发动机制造过程中的清洁度管理

康新龙，尚伟，唐延琴

（北京现代汽车有限公司，北京 101300）

发动机制造过程中的清洁度管理

康新龙，尚伟，唐延琴

（北京现代汽车有限公司，北京 101300）

清洁度是衡量发动机可靠性的重要因素之一，因此，汽车主机厂或者发动机厂除了对单品的材料、尺寸、间隙断差等项目进行控制以外，还要加强对发动机单品和整机清洁度的监控。发动机清洁度直接影响发动机的寿命和耐久性。文章阐述了发动机清洁度的概况，发动机污染杂质的来源，清洁度不良所带来的危害以及在生产过程中如何控制和管理发动机清洁度。发动机清洁度的管理是一个持续的过程，在清洁度管理工作中可以按现代汽车集团推行的“6M”管理理念进行管理和控制。

发动机；清洁度；6M 管理

CLC NO.:U464.9Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-162-03

前言

发动机是汽车的主要部件，汽车发动机的质量好坏直接影响着汽车的整体质量水平和客户满意度及公司的经济效益，而清洁度指标对发动机整体质量和可靠性能有着直接的影响。因此，发动机生产厂家除了对发动机零部件材质、加工尺寸等常规项目进行管理外，还要加强对发动机清洁度的控制和管理。

发动机清洁度是指发动机零件和总成的清洁程度，传统定义是指，按照规定方法从特定的部位采集到的杂质微粒的重量、大小、数量等，其单位为mg、μm。根据目前汽车产品质量检验评定办法，清洁度是评定汽车发动机质量的重要指标之一，它不仅影响发动机的品质与可靠性，还会影响其使用寿命。根据QC/T901《汽车发动机产品质量检验评定方法》, 发动机的清洁度检验包括轴瓦拉伤检验和整机解体清洁度检验。轴瓦拉伤是指发动机主轴瓦、连杆轴瓦工作表面因杂质或脏物而引起的机械损伤；整机解体清洁度检验的清洗部位主要指发动机内部与润滑机油接触的零件表面和进人气缸的燃料、空气通道表面。

据相关数据记载，发动机清洁的工作量约占发动机制造过程中的10%～20%。发动机主要摩擦副和重要项目的寿命见表1。

从表中可以看出，国外的使用寿命明显高于国内水平，造成这种差距的原因有很多，但是零部件和整机的清洁度是其中非常重要的因素。因为不同的主机厂在装配前的清洗工艺与清洗质量都不尽相同，好的能运转几千小时，差的只能运转几百小时甚至几小时，因此清洁度是发动机的一个十分重要的质量属性，它和发动机的寿命紧密相关。

表1 发动机主要摩擦副和重要项目的寿命

近年来随着“零缺陷”等质量观念的引入，“发动机清洁度管理”已被各大发动机生产厂家所接受，并越来越多的从产品工艺、工厂环境、设备设计、人员培训等各个方面进行管理，使发动机零部件和整机的清洁度得到了很大的提高。

1、发动机污染来源及清洁度危害

1.1 零部件残留的杂质

发动机锻造、铸造零部件的非加工面上未处理干净的型砂、表层和未处理的毛边等，如缸体、缸盖、进排气歧管、曲轴、凸轮轴和连杆等非加工面残留物；在机加过程中产生的切屑未清洗干净及加工面和加工孔时产生的毛刺未处理完全，如缸体、缸盖和曲轴的油道、水道以及缸盖 OCV孔等切屑和毛刺等。如果装配前这些残留物和毛刺不清理干净，都将影响发动机的质量和性能。未清理干净的杂质，在发动机运转过程中，受到振动和润滑油冲刷落于机油盘中，再被带入到各摩擦表面，从而使各轴类，瓦片等加速磨损、降低发动机的可靠性与使用寿命；有的杂质会使发动机部件工作失灵，如各类阀体等工作不良，影响发动机性能，严重时可能损坏发动机。

1.2 装配过程中的污染

装配过程中，各类污染将直接影响发动机的装配质量与可靠性，如装配过程中密封面有杂质造成的密封不良泄露；使用带有杂质的卡具装配时造成装配尺寸不合格，或划伤零部件；操作人员所带的手套、衣物等掉落的杂物都会使装配清洁度下降；装配过程中需要涂抹润滑液的工位如果涂抹过多未清理完全，使用过程中和外界灰尘混合形成污染，或者润滑液不洁净都将影响发动机清洁度，造成早期污染。

