CN112959044A - 气缸盖螺栓拧紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸盖螺栓拧紧方法，用以将气缸盖拧紧于气缸体上，气缸盖与气缸体之间具有气缸垫。气缸盖螺栓拧紧方法包括：套筒落下对气缸盖螺栓进行认帽，并拧紧第一预设力矩。若某个套筒不认帽，则停止执行程序并自动报警提醒。人工辅助不认帽的套筒进行认帽。对全部认帽的套筒反转拧松，并拧紧第二预设力矩。暂定第一预设时间，并拧紧第三预设力矩。暂定第二预设时间，并拧紧第四预设力矩。暂停第三预设时间，并沿拧紧方向转第一预设角度。以及暂停第四预设时间，并沿拧紧方向转第二预设角度。借此，本发明的气缸盖螺栓拧紧方法，可以实现各螺栓同步拧紧，最大限度平衡气缸盖及气缸体受到的应力，避免了拧紧后预紧力偏小的情况出现。

Description

气缸盖螺栓拧紧方法

技术领域

本发明是关于发动机装配技术领域，特别是关于一种气缸盖螺栓拧紧方法。

背景技术

随着排放的升级，对柴油机各项性能指标要求也不断提高。目前，为满足国六b排放法规的柴油机设计最大爆压指标一般在20MPa以上，这导致了冲缸垫故障率的增高。因此，如何加强气缸盖和气缸体结合面的密封性成为了一个较为受关注的问题。

缸盖螺栓的拧紧工艺对于气缸盖与气缸体的密封有着重要影响，若螺栓未拧到设计要求的拉伸区间、拧紧力偏低或不均匀，将会严重影响气缸盖与气缸体的密封，容易造成冲缸垫等不良后果。

目前常用的螺栓拧紧工艺法一般为扭矩加转角法，即在拧紧到一定扭矩之后转动一定角度。此外，现有专利技术在拧紧螺栓过程中往往会加注润滑液，而在实际生产中，加注润滑液的总量和均匀性是难以精确控制的，这就导致螺栓的摩擦系数难以在控制在指定的范围之内。

前常用的螺栓拧紧工艺法一般为扭矩加转角法，即在拧紧到一定扭矩之后转动一定角度。现有的拧紧工艺存在如下缺点：

1、在刚开始套筒认帽(认帽：即在给定的初始预紧力矩下，各螺栓拧紧力矩一致且无异常，表示认帽成功)时，若有个别套筒不认帽，现有技术没有立即停止执行程序并自动报警，这会导致有些认帽较晚的螺栓与其他螺栓拧紧不同步，拧紧力不均匀。正如图1所示，若迟认帽的螺栓恰巧位于两缸中间(例如第二螺栓2、第三螺栓3)，由于气缸盖排气侧的第一螺栓1及进气侧的第四螺栓4先拧紧，而缸套6又有一定的凸出量，这将会造成缸盖5中间部位隆起弯曲变形(如图1中虚线所示)，两缸中间第二螺栓2、第三螺栓3后拧紧，会导致两缸中间的第二螺栓2、第三螺栓3无法将隆起的缸盖5压到位，导致缸盖5、缸垫、缸体7三者密封不良并引发冲缸垫等严重后果。

2、拧紧设备只在执行完全部拧紧程序之后才对最终力矩监控。若有些不认帽或者迟认帽的螺栓达不到监控力矩，这样会使大部分及时认帽的螺栓在装配线上已经使用多次，而螺栓由于扭矩加转角法的原因使用次数有限，因此导致了减少售后维修时螺栓的使用次数。

此外，为防止螺栓和螺母的螺纹不受损伤，现有技术中经常加注润滑液，其不足之处是，在实际生产中，加注润滑液的总量和均匀性是难以精确控制的，即油膜是不可控的，注入润滑油，即改变了摩擦系数，其预定力矩和预定转角也就随之改变。这就导致螺栓的摩擦系数难以在控制在指定的范围之内。在一定的拧紧力矩下，若摩擦系数过小，会导致螺栓伸长量加大，预紧力过大；若摩擦系数过大，则会导致螺栓预紧力过小，从而影响缸盖、缸垫与缸体间的密封。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气缸盖螺栓拧紧方法，其可以实现各螺栓同步拧紧，最大限度平衡气缸盖及气缸体受到的应力，避免了拧紧后预紧力偏小的情况出现。

