天然氣發(fā)動機專用缸體缸蓋環(huán)保制造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天然氣發(fā)動機專用缸體缸蓋環(huán)保制造工藝，屬于發(fā)動機缸蓋制造技術領域。
【背景技術】
[0002]發(fā)動機缸蓋安裝在缸體的上面，從上部密封氣缸并構成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發(fā)動機的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來冷卻燃燒室等高溫部分。缸蓋上還裝有進、排氣門座，氣門導管孔，用于安裝進、排氣門，還有進氣通道和排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動機的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多。隨著節(jié)能環(huán)保及新能源汽車的快速發(fā)展，國際國內(nèi)發(fā)動機所用能源除柴油、汽油外，液化石油氣、天然氣、甲醇、乙醇等新能源在汽車領域得到廣泛應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣發(fā)動機專用缸體缸蓋環(huán)保制造工藝，以便更好地生產(chǎn)制造天然氣發(fā)動機專用缸體缸蓋。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。
[0005]一種天然氣發(fā)動機專用缸體缸蓋環(huán)保制造工藝，通過不同能源汽車發(fā)動機的能源燃燒特性研宄，對發(fā)動機缸體缸蓋結構進行三維模擬計算，逐步完善制造工藝，生產(chǎn)出節(jié)能環(huán)保發(fā)動機專用的主要零部件一缸體、缸蓋，其技術先進性主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0006](I)由于發(fā)動機缸蓋進氣道的結構參數(shù)對其流通性和渦流比有直接影響，而流通性和渦流比又是影響發(fā)動機能源燃燒過程的關鍵因素，能源燃燒越充分，不但能源損失越小，發(fā)動機的功率也會提高，而且使發(fā)動機的尾氣排放越低，對環(huán)境的污染越小。由于不同能源的流通性和渦流比不同，采用三維模擬設計，對不同能源發(fā)動機缸蓋的進氣道分別設計，最終達到汽車發(fā)動機節(jié)能環(huán)保的目的。
[0007](2)由于發(fā)動機燃燒室的結構和大小，對發(fā)動機動力性能和排放有很大影響，通過利用三維燃燒分析軟件FAIR，進行不同能源發(fā)動機燃燒過程的模擬計算，分析其燃燒特性，通過數(shù)值計算和試驗研宄獲得了兼顧動力性、經(jīng)濟性、排放指標和可靠性的缸蓋燃燒室設計，使其發(fā)動機缸體達到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0008](3)由于缸體缸蓋的生產(chǎn)過程資源和能源耗量較大，實施新工藝后，使缸體缸蓋的生產(chǎn)過程達到節(jié)能環(huán)保的目的。淘汰生產(chǎn)效率低，能耗高的設備，全部采用自動化程度高和低耗能設備，并設計連續(xù)循環(huán)生產(chǎn)工藝流程，減少能源消耗達到節(jié)能目的。產(chǎn)品外型尺寸和結構設計遵循高機械性能的原則，盡量減少資源耗用量，達到節(jié)約資源的目的。缸蓋生產(chǎn)采用鐵覆膜砂鑄造工藝，增加覆膜砂回收再生設備，既大大的降低了覆膜砂的耗用量，又減少廢砂的污染。由于缸體采用冷硬樹脂砂的生產(chǎn)工藝，通過樹脂砂回收再生設備對已使用過的樹脂砂進行回收再生利用，大大地降低了樹脂砂的耗用量，也減少傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生廢砂對環(huán)境的污染。