1.3 生产场地环境污染

生产场地如果灰尘、污垢等太多也会造成发动机生产过程中清洁度不良。例如北京春季沙尘天气，杨絮、柳絮等容易在装配过程中进入发动机内部，影响清洁度，造成非正常的磨损，影响发动机可靠性。

1.4 清洁度的危害

在加工过程中，如果清除零件和夹具定位面上的切屑不细致，则会影响零件加工的精确定位。如果机械杂质残留在零件的配合面或油道孔上，那么在装配时，精密件表面会被擦伤, 而且在试运转和实际使用过程中，配合表面极易造成破坏。另外，在不加工的内腔内如水道存在过多的铸造杂质和砂粒还会影响整机的性能。清洁度的好坏，不仅与产品性能、寿命有关，而且与产品和企业的声誉有关。

发动机内杂质残留物对发动机的损害主要体现在以下几个方面：（以北京现代ALPHA发动机为例说明）

（1）进气歧管的进气道中如果有型砂、残渣等在发动机运转过程中受到振动，残留物脱落会进入燃烧室，造成异响，使气门卡住无法正常运动而造成气门和活塞相撞，损坏整个发动机的严重后果。

（2）缸体缸盖机油管路内部加工切屑毛刺等未清洗干净，轻者使轴瓦及运动件表面磨损，严重者堵塞油路，连杆轴承、主轴瓦轴承、凸轮轴等因断油造成温度急剧升高而“烧瓦”、“抱轴”，甚至造成连杆或曲轴断裂，致使发动机毁损并危及人身安全。

（3）供油系统中如果有加工残留杂质还会使精密部件丧失功能，如北京现代ALPHA CVVT发动机中CVVT机油控制阀体（OCV），经常出现被缸盖加工过程中产生的铝屑卡死然后CVVT无法正常工作（图1），发动机警告灯亮、怠速抖动等问题；如果加工残留物进入机油泵还有可能使机油泵转子卡死而无法正常运转，使供油系统出现故障；同样如果残留物进入机油泵泄油阀，造成泄油阀卡死，会使机油泵一直处于泄压状态，机油压力无法达到正常值造成发动机磨损，严重时损坏发动机。

图1 OCV卡滞

（4）水套中铝屑等残留会使防冻液流速减缓，发动机无法正常冷却，温度过高而使发动机损坏。有时会造成节温器和水箱堵塞，使水温出现异常。

（5）各接合面、密封面由于泥沙、金属碎屑、毛刺、毛发等杂质未除干净，容易使局部密封失效，造成漏水、漏油、漏气“三漏”情况发生。加油口、油尺插入处等密封不良，灰砂易进入机内，同样会产生不良后果。

2、适用北京现代的清洁度管理

发动机制造是一个从零件浇铸、加工、装配、整机试运行的复杂过程，每一个工序完成后都会残留下一些机械杂质。因此，对发动机清洁度的控制是一个必不可少的环节。以北京现代 ALPHA发动机为例，清洁度不良问题占总体不良25%左右。通过对发动机的清洁度现状进行分析，可以看出提高发动机清洁度既是一个技术问题也是一个管理问题，它必须由整个系统来保证。发动机清洁度的管理是一个持续的过程，在清洁度管理工作中可以按现代汽车集团推行的“6M”管理理念进行管理和控制。

2.1 6M的定义

“6M”是指在一般企业中管理的 4 M (Man + Machine + Material+Method) 制造管理基础上增加2 M (Moral+ Measure -ment)即无缺点的质量意识和对产品的测量和验证。在清洁度控制方面达到成为最优秀专家（Man），用最佳的设备（Machine），用最好部品（Material） 和最佳的方法（Method）控制清洁度，在日常清洁度管理中树立无污染的意识（Moral），且彻底检查清洁度管理的所有过程（Measure- ment）。

2.2 Man（人员）管理

从人员角度对清洁度进行管理，对于人造成的清洁度不良缺陷和散布查找其原因并且进行改善。对所有入职的员工进行教育培训，树立“零缺陷从清洁度开始”的观念；每个工序都需要进行清洁度确认，如零部件清洁度、设备清洁度、卡具清洁度、现场清洁度等。

