CN114060191A - 铝合金油轨及其封孔方法和制造方法、发动机、汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了合金油轨及其封孔方法和制造方法、发动机、汽车，涉及汽车零部件制造技术领域。种铝合金油轨的封孔方法，包括：将铝合金材质的油轨本体的工艺孔开孔端从固定工具的一侧插入其限位通孔内；从固定工具的另一侧将螺堵旋拧入工艺孔内；油轨本体采用模挤的方式成型，成型为工艺孔开孔端的外端面的形状和大小与限位通孔的形状和大小匹配，工艺孔开孔端与限位通孔配合接触的外壁中至少有部分区域的径向截面为非圆形。铝合金油轨的制造方法，包括：采用上述的铝合金油轨的封孔方法封堵工艺孔。铝合金油轨，采用上述制造方法制得。发动机、汽车，包括上述的油轨。申请提供的封孔方法操作简单、方便、快捷，不存在装夹造成油轨损坏的问题。

Description

铝合金油轨及其封孔方法和制造方法、发动机、汽车

技术领域

本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体而言，涉及铝合金油轨及其封孔方法和制造方法、发动机、汽车。

背景技术

发动机供油系统的核心零部件之一，即是负责各缸分配燃油的油轨，油轨需要承受高压油压，且具备耐腐蚀和足够的热稳定性，并且能承受内部供油压力的高频压力冲击，是发动机的全寿命零件。

如图1所示，常规锻造高压油轨，生产过程中需要在锻造毛坯上加工深孔；如图2所示，深孔加工后，加工孔需要重新密封，密封均为螺堵密封方式。在安装密封螺堵的工艺中，需要对油轨进行装夹固定，如图3所示，在这种工艺下，装夹方式可能会产生对油轨本体以及油轨本体侧边的用于使油轨安装在发动机上的螺孔连接部的不可逆损伤，影响油轨生产质量，如在售后市场上发生，则会造成高压燃油泄漏的重大安全隐患。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供铝合金油轨的封孔方法、铝合金油轨的制造方法、铝合金油轨、发动机和汽车。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种铝合金油轨的封孔方法，包括：

将铝合金材质的油轨本体的工艺孔开孔端从固定工具的一侧插入其限位通孔内；

从固定工具的另一侧将螺堵旋拧入工艺孔内；

油轨本体采用模挤的方式成型，成型为工艺孔开孔端的外端面的形状和大小与限位通孔的形状和大小匹配，工艺孔开孔端与限位通孔配合接触的外壁中至少有部分区域的径向截面为非圆形。

在可选的实施方式中，工艺孔开孔端与限位通孔配合接触的外壁在径向上的截面的形状为多角形或梅花形。

在可选的实施方式中，工艺孔开孔端与限位通孔配合接触的外壁在径向上的截面的形状为六角形。

在可选的实施方式中，铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分的组合：锌3～9％、镁0.05～4％、稀土元素0.01～2％以及铝88.33～96.94％；

在可选的实施方式中，铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分的组合：锌6～9％、镁2～3％、稀土元素0.1～1％、铜0.3～1.8％、锰0.3～1.2％以及作为余量的铝；

在可选的实施方式中，铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分的组合：锌5.8～6％、镁1.8～2％、稀土元素0.01～0.4％、铜0.3～0.4％、锰0.3～0.5％以及作为余量的铝。

在可选的实施方式中，模挤的成型方式为：将与油轨本体形状相近的铝合金毛坯置于模具中，通过向模具内挤压铝合金毛坯的端部使油轨成型。

在可选的实施方式中，固定工具为板状，限位通孔设置于固定工具的端部。

第二方面，本发明提供一种铝合金油轨的制造方法，包括：

采用模挤的成型方式将铝合金毛坯成型为铝合金油轨坯；

在油轨坯上开孔；

采用如前述实施方式任一项的铝合金油轨的封孔方法封堵工艺孔。

在可选的实施方式中，将铝合金毛坯加热至400～600℃后挤压成型为油轨坯。

第三方面，本发明提供一种铝合金油轨，采用如前述实施方式的制造方法制得。

第四方面，本发明提供一种发动机，包括如前述实施方式的铝合金油轨。

第五方面，本发明提供一种汽车，包括如前述实施方式的发动机。

本发明具有以下有益效果：

本申请的油轨本体为铝合金材质且通过模挤的方式成型，其工艺孔开孔端的外缘形状便于加工成任何非圆形的形状，因此本申请可通过模挤成型方式将工艺孔的开孔端加工为其被限位通孔限位后无法转动的形状。本申请中成型后的油轨本体的工艺孔开孔端插入与其形状和大小正好匹配的限位通孔内被暂时固定，在油轨本体无法转动的情况下可将螺堵顺利旋拧入工艺孔内实现封孔。本申请提供的这种封孔方式操作简单、方便、快捷，最重要的是不存在装夹造成油轨的损坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有的油轨制作工艺开孔示意图；

图2为现有的油轨制作工艺采用螺堵封孔的示意图；

图3为现有的油轨制作工艺对油轨可能存在损伤的示意图；

图4为本申请实施例螺堵封孔时以固定工具对工艺孔开孔端进行暂时固定时在第一视角下的示意图；

图5为本申请实施例螺堵封孔时以固定工具对工艺孔开孔端进行暂时固定时在第二视角下的示意图；

图6为现有油轨工艺孔开孔端与本申请实施例涉及到的油轨工艺孔开孔端的对比图；

图7为本申请实施例中涉及到的工艺孔开孔端的一种形状的示意图；

图8为本申请实施例中涉及到的工艺孔开孔端的一种形状的示意图。

图标：1-油轨本体；12-工艺孔开孔端；13-工艺孔；2-固定工具；21-限位通孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明提供的铝合金油轨及其封孔方法和制造方法、发动机、汽车进行具体描述。

如图4和图5所示，本发明实施例提供的铝合金油轨的封孔方法，包括：

将铝合金材质的油轨本体1的工艺孔开孔端12从固定工具2的一侧插入其限位通孔21内；从固定工具2的另一侧将螺堵旋拧入工艺孔13内；油轨本体1采用模挤的方式成型，成型为工艺孔开孔端12的外端面的形状和大小与限位通孔21的形状和大小匹配，工艺孔开孔端12与限位通孔21配合接触的外壁中至少有部分区域的径向截面为非圆形。

上述的工艺孔开孔端12与限位通孔21配合接触的外壁中至少有部分区域的径向截面为非圆形，例如：径向截面为椭圆形的开孔端、径向截面为具有棱角的形状的开孔端(例如：三角形、正方形、五边形、六边形或者如图7所示不规则的形状)、以及沿长度方向由多个形状不同的部分组成，其中某一部分与限位通孔21接触的径向截面为具有棱角的形状的开孔端(如图8所示形状)等。

如图1-3和6所示，现有技术中，由于通常采用不锈钢等材质制造油轨，因此其成型工艺一般为双面模锻的方式，而这种成型方式采用圆形端面外缘才能方便工艺生产，圆形端面外缘的工艺孔13的封孔方式就如背景技术中所提到那样，需要装夹固定后再用螺堵封孔。而这样的螺堵封孔方式可能会对油轨本体1以及螺孔连接部造成损坏。

如图4-6所示，本申请的油轨本体1为铝合金材质且通过模挤的方式成型，其工艺孔开孔端12的外缘形状便于加工成任何非圆形的形状，因此本申请可通过模挤成型方式将工艺孔开孔端12加工为插入限位通孔21后，与限位通孔21配合接触的外壁中至少有部分区域的径向截面为非圆形的形状，这种形状使得其插入限位通孔21后无法以工艺孔13的中心轴为转轴转动，进而使得工艺孔开孔端12插入限位通孔21内后被暂时固定，在油轨本体1无法转动的情况下可将螺堵顺利旋拧入工艺孔13内实现封孔。本申请提供的这种封孔方式操作简单、方便、快捷，最重要的是不存在装夹造成油轨本体1或螺孔连接部损坏的问题。