[0009]上述工藝中，需要涉及以下主要原輔材料供應
[0010](I)生鐵:缸體、缸蓋以生鐵為原料進行熔煉，然后澆注成型。生鐵的主要成分為C、S1、Mn、S、P，根據(jù)產(chǎn)品材質(zhì)的不同牌號選用含不同成分的生鐵。
[0011](2)廢鋼:缸體、缸蓋以廢鋼和生鐵為主要原料進行熔煉，然后澆注成型。產(chǎn)品加入廢鋼可增加產(chǎn)品的延塑性，減少產(chǎn)品脆斷。同時利用廢料符合環(huán)保要求。
[0012](3)覆膜砂:覆膜砂是用天然石材加工而成，具有燒結后強度高，透氣性好的特點，易保證鑄件外觀質(zhì)量，燒結時無腐蝕性氣體，對人體無害。
[0013](4)硅、錳鐵:硅、錳鐵是孕育的主要材料，用于調(diào)整鐵水的S1、Mn含量，達到控制鑄件材料的目的。
[0014](5)稀土鎂:稀土鎂是孕育球鐵產(chǎn)品的主要材料，用于調(diào)整鐵水中的稀土成分，達到使鐵水球化的目的，從而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)球鐵產(chǎn)品。
[0015](6)水玻璃粘接劑:水玻璃粘接劑用于粘接砂型，防止鐵水澆注時滲入模型其他部位。
[0016](7)石棉濾網(wǎng):石棉濾網(wǎng)用于過濾鐵水中的雜質(zhì)，從而凈化鐵水質(zhì)量，使鑄鐵雜質(zhì)少，提高鑄件強度與質(zhì)量。
[0017](8)石英砂:石英砂是鑄造成型的主要材料，石英砂加入純堿、煤粉、水，經(jīng)混碾后，用于在模型中舂緊成型，具有濕強度高，透氣性好的特點。
[0018](9)白泡石、砂:白泡石是熔煉必不可少的材料，具有耐熱溫度高的特點，白泡砂是敷制澆包、手澆包的主要材料，主要防止鐵水遇冷鐵飛濺，同時耐高溫，可延長澆包使用壽命O
[0019]具體工藝方案為:采用國內(nèi)成熟、先進的快速中頻熔煉、恒溫連續(xù)循環(huán)澆注生產(chǎn)工藝；采用冷卻水、覆膜砂、樹脂砂回收再利用技術、自動化控制程序等多項節(jié)能新工藝技術和節(jié)能裝備技術。
[0020](I)節(jié)能環(huán)保專用發(fā)動機缸蓋生產(chǎn)工藝流程:
[0021]覆膜砂配制(再生砂+新砂)一鐵覆膜砂射芯造型一涂料一組合一連續(xù)循環(huán)熔煉澆注一清砂一拋丸一打磨一噴漆一入庫一舊砂回收再生。
[0022](2)節(jié)能環(huán)保專用發(fā)動機缸體生產(chǎn)工藝流程:
[0023]樹脂砂配制(再生砂+新砂)—樹脂砂射芯造型一涂料一組合一連續(xù)循環(huán)熔煉澆注一清砂一拋丸一打磨一噴漆一入庫一舊砂回收再生。
[0024]上述工藝中，采用特殊環(huán)保工藝:
[0025](I)對熔煉電爐的更新改造，全部采用快速熔煉中頻電爐，在電爐的電控系統(tǒng)中增安功率因素自動補償器，同時采用恒溫澆注機連續(xù)循環(huán)澆注，以此減少電爐的預加熱時間和功率損失。原電爐熔煉每公斤鐵水耗電1.05kwh,生產(chǎn)每套缸體缸蓋需熔煉250公斤，耗電262.5kwh，通過技術改造后，熔煉每公斤鐵水僅耗電0.89kwh，生產(chǎn)每套缸體缸蓋耗電222.5kwh，則每套缸體缸蓋減少電耗40kwh，該項節(jié)能15.39%。
[0026](2)對鑄造生產(chǎn)線缸體缸蓋等主要大件能耗大的工序(烘烤、射芯、拋丸清理、砂處理等)均采用生產(chǎn)效率高、能耗低的自動化控制節(jié)能設備，并采用連續(xù)生產(chǎn)，降低電器設備的啟動頻率，減少預加熱時間，以此降低單件產(chǎn)品的能耗。同時也在此設備的電器系統(tǒng)中增安功率因素自動補償器，減少電器設備的功率損失，達到進一步節(jié)能的目的。目前生產(chǎn)每套缸體缸蓋耗電112.5kwh，通過技術改造后，耗電僅90kwh，技改后生產(chǎn)每套缸體缸蓋減少耗電22.5kwh，該項節(jié)能達20%。
