CN102427628A - 四缸发动机铝缸体铸铁缸套感应预热工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种四缸发动机铝缸体铸铁缸套感应预热工艺，其特征在于缸套预热工艺如下：按启动按钮后，感应器离开原位以设定的1200mm/min速度快速垂直下降进入缸套内孔，当四个有效圈下端面超越缸套下端面10mm时停止下行，以设定88kW功率静止加热并延时9.5秒，静止加热延时结束后，感应器以设定300mm/min速度上升，并进行连续扫描加热；当四个有效圈上端面超越缸套上端面10mm时停止上行，以设定88kW功率静止加热并延时7秒，静止加热延时结束后，感应器以设定1200mm/min速度快速下降进入缸套内孔再次重复一遍前面的预热工艺过程，两遍循环预热工艺过程结束，感应器以设定1200mm/min速度快速上升离开缸套回到原位。其保证缸套轴向温度分布均匀；可同时调整四个有效圈外径尺寸使各缸套加热效率趋于一致，利用往复加热形式给缸套加热升温，加热升温与扩散均温并行，缩短加热时间提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种四缸发动机铝缸体铸铁缸套感应预热工艺，属于感应加热技术领域。
背景技术
发动机铝缸体浇铸前需对低合金铸铁缸套进行预热，保证铝水流动性消除浇铸缺陷。传统工艺采用炉中加热方式，通过常规热处理加热炉将铸铁缸套加热至500oC左右，然后带温固定在铝缸体铸造砂芯上实施铝水浇铸，最终完成缸套与铝缸体之间的镶铸过程。该工艺耗能高、生产效率低、离炉后无保温措施、温度均匀性难以保证、铸造自动化生产难实现。
目前，发达国家某些公司已经开发并掌握了铸铁缸套感应预热工艺技术，并且在发动机铝缸体浇铸生产工艺中获得实际应用。而国内只在个别合资公司中有所应用。根据一汽集团公司铝缸体发动机自主研发与生产制造的工作规划，铝缸体发动机铸铁缸套感应预热工艺技术开发与应用势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四缸发动机铝缸体铸铁缸套同时感应预热工艺，其采用连续加热方式提高缸套轴向各部位加热针对性，保证缸套轴向温度分布均匀；可同时调整四个有效圈外径尺寸使各缸套加热效率趋于一致，两端有效圈外径为Φ45，中间两个为Φ48；利用往复加热形式给缸套加热升温，加热升温与扩散均温并行，缩短加热时间提高生产效率。
本发明的技术方案是这样实现的：四缸发动机铝缸体铸铁缸套感应预热工艺，其特征在于缸套预热工艺如下：按启动按钮后，感应器离开原位以设定的1200mm/min速度快速垂直下降进入缸套内孔，当四个有效圈下端面超越缸套下端面10mm时停止下行，以设定88 kW功率静止加热并延时9.5秒，静止加热延时结束后，感应器以设定300mm/min速度上升，并进行连续扫描加热；当四个有效圈上端面超越缸套上端面10mm时停止上行，以设定88 kW功率静止加热并延时7秒，静止加热延时结束后，感应器以设定1200mm/min速度快速下降进入缸套内孔再次重复一遍前面的预热工艺过程，两遍循环预热工艺过程结束，感应器以设定1200mm/min速度快速上升离开缸套回到原位，全部感应预热工艺过程完成，总体耗时95秒。
所述的缸套感应预热工艺使用的预热感应器，由串联过渡导线、并联过渡导线、冷却水进水管、接触板、绝缘板、冷却水出水管、固定板、螺线管式有效圈组成；接触板中间连接有绝缘板，接触板的两侧连接有冷却水进水管和冷却水出水管；其特征在于：螺线管式有效圈为四个，上部由固定板固定，有效圈三圈绕组且螺旋方向相同，两串两并连接方式，其中有效圈A和有效圈B串联、有效圈C和有效圈D串联，然后将这两组并联起来与并联过渡导线连接后固定在接触板上，四个有效圈中心距均为93mm，绕组高度均为40mm; 两端有效圈A和有效圈D外径为Φ45，中间有效圈B和有效圈C外径为Φ48。
本发明的积极效果是感应器结构合理便于调谐和电源能量输出；四个缸套预热终了温度均控制在450±50oC以内，满足铝缸体与铸铁缸套镶铸工艺要求；与炉中加热工艺相比，工艺节拍控制在120秒以内，生产效率高耗能低，工艺稳定易实现自动化；具有较高推广应用价值。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯面结构示意图。