为实现上述目的，本发明提供了一种气缸盖螺栓拧紧方法，用以将气缸盖拧紧于气缸体上，气缸盖与气缸体之间具有气缸垫。气缸盖螺栓拧紧方法包括：套筒落下对气缸盖螺栓进行认帽，并拧紧第一预设力矩。若某个套筒不认帽，则停止执行程序并自动报警提醒。人工辅助不认帽的套筒进行认帽。对全部认帽的套筒反转拧松，并拧紧第二预设力矩。暂定第一预设时间，并拧紧第三预设力矩。暂定第二预设时间，并拧紧第四预设力矩。暂停第三预设时间，并沿拧紧方向转第一预设角度。以及暂停第四预设时间，并沿拧紧方向转第二预设角度。

在本发明的一实施方式中，第一预设力矩及所述第二预设力矩均为5N·m。

在本发明的一实施方式中，第一预设时间、所述第二预设时间、所述第三预设时间及所述第四预设时间均为2秒～5秒。

在本发明的一实施方式中，第三预设力矩为30N·m。

在本发明的一实施方式中，第四预设力矩为80N·m。

在本发明的一实施方式中，第一预设角度及所述第二预设角度均为90°。

在本发明的一实施方式中，气缸盖螺栓经过磷化处理。

与现有技术相比，根据本发明的气缸盖螺栓拧紧方法，可以实现各螺栓同步拧紧，最大限度平衡气缸盖及气缸体受到的应力，避免了拧紧后预紧力偏小的情况出现。

附图说明

图1是现有气缸盖螺栓拧紧与缸体上的结构示意图；

图2是根据本发明一实施方式的气缸盖螺栓拧紧方法的流程示意图；

图3是现有拧紧方法的面压示意图；

图4是图3中的局部放大图；

图5是根据本发明一实施方式的气缸盖螺栓拧紧方法的面压示意图。

主要附图标记说明：

1-第一螺栓，2-第二螺栓，3-第三螺栓，4-第四螺栓，5-缸盖，6-缸套，7-缸体。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图2是根据本发明一实施方式的气缸盖螺栓拧紧方法的流程示意图。如图2所示，根据本发明优选实施方式的一种气缸盖螺栓拧紧方法，用以将气缸盖拧紧于气缸体上，气缸盖与气缸体之间具有气缸垫。气缸盖螺栓拧紧方法包括：套筒落下对气缸盖螺栓进行认帽，并拧紧第一预设力矩。若某个套筒不认帽，则停止执行程序并自动报警提醒。人工辅助不认帽的套筒进行认帽。对全部认帽的套筒反转拧松，并拧紧第二预设力矩。暂定第一预设时间，并拧紧第三预设力矩。暂定第二预设时间，并拧紧第四预设力矩。暂停第三预设时间，并沿拧紧方向转第一预设角度。以及暂停第四预设时间，并沿拧紧方向转第二预设角度。

在本发明的一实施方式中，第一预设力矩及所述第二预设力矩均为5N·m。第一预设时间、所述第二预设时间、所述第三预设时间及所述第四预设时间均为2秒～5秒。

在本发明的一实施方式中，第三预设力矩为30N·m。第四预设力矩为80N·m。第一预设角度及所述第二预设角度均为90°。气缸盖螺栓经过磷化处理。

在实际应用中，本发明的气缸盖螺栓拧紧方法在套筒刚落下认帽时，通过设定一个较小的力矩(“3N·m～10N·m”中设定一个定值)对其进行认帽监控，若有螺栓拧紧力矩达不到指定值，则程序立即停止执行并自动报警，需要人工辅助认帽，然后全部认帽的套筒(包括自动认帽、人工辅助认帽)要反转拧松方可继续执行拧紧程序。在之后的拧紧过程中是逐步拧紧，期间需要多次暂停，释放应力，直至拧紧至指定力矩后先暂停数秒以释放应力，最后再沿转拧紧方向旋转一定角度。这样可实现各螺栓同步拧紧，最大限度平衡缸盖缸体受到的应力，避免最终拧紧后预紧力偏小。

此外，本发明采用的高强度气缸盖螺栓经过磷化处理，经磷化处理后的螺栓既能在一定程度上防止金属被腐蚀，又能将其摩擦系数控制在指定范围内，拧紧过程中无需再额外加注润滑液。

下面对本发明的气缸盖螺栓拧紧方法步骤的具体实施方式进行描述，其中扭矩加转角法的数值以80N·m+180°为例，S2中监控力矩以5N·m为例(“3～10N·m”中设定一个定值)，各力矩具体数值和转角度数应根据不同发动机的实际情况进行制定，本发明的保护范围并不受具体数值和实施方式的限制。

S1、套筒落下认帽。

S2、拧紧力矩5N·m(此步骤是当个别套筒不认帽时，防止其余螺栓继续拧紧)。

S3、如出现个别不认帽的套筒(套筒不认帽，力矩是0)，停止执行程序并自动报警提醒。

S4、人工辅助不认帽的套筒认帽。

S5、全部认帽的套筒(包括自动认帽、人工辅助认帽)反转拧松。

S6、拧紧力矩5N·m。

S7、暂停2～5秒。

S8、拧紧力矩30N·m。

S9、暂停2～5秒(释放应力)。

S10、拧紧力矩80N·m(转角前的初始力矩--80N·m为假设，各机型不一样)。

S11、暂停2～5秒(释放应力)。

S12、沿拧紧方向转90°。

S13、暂停2～5秒(释放应力)。

S14、沿拧紧方向转90°。

并且还对本发明的气缸盖螺栓拧紧方法的配合面进行面压试验，采用面压纸来测定气缸垫密封压力的分布情况，测量将面压纸置于气缸体与气缸垫或气缸盖与气缸垫之间，将气缸盖螺栓分别按本发明工艺和一般拧紧工艺要求拧紧进行对比，然后松掉气缸盖螺栓，取出面压纸，观察压痕的深浅度，其检测面如图3-图5所示。

由附图3和附图4可以看出，由于现有一般拧紧工艺中，出现了先压紧两头，再压中间，导致中间隆起不贴合的情况。

由附图5可以看出，本发明的缸盖螺栓拧紧方法的拧紧工艺面压均匀，达到了各螺栓同步拧紧，最大限度平衡缸盖缸体受到的应力，避免最终拧紧后预紧力偏小的目的。

总之，本发明的气缸盖螺栓拧紧方法，可以实现各螺栓同步拧紧，最大限度平衡气缸盖及气缸体受到的应力，避免了拧紧后预紧力偏小的情况出现。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种气缸盖螺栓拧紧方法，用以将气缸盖拧紧于气缸体上，所述气缸盖与所述气缸体之间具有气缸垫，其特征在于，所述气缸盖螺栓拧紧方法包括：

套筒落下对气缸盖螺栓进行认帽，并拧紧第一预设力矩；

若某个所述套筒不认帽，则停止执行程序并自动报警提醒；

人工辅助不认帽的所述套筒进行认帽；

对全部认帽的所述套筒反转拧松，并拧紧第二预设力矩；

暂定第一预设时间，并拧紧第三预设力矩；

暂定第二预设时间，并拧紧第四预设力矩；

暂停第三预设时间，并沿拧紧方向转第一预设角度；以及

暂停第四预设时间，并沿拧紧方向转第二预设角度。

2.如权利要求1所述的气缸盖螺栓拧紧方法，其特征在于，所述第一预设力矩及所述第二预设力矩均为5N·m。

3.如权利要求1所述的气缸盖螺栓拧紧方法，其特征在于，所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第三预设时间及所述第四预设时间均为2秒～5秒。

4.如权利要求1所述的气缸盖螺栓拧紧方法，其特征在于，所述第三预设力矩为30N·m。

5.如权利要求1所述的气缸盖螺栓拧紧方法，其特征在于，所述第四预设力矩为80N·m。

6.如权利要求1所述的气缸盖螺栓拧紧方法，其特征在于，所述第一预设角度及所述第二预设角度均为90°。

7.如权利要求1所述的气缸盖螺栓拧紧方法，其特征在于，所述气缸盖螺栓经过磷化处理。

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