化油器生产清洗工艺及全气动油清洗机的研制

现代制造技术与装备　２０１１第４期总第２０３期　

化油器生产清洗工艺及全气动油清洗机的研制　

建寅力　

（湛江德利化油器有限公司，湛江５２４０４３）　

摘　要：本文先介绍了化油器生产过程中的清洗原则、清洗工艺及设备，还介绍了一款自行研发制造的全　

气动油清洗机的方案和结构设计，并简要说明了基于ｘ—Ｄ线图的气动回路设计。该文对业界有一定的参考价　

值。　

关键词：化油器　清洗工艺及设备　全气动油清洗机　气动回路　

１化油器生产中的清洗原则、清洗工艺及设备　“化油器不再是简单的仅满足汽车、摩托车运行的机　

械产品，而是关系发动机性能和影响排放的精密计量仪　

器”，这已成为行业中人的共识，要知道头发丝般细小的　

一个切屑就会影响化油器总成的性能，而在清洁度问题　

上真正地将化油器当作精密仪器一样对待的厂家还不　

多。作为业内龙头企业，我们公司对清洗工艺和设备的应　用十分重视，在加工到装配工艺过程中贯彻“形成污染就　

清洗”的原则，严格清洁度的检验标准，限定０．１－０．３５ｒａｍ　的颗粒数、杜绝０．３５ｍｍ以上的颗粒。凡是与化油器清洁　

度相关的工序和设备都作为关键工序和关键设备来管　

理。　在化油器生产中提高清洁度是一个复杂的系统工作，　

不可能单靠哪两台清洗设备就解决问题。从本体压铸、零　

件加工、本体加工、钝化处理，直到预装、总装，每一个环　

节都可能形成污染，并且污染物性质、附着形式都不尽相　

同。控制清洁度最理想的措施就是尽量少产生毛刺、切屑　

等污染物，并针对不同的污染物采用相应的清洗方法，作　到形成污染就清洗，甚至在一些污染点上反复进行清洗　

才能达标。在专业期刊上介绍最多的清洗工艺是超声波　

清洗，我们公司早些年也使用了两台超声波清洗机，但由　

于三氯乙烷等ＯＤＳ（消耗大气臭氧层物质）清洗剂的禁　

用、超声波振子的衰减影响清洗效果以及清洗工艺的改　

进，近年来已弱化了超声波清洗在生产中的作用，相应地　

由点到面增加了许多有针对性的清洗工艺和设备。　具体地讲，在主喷管、油针、量孔等化油器零件加工　

后，我们一般设有一道用溶剂油浸洗的清洗工序；在加工　

化油器本体时应研究改进刀具技术和去毛刺技术，争取　

少切屑少毛刺，加工工序间多点使用溶剂油介质的漂洗　

工艺；在本体加工后一般使用高压水冲洗机、高温高压冲　

洗机和甩屑机等设备，有的应用热能去毛刺设备，来对化　

油器这种型腔复杂、相贯相交孔系和深盲孔多的工件进　

行毛刺处理；在加工线末序也有使用超声波清洗机的，它　包括热浸洗一超声波一蒸气洗一冷冻干燥这几个工作过　

程；本体在喷丸或钝化处理后，还应采用高压热水冲洗或　

超声波清洗，以清除粉尘或从处理液中带来的杂质颗粒；　装配线上是控制清洁度的最后关口，污染物形态多样，有　

加工后清洗遗留下来的，有预装环节带人的，也有装配时　因使用螺丝刀、扭矩扳手等工具难免形成的金属碎屑等，　

为做到“形成污染就清洗”，我们增设了真空负压清洗和　

油气脉冲冲洗工序，来去除化油器各重要油气系通道中　

的污染物，这是装配浮子室之前的最后一道清洗工序，其　

作用更加重要。　曾参观过生产化油器和电喷装置的日本厂家，在生产　

线上配备的许多诸如清洗、去毛刺的辅助设备、手术医生　

一样装扮的装配工人以及防静电整洁的装配场所，都给　

人们留下深刻印象。“形成污染就清洗”的清洗原则体现　

了日本精益生产模式中一面，国内企业要真正实现需要　

做许多艰苦的工作，比如该如何加强清洗这道“良心”工　

序的执行力度以及严肃工艺纪律等，同时在硬件上还需　

要不断完善配备各式各样的清洗设备。在这些设备当中　

除少数可以购买外，大多数属于非标准设备需要根据不　

同工艺要求进行自行研制，全气动油清洗机就是其中之　

一。下面详细介绍该机的方案、结构设计以及气动回路设　

计。　

２全气动油清洗机的整体结构设计　

全气动油清洗机是用来冲洗化油器主油系和怠速油　

系中的孔道，以防止渣屑等污染物阻滞其中而影响化油　器总成的性能，作为化油器装配线上最后一道清洗工序，　

它是保证和提高化油器清洁度的重要设备，必须达到没　

有０．３５ｒａｍ以上污染颗粒并限定０．１—０．３５ｒａｍ间颗粒数　

的清洁度标准。　

２．１工艺技术要求　

（１）清洗介质：化油器提供一定空燃比的混合气给发　

动机，其中的燃油一般为９０＃以上牌号的汽油，但因汽油　挥发性强及易燃易爆的特点，显然不能作为清洗剂使用。　

综合考虑溶解性、挥发性和安全性，我们选用１２０＃溶剂油　

作为清洗介质，它又称橡胶溶剂油，是一种用途广泛的无　

色透明有机溶剂。　

（２）安全性：溶剂油在高于其闪点温度９５ｃＣ时会燃　

烧，因此设计时考虑安全因素决定不使用电磁阀，也不用　

电气控制，以避免万一产生电火花、

过热、爆炸等危险。故　设计与研究　３５　

选择全气动控制的方式，用压缩空气作动力和控制源，完　