[0027](3)采用新工藝，增加樹脂砂回收處理線和覆膜砂回收處理線。將原來倒掉的廢砂經(jīng)回收處理后再利用。之前舊工藝每生產(chǎn)一套缸體缸蓋要耗用覆膜砂、樹脂砂325kg，采用新工藝后，生產(chǎn)每套缸體缸蓋耗砂僅72kg，回收利用率達78%。
[0028]舊工藝每生產(chǎn)一套缸體缸蓋耗能375kwh，采用新工藝后，每生產(chǎn)一套缸體缸蓋耗能312.5kwh,節(jié)能16.67%。按年產(chǎn)20萬套缸體缸蓋，就此降低能耗達1250萬kwh，減少覆膜砂、樹脂砂用量5萬噸，合計價值3625萬元。
[0029]根據(jù)生產(chǎn)工藝技術要求和生產(chǎn)規(guī)模以及新組建的生產(chǎn)線，工藝創(chuàng)新須新增覆膜砂、樹脂砂回收利用設備、射芯機、殼型機、中頻熔煉電爐、起重運輸?shù)壬a(chǎn)設備和相應的檢測設備等。
[0030]該發(fā)明的有益效果在于:節(jié)能環(huán)保專用發(fā)動機缸體缸蓋不但滿足燃油汽車發(fā)動機的需要，而且也滿足許多新能源汽車發(fā)動機的需要；同時該產(chǎn)品不但能提高發(fā)動機的功率，降低能耗，還能減少汽車尾氣排放，大大降低對環(huán)境的污染。
【具體實施方式】
[0031]下面結合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本發(fā)明。
[0032]實施例1
[0033]本實施例中的天然氣發(fā)動機專用缸體缸蓋環(huán)保制造工藝，通過不同能源汽車發(fā)動機的能源燃燒特性研宄，對發(fā)動機缸體缸蓋結構進行三維模擬計算，逐步完善制造工藝，生產(chǎn)出節(jié)能環(huán)保發(fā)動機專用的主要零部件一缸體、缸蓋，其技術先進性主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0034](I)由于發(fā)動機缸蓋進氣道的結構參數(shù)對其流通性和渦流比有直接影響，而流通性和渦流比又是影響發(fā)動機能源燃燒過程的關鍵因素，能源燃燒越充分，不但能源損失越小，發(fā)動機的功率也會提高，而且使發(fā)動機的尾氣排放越低，對環(huán)境的污染越小。由于不同能源的流通性和渦流比不同，采用三維模擬設計，對不同能源發(fā)動機缸蓋的進氣道分別設計，最終達到汽車發(fā)動機節(jié)能環(huán)保的目的。
[0035](2)由于發(fā)動機燃燒室的結構和大小，對發(fā)動機動力性能和排放有很大影響，通過利用三維燃燒分析軟件FAIR，進行不同能源發(fā)動機燃燒過程的模擬計算，分析其燃燒特性，通過數(shù)值計算和試驗研宄獲得了兼顧動力性、經(jīng)濟性、排放指標和可靠性的缸蓋燃燒室設計，使其發(fā)動機缸體達到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0036](3)由于缸體缸蓋的生產(chǎn)過程資源和能源耗量較大實施技改后，使缸體缸蓋的生產(chǎn)過程達到節(jié)能環(huán)保的目的。淘汰生產(chǎn)效率低，能耗高的設備，全部采用自動化程度高和低耗能設備，并設計連續(xù)循環(huán)生產(chǎn)工藝流程，減少能源消耗達到節(jié)能目的。產(chǎn)品外型尺寸和結構設計遵循高機械性能的原則，盡量減少資源耗用量，達到節(jié)約資源的目的。缸蓋生產(chǎn)采用鐵覆膜砂鑄造工藝，增加覆膜砂回收再生設備，既大大的降低了覆膜砂的耗用量，又減少廢砂的污染。由于缸體采用冷硬樹脂砂的生產(chǎn)工藝，通過樹脂砂回收再生設備對已使用過的樹脂砂進行回收再生利用，大大地降低了樹脂砂