配线

输送线是由可互换的标准段构成，采用总线控制的非同步的柔性输送链，主要装配飞轮、离合器、变速器及发动机线束等，并在此检查离合器自由行程。

5．发动机热试线

发动机从总装配线由整机自行小车输送到热试线上至磨合台位，气动压紧系统将小车压紧后采用快速接头将发动机与磨合台位上的冷却水进出口、排气管对接，燃油进出口、机油压力接口和节气门执行机构等对接，然后按照磨合工艺进行发动机既定项目测试。试验完毕后，人工将发动机冷却水接口、排气接口、燃油进出接口、机油压力接口和节气门执行机构等联接拆除，松开压紧机构，输送线将带载托盘送出该工位。

装配工艺规程的制定

为了达到规定的装配技术要求，技术人员需要对发动机总装图、部装图和主要零部件图进行分析，了解每一部分的结构特点、用途和工作性能，了解各零件的工作条件以及零件间的配合要求，从而在制定装配工艺规程时，采取必要措施，使之完全达到图纸要求。对构成发动机总成的零部件图及装配图进行分析还可以发现产品的装配工艺是否合理。确定组成发动机各个零部件的公差，保证它们装配后形成的累积误差不大于发动机按其工作性能所要求的数值。

制定装配工艺规程时，必须根据产品特点、要求和工厂生产规模等具体情况，决定装配方法以及采用的装配工具，不能脱离实际。因此，必须掌握足够的原始资料，拟定装配工艺规程。

1．总装作业指导书主要的原始资料

（1）产品的总装图、部件装配图以及主要零件的工作图；

（2）产品验收技术条件；

（3）所有装配零部件的明细表；

（4）工厂生产规模和现有生产条件；

（5）同类型产品工艺文件或标准工艺等参考资料。

2. 拟定装配工艺规程的内容及其步骤

（1）装配工艺规程的内容

装配工艺规程是组织和指导装配生产过程的技术性文件，也是指导工人装配的依据。因此，它必须包含以下几个方面的内容：

①合理的装配顺序和装配方法；

②划分装配工序和规定工序内容；

③选择装配过程中必需的设备和工夹具；

④规定质量检查方法、使用的检验工具及检查频次等。

（2）拟定装配工艺规程的步骤

掌握了必要的原始资料后，就可以着手进行装配工艺规程的拟定工作。拟定装配工艺规程的步骤大致如下：

①分析装配图及技术要求，了解发动机的结构特点，查明发动机的尺寸链，确定适当的装配方法。

②确定装配顺序（即装配过程）。装配顺序基本上由发动机的结构特点和装配形式决定，先确定一个零件作为基准件，然后将其他零件逐次装到基准件上。例如，本发动机的总装顺序是以曲轴箱为基准件，其他零件（或部件）逐次往上装，按照由下部到上部、由固定件到运动件再到固定件、由内部到外部等规律来安排装配顺序。

③划分装配工序和确定工序内容。在划分工序时确保前一工序的活动应保证后一工序能顺利地进行，应避免妨碍后一工序进行的情况。采用流水线装配作业时，工序的划分必须符合装配节拍的要求。

④选择装配工艺所需的设备、工夹具及辅料。根据产品的结构特点和生产规模，尽可能地选用先进的、适用的装配设备、工夹具及辅料。

⑤确定装配质量的检验方法及检验工具。

⑥确定产品、部件和零件在装配过程中的运输方法。

⑦编写装配工艺文件。装配工艺文件包括过程卡（装配工序卡）和操作指导卡等。过程卡是为整台机器编写的，包括完成装配工艺过程所必须的一切资料；操作指导卡是专为某一个较复杂的装配工序或检验工序而编写的，包括完成此工序的详细操作指示。本发动机装配工艺文件有清洗、部装、总装和磨合作业指导书及发动机出厂验收技术条件共同组成。