全满足安全法规所规定的要求。　

（３）工艺要求即清洗方案：一般地，用压力油和气流　

间断冲洗孔道比仅采用一种流体连续冲洗的效果要好，　

设计前经过手工试验，先冲油后冲气，冲油时工作压力达　

到４．５ｋｇ／ｃｍ　左右，冲气达到５ｋｇ／ｃｍ　以上时，就能满足化　油器清洁度要求。１１秒／件的清洗节拍小于整条线的生　

产节拍，动作程序设计也比较合理，具体详见后文第三部　分。　

２．２结构设计　

该全气动油清洗机设计结构新颖，采用了摆动气缸操　

纵旋转圆弧门，内腔容积大，通过拔换软管就可方便更换　

夹具，适合多种化油器机型的油路清洗。其外形图见图１。　

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图１全气动油清洗机外形图　

该机外形尺寸为８００×８００×１５００ｍｍ，主体结构大致　

由圆弧门清洗室、集成油箱、气动隔膜泵及支架、主机架　

以及夹具体等部分组成。集成油箱由回收油箱和供油箱　

二合一组成。清洗室底部设计成漏斗状，冲洗后的油由此　

流人回收油箱。圆弧门由摆动气缸驱动旋转，二者联接处　

设有滚动轴承，门的下部设有滚轮骑行在圆弧形的导轨　

上，保证门的开合旋转自如。清洗室圆弧门上嵌有厚５ｍｍ　

的有机玻璃板，作为视窗观察内部清洗状态。油箱、清洗　

室和机架等都是由厚２ｍｍ的不锈钢焊接而成，杜绝清洗　

过程中污染的再发生，其结构合理美观。　该机采取循环用油方式，尽量密闭管路腔体以保证溶　

剂油的最大化利用。同时为保证清洗效果，除了各部件采　

用不锈钢制作外，过滤系统十分重要，该机采用了三级过　滤：清洗用油经过４００目磷铜丝布流入回收油箱，过滤网　

要求每班清洗；回收油箱与供油箱问隔板上设有２００目不　

锈钢丝布粗过滤；隔膜泵后采用棉质滤芯精过滤，以达到　

１００　的过滤精度，过滤器要定期清洗或更换。　

设备中各部件的选型大多是常用件，气动隔膜泵选用　

大阳铁工的ＴＤ一１５型泵，齿轮齿条摆动气缸选用方大　

ＱＧＫ一１ＦＡ６３Ｔ９０型。考虑溶剂油挥发对操作者和环境的污　

染，在整机安装后需配备抽风机从清洗室顶部抽排油气，　

其电机须为防爆型电机，并安装在室外。建议操作人员戴　橡胶耐油手套作业以防伤害手指，工作场所严禁吸烟，通　

风系统也应使用防爆型电气元件。　

３全气动油清洗机的气动回路图　因为该机采用基于安全本质的纯气动控制回路，相比　

用电磁换向阀所组回路设计时有很大难度。下面结合该　

机的两种工作程序来简要说明气动回路的设计。　

３．１用手关门触碰机动换向阀作为启动信号　

根据工艺要求设计工作程序为：人工放置化油器工件　到夹具上一手动关门启动程序一自动夹紧工件同时清洗　

头逼近并压紧工件油道孔一压力油冲洗４ｓ一压缩空气吹　

净４ｓ一清洗头离开同时夹具自动松开一同时清洗室门自　

动开启一人工取离工件。　

该机有三个气缸：开门的摆动气缸Ａ、工件夹紧气缸　

Ｂ、清洗头逼近气缸Ｃ，鉴于气缸Ｂ和Ｃ动作基本同步（依　

靠节流阀调出先后），在基于ｘ—Ｄ线图设计回路时可把二　

者当做一个气缸Ｂ，则工作程序就简化为：Ｂ１Ａ１ＢＯＡ０，其　

中分析线图中障碍信号和如何消障是难点，现仅详述各　

气阀在该程序下的动作关系（参照图２）。　

图２用手关门作启动信号的油清洗机气动原理图　

用手关门触碰机动换向阀１动作一阀３换向（气缸　

Ｂ、Ｃ杆伸出）一气信号经阀４作用于阀５（球阀１打开开　始冲油同时球阀２关）一气信号经延时阀１延时４Ｓ（即冲　

油时间）后作用于阀４和阀６（球阀２打开开始吹气同时　

球阀１关）一气信号经延时阀２延时４ｓ（即吹气时间）后　

作用于阀７（气缸Ａ旋转出将门打开）一门开瞬间阀１释　放、阀３复位（气缸Ｂ、Ｃ杆缩回）一门全开后触碰阀０动　

作一阀７换向（气缸Ａ旋转回，此时门不被带回关上，通　过机构实现）。如此循环一周。其中梭阀可以取消、用气动　

球阀代替。此方案优点是用阀少。　

３．２双手操作按钮阀作为启动信号　

根据工艺要求设计工作程序为：人工放置化油器工件　

到夹具上一双手启动按钮一清洗室门自动关闭同时自动　

夹紧工件一清洗头逼近并压紧工件一压力油冲洗４ｓ一压　

缩空气吹净４ｓ一清洗完毕清洗头离开一夹具自动松开同　

时清洗室门自动开启一人工取离工件。　（下转第４Ｏ页）

　现代制造技术与装备　２０１１第４期总第２０３期　

根据上述各判断矩阵所得的结果进行层次的总排序　

可得表８。　同理对其进行一致性检验可知ＣＲ＝ＣＩ／ＲＩ＝０．０３８６４＜０．１，　

所以本次排序具有良好的一致性。本次求得的权值即为　

各零部件故障发生的概率。　

４总结　通过对立式热管锅炉的零部件分析建立了设备故障　递阶层次结构图，较全面的概括了设备故障分析中所要　

考虑的因素。并根据公司现有的软件情况利用层次分析　

法对设备的故障进行了分析，得到了较为科学的结果。实　