2.3 Machine（设备）管理

喷丸设备、除毛刺设备及清洗设备等清洁度保证设备需定期维护，建议编制点检表，每日对清洗机压力、清洗液浓度、喷嘴位置、清洗液温度、滤网等项目进行确认，同时需准备标准件，每日验证清洗机状态。加工设备的刀具寿命和毛刷寿命也需要按标准进行管理确认，当发生毛刺等时需及时确认刀具状态。

2.4 Material（部品）管理

毛坯、零部件等在开发初期对供应商进行工程审查时必须要考虑清洁度的影响，对于清洁度差的供应商要求改善；零部件运输箱等清洁度也需定期进行确认检查，查看部品箱有无油污杂物，毛刺等，清洁度不良零件在装配前需要进行清洁处理，另外运输过程中应尽量减少污染，防止磕碰等。对于发动机内部零件，如连杆、活塞、凸轮轴、机油泵、瓦盖、正时链条等清洁度应重点管理。

2.5 Method（方法）管理

图2 切屑分析图

建立切屑分析图（图2），对加工完成品各部位发生的切屑进行分析并制作成图册，使最终检查者能清楚各工序产生切屑的形状、大小、特性等，及时通报相关工序进行改善。对于已发生清洁度问题的部位进行重点检查。建立数据分析系统，对售后发生的清洁度问题建立数据库，然后分析数据，及时展开有针对性的改善措施。

2.6 Moral（意识）管理

清洁度的管理重点在于人员意识，保持全心投入工作的良好心态，在干净整洁的工作环境中，用创造性思维工作，并持续培养“零缺陷从清洁度开始”的观念。积极开展改善清洁度5S活动，建立清洁度改善提案制度（图3），全员清洁度改善活动以及全员责任意识和自我挑战意识。

图3 清洁度改善提案

2.7 Measurement（测量验证）管理

为了生产出让顾客满意的无缺陷产品，确保发动机清洁度，应对发动机制造过程中清洁度进行测量并评价，建立一套完善的清洁度评价机制（如清洁度五星级评价制度），定期对发动机生产厂各车间展开清洁度评价，并及时改善问题点。定期对加工零件和装配零件进行清洁度测量，确保杂质大小重量等符合要求。当清洁度有关项目发生变更时，需要进行后续的验证，确保各方面都满足要求。

3、结论

综上所述，发动机清洁度不仅对发动机质量和可靠性有重要的影响，而且也会影响售后客户满意度，越来越多的企业在激烈的市场竞争中领悟到必须形成“零缺陷”的质量意识才能生存与发展。如下两图标是采用6M管理前后的对比效果，从图表数据可以明显看出，自从2012年开始加强6M管理之后， 不良减少，具体见OCV和机油泵卡滞趋势。相信通过清洁度“6M”管理的实施，发动机清洁度的管理会更上一个台阶。

图4 OCV卡滞趋势

图5 机油泵卡滞趋势

[1] 焦凤菊.清洁度对机械产品质量的影响及控制.中国一拖集团.

[2] 刘伟.发动机清洁度的控制欲管理.天津汽车.2003.

[3] 韩闯.发动机清洁度测定与分析.内燃机与配件.2014.

[4] 汽车发动机产品质量检验评价方法.QC/T901-1998.

[5] 6M管理实施手册.韩国现代起亚汽车集团.

The management of cleanliness during the engine manufacture

Kang Xinlong, Shang Wei, Tang Yanqin
（Beijing Hyundai Motor Company, Beijing 101300）

The cleanliness index has a direct relation to the engine reliability, so, besides of the controlling of material、dimension and tolerance, the engine factory also has strengthed the monitoring of the parts and cleanliness.The cleanliness of the engine has direct influence to the quality and reliability of the engine.The details of the article is as follows, the summary of engine cleanliness, the source of engine contamination, the hazard of poor cleanliness, how to control and manage the cleanliness.The management of engine cleanliness is a continuous process,Hyundai group has the idea of“6M”management concept,and we can control like this.

engine; cleanliness; 6M management

U464.9

A

1671-7988 (2017)06-162-03

康新龙，工程师，就职于北京现代汽车有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.059