3．装配工艺规程的评价

根据上述信息拟定的装配工艺文件通过试运行，并测试其关键工序的质量保证能力和生产节拍均匀性，即可确定装配工艺文件的可行性，否则根据具体情况进行修订后再实施。

结语

随着汽车行业的快速发展，市场既需要一款发动机与多款整车相匹配，也需要一款整车与多款发动机相匹配。为此，发动机生产企业可以采用一条生产线只装配某一款发动机，也可以采用一条线装配多款发动机的生产方式。相对而言，在各种产品需求量不是很大的时候，后者无疑可以节约场地和投资成本且能满足生产需要。 概述和起因

发动机装配质量控制的重要性不言而喻，国内外的整机和零部件生产企业、科研部门为此进行了大量的工作。研究表明，发动机的装配质量除了外协（购）件的质量控制、装配环境、工人的素质和技能之外，主要取决于装配生产系统的完备性和先进性。

某发动机总装配线

一般地，发动机装配生产系统由各部件装配、总成装配和与此对应过程的各种检测和控制组成，如气缸盖装配、活塞连杆总成装配、主轴瓦检测、曲轴转动和轴向间隙检查、扭矩检测、密封检测、冷态检测等。整个装配生产系统的完备性和先进性又主要取决于装配流水线中各关键工位（控制点）的控制，这些关键工位对于最终所生产出来的发动机的质量是至关重要的。

对于装配线上关键工位的研究，在传统的发动机装配生产中，往往要等到产品全部完成之后，通过繁复的分析检测，才能反过来分析生产过程中的哪些步骤和工艺需要改进；而如何改进和改进的程度是多少，又必须通过又一轮的全新试验和生产才能得知；因此很难实现生产的实时控制，更会造成生产设备、生产时间的浪费和返工率的成倍增加。所以， 我们要做的就是如何安排合理地工序间的实时检测和如何进行有效的实时在线检测，及时地发现装配过程中的缺陷，从而降低返工率，提高装配的效率和质量。

目前，一些国际一流汽车发动机生产企业的研究和实践表明，合理工序间的在线实时检测能够从装配过程中对最终产品的质量进行即时预测，然后加以科学反馈，实施及时有效的调整，从而以较低的时间成本、物料成本和加工成本生产出高质量的发动机产品。

在此，将主要讨论总装配线上关键工位的控制，对各分总成装配线的情况暂不分析。

总装配线上关键工位的选择

通过工作实践和对发动机制造工艺的研究，发动机总装线上以下几个控制点是非常重要的。图1所示为某总装配线上典型的关键控制点，其中：

OP10 — 主轴瓦是否安装和安装是否正确；

OP20 — 曲轴和轴盖安装后曲轴是否能正常转动，曲轴的间隙是否能保持在正常的范围内； OP30 — 连杆轴瓦是否安装及安装是否正确； OP40 — 活塞型号及方向是否安装正确；

OP50 — 活塞连杆组安装到曲轴上后曲轴是否能正常转动； OP60 — 短发动机的油道和水道是否存在泄漏；

OP70 — 短发动机安装的完整性、冷态检测等； OP80 — 长发动机水路系统是否密封； OP90 — 电气系统功能是否正常。

需要说明的是，OH10、OH20工位是缸盖分总成装配线上的内容，为缸盖气阀座密封检测和缸盖气门锁片检查工位，在此，暂不讨论。

主要检测工艺和手段

针对关键点，采用先进的检测设备可准确地判断出这些关键工序是否符合工艺要求。

1、主轴瓦检测的三种方法

□ 在主轴档装好主轴瓦后用激光检测距离判断轴瓦是否存在，如果没有安装，检测出的距离短。

□ 采用充气检测，可往通往曲轴油道的通路中充气，随后保持充气压力，如果没有安装轴瓦，压力会下降。

□ 设备上安装一定高度的档杆，当工件流经该工位时，如果安装了轴瓦，轴瓦会碰到档杆，随后给传感器一个信号；如果没有安装轴瓦，档杆将不会被碰，从而传感器读不到信号，判断出轴瓦漏装。这个方法对工件和传送板定位要求较高，否则容易误报警。