优选地，本申请中涉及到的铝合金油轨的具体组分如下：按质量百分比计包括如下成分的组合锌3-9％(例如3％、5％或9％)、镁0.05-4％(例如0.05％、0.1％、1％、2％或4％)、稀土元素0.01-2％(例如0.01％、0.05％、0.1％、1％或2％)以及铝88.33～96.94％；以稀土元素改性铝合金，可增加强度，细化晶粒，稀土元素可以是钪和/或铒，以同时包括为钪和铒最佳。上述组分的铝合金结合本申请提供的封孔方法制成油轨，可保证油轨的硬度、强度以及耐腐蚀性，满足发动机油轨的使用要求，同时相较于现有的不锈钢油轨，其重量更轻，进一步达到减轻发动机重量的作用。优选地，其组分中还可以包括铜和锰来增加强度和硬度，考虑到稀土元素使用成本的关系，还可以减少稀土元素的添加，加入钛来达到细化晶粒的效果。

例如：为使铝合金油轨满足可承受供油压力超过1000bar的柴油机的使用，铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分的组合：锌6～9％(例如6％、7％、8％或9％)、镁2～3％(例如2％、2.5％或3％)、稀土元素0.1～1％(例如0.5％、0.6％、0.8％或1％)、铜0.3～1.8％(例如0.3％、0.5％、1％或1.5％)、锰0.3～1.2％(例如0.3％、0.6％、1％或1.2％)以及作为余量的铝。

例如：为使铝合金油轨满足可承受供油压力低于1000bar的汽油机的使用，铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分的组合：锌5.8～6％(例如1.8％、5.9％或6％)、镁1.8～2％(例如1.8％、1.9％或2％)、稀土元素0.01～0.4％(例如0.01％、0.05％、0.1％或0.4％)、铜0.3～0.4％(例如0.3％或0.4％)、锰0.3～0.5％(例如0.3％、0.4％或0.5％)以及作为余量的铝。

进一步地，工艺孔开孔端12的径向截面的形状为多角形或梅花形，这样的形状比较容易与现有的固定工具2配合，例如具有多角形或梅花形的限位通孔21的扳手就能作为固定工具2。优选地，工艺孔开孔端12的径向截面的形状为六角形，具有六角形限位通孔21的固定工具2在目前的市面上最为普遍。

优选地，在本申请的一个实施例中固定工具2可以为板状，限位通孔21设置于固定工具2的端部。

本申请实施例提供的铝合金油轨的制造方法，包括：

采用模挤的成型方式将铝合金毛坯成型为铝合金油轨坯；

在油轨坯上开孔；

采用本申请实施例提供的铝合金油轨的封孔方法封堵工艺孔13。

由于本申请提供的铝合金油轨的制造方法包括了本申请实施例提供的铝合金油轨的制造方法，因此，本申请实施例提供的这种铝合金油轨的制造方法不存在因工艺孔13封堵造成的油轨损坏的问题。

具体地，模挤的成型方式为：将与油轨本体1形状相近的铝合金毛坯置于模具中，通过向模具内挤压铝合金毛坯的端部使油轨成型。

进一步地，将铝合金毛坯加热至400～600℃后使铝合金在兼具合适强度和流动性的前提下挤压成型为油轨坯。通过挤压的方式成型，可使铝合金微观结构更加致密，提升强度，排除材料缺陷，达到油轨质量要求。