图3感应器有效圈两串两并结构等效线路示意图。
图4为本发明的侧面结构示意图。
图5感应器与缸套配合示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，四缸发动机铝缸体铸铁缸套同时预热感应器，由串联过渡导线1、并联过渡导线2、冷却水进水管3、接触板4、绝缘板5、冷却水出水管6、固定板7、螺线管式有效圈8组成；接触板中间连接有绝缘板，接触板的两侧连接有冷却水进水管和冷却水出水管；其特征在于：螺线管式有效圈8为四个，上部由固定板7固定，有效圈三圈绕组且螺旋方向相同，两串两并连接方式，其中有效圈A和有效圈B通过串联过渡导线1连接、有效圈C和有效圈D通过串联过渡导线1连接，然后将这两组并联起来与并联过渡导线2连接后固定在接触板4上。如图2所示，四个有效圈中心距均为93mm，绕组高度均为40mm; 两端有效圈A和有效圈D外径为Φ45，中间有效圈B和有效圈C外径为Φ48。
如图3为四个有效圈连接线路示意图，总体上采用两串两并连接方式。其中有效圈A和有效圈B串联，有效圈C和有效圈D串联，然后再将这两组并联起来。该连接方式可以保持四个有效圈中的电流分配均匀，而且，感应器总体阻抗较小，便于感应电源系统调谐和电源能量输出。
如图4、图5所示，感应器中心距为265mm，四个有效圈中心距均为93mm，绕组高度均为40mm。与缸套配合间隙为17mm；其抵消了磁场强度宏观分布的差异性，使各缸套加热效率趋于一致。
可通过单台中频感应加热电源供电。发动机铝缸体浇铸前先将低合金铸铁缸套9固定在铸造沙芯10中，感应器的四个有效圈被同时送入缸套内孔，隔着10mm厚沙芯实施多次连续扫描加热。当四个缸套被同时预热到450±50oC时完成加热过程。
缸套预热工艺过程
按启动按钮 → 感应器离开原位以设定速度（1200mm/min）快速垂直下降进入缸套内孔，当有效圈下端面超越缸套下端面10mm时停止下行 → 以设定功率（88 kW）静止加热并延时（9.5秒）→ 静止加热延时结束，感应器以设定速度（300mm/min）上升连续扫描加热 → 当有效圈上端面超越缸套上端面10mm时停止上行，以设定功率（88 kW）静止加热并延时（7秒）→ 静止加热延时结束，感应器以设定速度（1200mm/min）快速下降进入缸套内孔再次重复一遍前面的预热工艺过程 → 两遍循环预热工艺过程结束，感应器以设定速度（1200mm/min）快速上升离开缸套回到原位，全部感应预热工艺过程完成（总体耗时95秒左右）。
3、工艺参数
Claims (2)
1.四缸发动机铝缸体铸铁缸套感应预热工艺，其特征在于缸套预热工艺如下：按启动按钮后，感应器离开原位以设定的1200mm/min速度快速垂直下降进入缸套内孔，当四个有效圈下端面超越缸套下端面10mm时停止下行，以设定88 kW功率静止加热并延时9.5秒，静止加热延时结束后，感应器以设定300mm/min速度上升，并进行连续扫描加热；当四个有效圈上端面超越缸套上端面10mm时停止上行，以设定88 kW功率静止加热并延时7秒，静止加热延时结束后，感应器以设定1200mm/min速度快速下降进入缸套内孔再次重复一遍前面的预热工艺过程，两遍循环预热工艺过程结束，感应器以设定1200mm/min速度快速上升离开缸套回到原位，全部感应预热工艺过程完成，总体耗时95秒。
2.根据权利要求1中所述的四缸发动机铝缸体铸铁缸套感应预热工艺，其特征在于所述的缸套感应预热工艺使用的预热感应器，由串联过渡导线、并联过渡导线、冷却水进水管、接触板、绝缘板、冷却水出水管、固定板、螺线管式有效圈组成；接触板中间连接有绝缘板，接触板的两侧连接有冷却水进水管和冷却水出水管；其特征在于：螺线管式有效圈为四个，上部由固定板固定，有效圈三圈绕组且螺旋方向相同，两串两并连接方式，其中有效圈A和有效圈B串联、有效圈C和有效圈D串联，然后将这两组并联起来与并联过渡导线连接后固定在接触板上，四个有效圈中心距均为93mm，绕组高度均为40mm; 两端有效圈A和有效圈D外径为Φ45，中间有效圈B和有效圈C外径为Φ48。
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