2、曲轴转动和轴向间隙检查

在曲轴轴盖螺栓安装并拧紧后，夹具套住曲轴前端，用电机驱动，转动曲轴同时采用传感器监测转动扭矩。扭矩在合格的范围（0.22～2.5Nm）内即为合格，否则需下线检查原因在返工，重新上线检测。

在检查扭矩后，再推动曲轴轴向运动，通过传感器检测轴向位移。当位移在合格范围（一般为0.07～0.23 mm）内，判断为合格，否则可能是止推片漏装或安装不正确。

3、连杆轴瓦油孔检测

在轴瓦安装到连杆之前，先用光感检测来料轴瓦是否带有油孔，如果没有就将该轴瓦剔除掉。这样可以保证在连杆体上安装上带有油孔的轴瓦。

4、活塞方向检测

活塞带有方向性，一般活塞上都带有箭头，通过摄像头读取箭头形状与标准图形进行比较从而可以判断安装的正确性。

5、活塞安装以后曲轴转动检查和振动检验

检测曲轴转动扭矩是否在正常范围内(5～19Nm)，同时进行振动检测，测验噪音。如果有异响，可判断出连杆轴瓦漏装。

6、短发发动机油道水道检测

某发动机总装线上全自动油水路密封检测系统的检测工艺简单阐述如下：

□ 油道密封性检测

采用充入压缩空气检测压降的方法，将油道和燃烧室、曲轴箱、进排气道的所有外部口全部密封，然后往其中两处充压缩空气，保持一定时间，检查压降是否在合格范围内。

□ 水道密封性检测

同样采用充入压缩空气检测压降的方法，将水道的所有外部口全部密封，然后往其中两处充压缩空气，随后保持一定时间，检查压降是否在合格范围内。

7、短发动机冷态试验

我们理解为当短发动机安装完后，通过采用外界动力（如电机等）倒拖，使发动机在低速不点火状态下运转。基本的参数测量如下：

□ 通过检测进气管各缸压力、排气管各缸压力，可以检测活塞环、气阀是否安装正确。

□ 通过检测曲轴扭矩和振动噪音，可以检测主轴瓦和连杆轴瓦是否装配正确，油路是否畅通。

□ 通过检测凸轮轴和曲轴相位传感器的信号，可以检测正时系统是否正确。

一般来说，每种发动机的数据参数各不相同，一般需要根据对5000～10000台次左右的合格发动机定出基本参照数据线和合格偏差范围。图5至图8为几个典型的测试图（与实际测试数据不一定一致）。

8、长发动机水路检测

在所有发动机水管安装完毕以后，将所有水路出口堵住，并往两个出口充气，在一定时间内检测气压降从而判断密封性能。

9、电气及燃油系统、点火系统检测

在安装线束和燃油系统后，安装传感器检测各线路是否通畅。

检测效果分析

通过实时的在线检测，可以在装配过程中及时发现产品的缺陷，尽可能地及时发现各种显性和隐性问题。对发现的问题进行及时解决，可以使后续产品的缺陷率大大降低。

仅通过对水道和油道的密封进行实时在线检测，在16周以后缺陷发生率从15%下降到2%左右，总体呈明显下降趋势。如果把其它检测结果综合分析，则缺陷率也呈明显下降趋势。 结论

对发动机总装线工序间合理的关键控制点进行实时在线检测，能够在装配过程中及时、准确地判断和发现缺陷所在，避免了缺陷的传递。

生产结果表明，此类实时在线检测在不长的生产周期内大幅度地降低了缺陷发生率，降低了生产成本，提高了发动机装配的效率和质量。因此，在现代化企业的规模生产和精益生产中发挥着越来越重要的作用。

此类实时在线检测技术先进、性能可靠、使用和维护方便，但价格较贵，如何寻找合理的性价比和开发国产化装备，是我们迫在眉睫的工作。为了进一步提升发动机的装配质量，相信此类实时在线检测技术将会得到越来越多的推广和应用。 (end)