本申请实施例提供的铝合金油轨，采用本申请实施例提供的制造方法制得。该铝合金油轨不存在工艺孔13封堵过程造成的品质缺陷。

本申请实施例提供的发动机，包括本申请实施例提供铝合金油轨。该发动机由于包括了本申请实施例提供的铝合金油轨，因此其具有较好的品质。

本申请实施例提供的汽车，包括本申请实施例提供的发动机。该汽车由于包括了本申请实施例提供的发动机，因此，该汽车具有可靠的品质。

实验例

采用稀土改性的铝合金，其具体成分如表1所示，采用挤压的方式成型，成型为如图4所示工艺孔开孔端的外缘为六角形的形状，开孔后采用本申请提供的方法进行封孔，采用本体取样方式测得到的油轨的材料性能如表2所示。

表1稀土改性的铝合金油轨主要成分

Zn锌

Mg镁

Cu铜

Fe铁

Sc钪

Er铒

Al铝

6.2％

1％

0.2％

0.2％

0.1％

0.01％

余量

表2稀土改性的铝合金油轨的性能测试结果

抗拉强度	屈服强度	延伸率	硬度
				555MPa	510Mpa	18％	160HB

从上表可看出，本申请提供的铝合金油轨的制造方法，能够制得具有较佳性能的铝合金油轨。

综上，本申请提供的铝合金油轨的封孔方法，使加工为外缘非圆形的工艺孔开孔端插入具有与其形状匹配的限位孔内实现暂时固定，在油轨本体无法转动的情况下可将螺堵顺利旋拧入工艺孔内实现封孔。本申请提供的这种封孔方式操作简单、方便、快捷，最重要的是不存在装夹造成油轨的损坏的问题。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝合金油轨的封孔方法，其特征在于，包括：

将铝合金材质的油轨本体的工艺孔开孔端从固定工具的一侧插入其限位通孔内；

从所述固定工具的另一侧将螺堵旋拧入所述工艺孔内；

所述油轨本体采用模挤的方式成型，成型为工艺孔开孔端的外端面的形状和大小与所述限位通孔的形状和大小匹配，所述工艺孔开孔端与所述限位通孔配合接触的外壁中至少有部分区域的径向截面为非圆形。

2.根据权利要求1所述的铝合金油轨的封孔方法，其特征在于，所述工艺孔开孔端与所述限位通孔配合接触的外壁在径向上的截面的形状为多角形或梅花形；

优选地，所述工艺孔开孔端与所述限位通孔配合接触的外壁在径向上的截面的形状为六角形。

3.根据权利要求1所述的铝合金油轨的封孔方法，其特征在于，所述铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分配比的组合：锌3～9％、镁0.05～4％、稀土元素0.01～2％以及铝88.33～96.94％；

优选地，所述铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分的组合：锌6～9％、镁2～3％、稀土元素0.1～1％、铜0.3～1.8％、锰0.3～1.2％以及作为余量的铝；

优选地，所述铝合金油轨的化学组成按质量百分比计包括如下成分的组合：锌5.8～6％、镁1.8～2％、稀土元素0.01～0.4％、铜0.3～0.4％、锰0.3～0.5％以及作为余量的铝；

优选地，所述稀土元素包括钪和铒中至少一种。

4.根据权利要求1所述的铝合金油轨的封孔方法，其特征在于，所述模挤的成型方式为：将与所述油轨本体形状相近的铝合金毛坯置于模具中，通过向模具内挤压所述铝合金毛坯的端部使油轨成型。

5.根据权利要求1所述的铝合金油轨的封孔方法，其特征在于，所述固定工具为板状，所述限位通孔设置于所述固定工具的端部。

6.一种铝合金油轨的制造方法，其特征在于，包括：

采用模挤的成型方式将铝合金毛坯成型为铝合金油轨坯；

在所述油轨坯上开孔；

采用如权利要求1～5任一项所述的铝合金油轨的封孔方法封堵工艺孔。

7.根据权利要求6所述的铝合金油轨的制造方法，其特征在于，将铝合金毛坯加热至400～600℃后挤压成型为油轨坯。

8.一种铝合金油轨，其特征在于，采用如权利要求6或7所述的制造方法制得。

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求8所述的铝合金油轨。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

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