汽油机塑料进气歧管快速成型工艺策略浅析.pdf

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1、周丰松，等：汽油机塑料进气歧管快速成型工艺策略浅析51汽油机塑料进气歧管快速成型工艺策略浅析周丰松王伟振周丰旭(东风汽车公司技术中心，武汉430058)(同济大学机械工程学院，上海200092)摘要结合东风自主发动机的开发过程，系统地介绍了塑料进气歧管试制时，高耐热性聚氨酯材料的选用以及真空注型工艺策略的制定。耐过压性能测试和交变负荷耐久性测试结果表明，真空注型工艺显著提高了塑料进气歧管试制样件的可靠性。关键词材料选用真空注型工艺策略耐久性试验塑料进气歧管大致可分为普通型、可变截面或约3mm的玻纤增强复合材料)，但是

2、仅能满足6O可变长度型(带动板)、增压型等三类，如图1所示。h左右的发动机一般性能试验，效果不甚理想。而样机开发阶段，进气歧管的试制目的有两种：尺寸验改进方案采用耐热性良好的聚氨酯T4564，虽明显证、效果评价样件试制和搭载试验用的功能样件试提高了发动机台架试验的时间J，但经验证仅能满制等，对应的试制方案如图2所示。足一般的发动机性能试验。笔者针对耐热性聚氨酯材料的真空注型工艺策略展开研究，通过有效的工艺控制手段，显著提高了制件的可靠性能，使试制样件能搭载在发动机上开展耐久性试验，大大提升了样件的开发试验代表性，实现

3、设计早期的快速反馈，一一达到降低开发风险的目的。1塑料进气歧管的使用环境(1)使用温度自然吸气发动机罩下方的环境温度为一40～100~C、峰值温度为130~C(最长持续30min)，增压发动机温度为一40～135℃、峰值温度为150(最长持续30min)。(f·)(2)介质环境a一普通型．b一可变截面型(带动板)；c一增压型93汽油(10％的酒精)、空气、汽油蒸汽、机油图1塑料进气歧管蒸汽混合。(3)压力等级自然吸气发动机为1．2X10Pa(1．2Bar)，增压发动机为2．5X10Pa(2．5Bar)。2进气歧管真空

4、注型样件的基本要求图2不I司试制目的对应的试制方栗根据塑料进气歧管的使用环境，为了保证进气由于进气歧管结构复杂、试制难度较大，如何在歧管试验能满足开发阶段的要求，选用的试制材料较短时问内、以较低的费用试制出能够满足几何尺和试制工艺必须满足：寸及试验验证要求的样件，一直困扰着产品试制工(1)材料的负荷挠曲温度不低于150~C，材料的程技术人员。之前曾采用紫外激光固化成型(SLA)拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等符合发动机使用的方式制作快速样件¨，用于几何尺寸验证和造型环境条件，还要求材料有较好的尺寸稳定性、化学稳评审，

5、取得了不错的效果，但因材料及工艺的限制，定性和热老化稳定性。无法将其装配在发动机上做台架试验。后来尝试采(2)关键项、重要项的尺寸精度符合图纸定义，用快速模塑成型工艺，该工艺需分块加工、粘接成型，虽然采用了外敷加强方案(外敷8～10层、厚度收稿日期：2010．11．13周丰松，等：汽油机塑料进气歧管快速成型工艺策略浅析53)“量基●L＼样矗髂_动板执行滕连仆机陶的俯一0．2．·苎雎点l与瓣执打器癌‰接的攀#蕊篱王电露蜘时体【】510I5202530时间／min隆l7口]变截面型(带动板)进气歧霄的质量控制图10交变负

6、荷试验规范示意图(实线表示油门全开)气密性测试。105％额定转速(105％n)或上升到发动机制造厂规4尺寸检测、性能试验定的最高转速，历时(0．25±0．1)min；随即均匀地4．1尺寸检测关小油门，使转速降至n，历时(0．25±0．1)min。结合塑料进气歧管的定位基准设计简易检测支至此完成了一个循环，历时30min。运行800架，如图8所示。个循环，则持续400h。(3)验证结果以东风自主开发的某款自然吸气发动机可变截面型进气歧管样件为例，经三坐标测量仪检测，样件一尺寸符合图纸要求，尤其是油轨导槽的安装支架及喷嘴

7、安装孔的位置精度控制在±0．5ii-lm以内；气压测试结果如图l1所示，且经过400h的交变负荷耐图8三坐标测量仪检测支架久性台架试验(与6万km路试相当)，塑料进气歧4．2性能试验管未出现破损、开裂、嵌件松动等现象，且此时发动(1)耐过压性能测试机的最大功率比安装铸铝件进气歧管时提高2％左试验方法如图9所示。在节气门体、缸盖法兰右。等密封圈正常工作状态下，堵塞进气歧管全部附件(管接头等)的孔眼，将进气歧管放至测试设备上，并按图9中所示曲线加压。在测试结束时，要求进气歧管的气体泄露量不大于100mL／min。图11气

8、压测试结果5结语当前，乘用车发动机进气歧管的塑料化已是全耐压性能普通型1．32×10Pa；增压型2．75×10Pa球性的趋势，但在开发阶段，目前国内大多数主机厂图9加压曲线示意图仍采用铸铝进气歧管，用于搭载整机的耐久试验或(2)交变负荷耐久性测试道路试验，因铸铝件的质量较重、内壁粗糙等缺陷造汽车发动机可靠性按GB／T19055—2003测试，成