1 检测密封的必要与可能

进、排气门与缸盖阀座锥面的配合质量，直接影响汽车发动机的输出功率、油耗等，但如何评价气门与缸盖气门阀座的配合质量，则是一个比较复杂的问题。经分析，影响配合状态的因素主要有两点，即密封面的锥角误差、锥面形状误差和气门密封锥面相对缸盖气门导杆孔的位置误差。鉴于与缸盖相配的进、排气门在制造完毕后将经过严格检查，其几何尺寸及形状、位置参数均控制在规定公差范围内，故在测试进、排气门与缸盖阀座间配合的气密性时，受检对象是加工完毕后的缸盖。对此，缸盖产品图规定了座圈锥角的公差，以及当座圈与合格气门配合并通入额定压力的压缩空气后的泄漏率。显而易见，泄漏是缸盖座圈密封面诸项误差因素(包括座圈密封锥面相对缸盖导杆孔的位置度)共同作用的结果，而测得的锥角偏差则可被直接用于对设备进行工艺调整。

2 气密性在线检测的原理和装置

为检测这两项参数，现代汽车发动机厂采用了一种适用于车间现场，能在工序间快速、准确地实施操作的在线测试方法。

图1所示的气动测量系统示意图反映了这种检测方法的机理和特点。从图中可见，该测头的工作部分外形模拟了一个气门，其插入缸盖气门导管孔的圆柱形导向部分与工件导杆的形状完全相同，只是测头＂导杆＂的直径较缸盖导管孔内径的下限小5µm。测头的气动检测部位在气门座密封面对应的锥(体)面上，其实就是一个锥形气动量规，量规的锥面上带两个环形喷嘴，每个环形喷嘴的宽度为0.05mm，两者相距为0.7mm。其中，上面那个用于检测泄漏量，而下面那个则用于检测密封面的锥角误差。

为实现以上要求，锥形气动量规自身的锥角略大于座圈密封面的锥角，因此，当其插入缸盖气门座中时，处在名义理论母线上(即2/3密封区域宽)的上环形喷嘴将与座圈锥面接触，而下环形面喷嘴则与座圈锥面间有间隙。

图1a所示的是测头尚未与被测部位相遇时的情况。也正因为图1中的气动量规(测头)带有模拟进、排气门导杆的圆柱形导向部分，它与缸盖气门导管孔的配合间隙很小。故除了可保证检测作业过程中的良好导向外，还间接地解决了对缸盖气门座圈密封锥面相对导管孔的位置度的检测。若位置度偏大，将引起气动测头工作面与被测座圈锥面间的相应偏离(歪斜)，出现的间隙也会造成一定的泄漏。

气动测量一般采取的是比较测量方式，因此必须配有一组标准件，用于对检测系统进行置零、校准。与图1所示的气动量规配合使用的有3个标准件，分别为锥角上公差、锥角下公差及泄漏量允许值。若工件锥角公差为90°_-1°，则前两个标准件就分别制成89°和90°。在第三个泄漏标准件的内锥面相当于缸盖座圈密封面上开有4个浅槽，气流正是通过这些浅槽引起泄漏，但能较方便地采用修磨槽深的方法确保其泄漏率为额定值。图2是泄漏标准件的结构示意图，其额定泄漏率为400ml/min，测试压力为105Pa。

3 在线检测装置的两种形式

在图1所示的气动测量系统中，采用的二次仪表，即处理和显示单元为浮子流量计。迄今，这种传统的方式在国内外汽车发动机厂中还有应用，但自上世纪90年代以来，由气动测量头产生的检测仪器信号已普遍采取经气电转换后，以电信号的方式输入计算机，通过进一步的分析处理再予以显示或打印输出。目前，在一个现代化轿车发动机厂缸盖生产线中，上述测量系统主要有两种形式，第一种是类似图1的手动装置，对加工完毕的工件进行抽检：第二种是串联在生产线中的自动检验机，以全自动方式对工件实施100%测试。但在一般情况下，后者只测试缸盖座圈的锥角和泄漏率两项参数(图1所示)，而前者往往还增加几个测试项目，如在气动量规的导杆部分再设两个测量截面，以同时测出缸盖气门导杆直径和锥度。当操作者稳稳地使锥形量规头顶着缸盖气门座圈密封面，然后平缓地回转一圈，还能得到缸盖导管孔的圆度。

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