践证明，该方法科学有效。由于锅炉设备的零部件较多，　

本文从主要的部件进行了分析，具有一定的宏观性，进一　

步细分将是作者以后的研究重点。　

参考文献　

【１］吴粤桑，刘清方编，锅炉压力容器安全工程学．北京经济学院　出版社，１９９１．　【２］姜湘山主编，燃油燃气锅炉及锅炉房设计，北京：机械工业出　版社，２００３．　【３】鹿道智主编，工业锅炉司炉教程，航空工业出版社，２００１．　【４］许树柏．层次分析法原理［Ｍ】．天津：天津大学出版社，１９８８．　［５】李晨洋，刘东，王秋萍，侯为军．基于ＡＨＰ的土木工程专业多　媒体教学课程决策研究…．经济研究导刊，２０１０，（０２）．　［６］王晶晶．图书馆数字参考咨询服务质量评价体系研究［Ｄ】．　黑龙江大学，２００９．　［７］葛慧明．层次分析法在专业技能评估中的应用…．无锡南洋　学院学报，２００８，（Ｏ１）．　【９】张卿．内蒙古苏尼特右旗生态移民经济社会效益评价研究　［Ｄ］．北京林业大学，２０１０．　

Ｂｏｉｌｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｆａｉｌｕｒｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ＭＯＵ　Ｎｉｎｇ　（ＪｉＮａｎ　Ｈｕａｎｇｔａｉ　Ｃｏａｌ　ｇａｓ　Ｓｔｏｖｅ　Ｌ’ｔｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，，ＪｉＮａｎ　２５０１０１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｓ　ｍａｎｙ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ’ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｏ　ｆｉｎｄ　ｔｈｅ　ｂｏｉｌｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ’Ｓ　ｆａｉｌｕｒｅ．Ｉｎ　ｅａｓｅ　ｏｆ　ｐｏｏｒ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｎａｐｐｒｏｐｒｉ—　ａｔｅ　ｕｓｅ，ｉｔ　ｗｉｌｌ　ｏｃｃｕｒ　ａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｓｏｍｅｔｉｍｅｓ　ｔｈｅ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｄｅｖａｓｔａｔ－　ｉｎｇ．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ａｐｐｅａｒｓ　ｉｆ　ｗｅ　ｆｉｎｄ　ｉｔ　ｐｒｏｍｐｔｌｙ　ｗｅ　Ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｎｙ’Ｓ　ｌｏｓｓｅｓ　ｇｒｅａｔｌｙ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｂｏｉｌｅｒ　ａｎｄ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ　ａ　ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆａｉｌｕｒｅ．Ｉｔ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｂｏｉｌｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｎｙ，ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ＡＨＰ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｂｏｉｌｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｓｏ　ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｂｏｉｌｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｉｃｕｌｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ａｎｄ　ｉｔ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅｌｙ　ｔｒｏｕ—　ｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｆａｉｌｕｒｅ，ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＡＨＰ