论文摘要：文章通过对某型燃机排气装置可调引射器套筒零件轴向磨损故障分析认为：因可调引射器摇臂、下座等零件尺寸、结构设计不合理，导致排气装置在台架长试过程中，出现摇臂、下座、套筒等零件轴向磨损故障。而零组件轴向磨损将直接导致部分零组件因报废而需要进行更换、台架长试被迫停止，增加返工、返修成本、更主要的是降低了某型燃机排气装置可靠性及使用寿命。通过对故障机的分解、检查和故障分析，制定有效的质量改进措施。某型号燃机排气装置可调引射器套筒零件轴向磨损故障得到了根本的解决。

关键词：排气装置；套筒零件；轴向磨损；设计改进

1 引言
　　某型燃机排气装置在某研究所进行台架长试过程中，在试车后第03次下台分解检查时发现：排气装置可调引射器组件经点火试车后，有3～4处的套筒零件由于积碳和变形导致摆杆轴向行程出现卡滞或研死现象（通过对某台可调引射器的停车检查发现，套筒零件也存在上述故障现象）。该故障占每台可调引射器套筒零件故障率的40%以上（套筒零件在可调引射器组件上为7处延圆周方向均布），即每一台份排气装置可调引射器的套筒零件平均有3处存在摆杆轴向行程卡滞或研死现象，严重时将导致套筒零件轴向磨损故障。该故障不仅影响一次试车合格率，而且影响排气装置的可靠性及使用寿命。
　　根据故障现象，某研究所设计人员对某型燃机排气装置制定了可调引射器组件套筒零件及相关零组件修复后、重新试车的技术决定。经对故障机返工、返修工艺规程参数、相关零件设计改进的评审、论证，及对修复件的检查、更换，按照技术决定单要求，恢复可调引射器的装配、静态打压试验、重新交付、台架试车。通过试车过程的跟踪验证，某型号燃机排气装置试车合格率100%通过。

2 故障现象
　　某型燃机排气装置，零件号为某型燃机的可调隐射器组件在某所进行台架长试过程中，在设计要求试车后第03次下台分解检查时发现：
　　2.1下座存在一处磨损严重，相同位置的摆杆及配合摇臂花键键齿配合情况出现异常（轴向磨损5mm、研死）。
　　2.2 套筒（7件）其中，1件端面磨损（5mm）。
　　2.3 摇臂（7件），其中1件端面磨损。
　　2.4 摆杆（7件），其中1件端面磨损。
　　2.5 调节片（7件），其中1件端面磨损。
　　2.6 球头（7件），其中1件端面磨损。

3 原因分析
　　从下座、摆杆等零件设计参数及安装结构分析，当排气装置正常工作，高温燃气通过可调引射器时，下座和摇臂在高温状态下将出现热膨胀变形。而下座与摇臂（径向和轴向）的设计配合间隙不能完全消除其变形量，结果导致摇臂前部与下座出现轴向顶死现象（一处或多处）。同时，高温燃气形成的积碳加剧了下座与摇臂径向配合间隙的恶化，造成下座与摇臂零件径向研死故障（一处或多处卡滞或研死）。但可调引射器装置前安装边组件在作动筒的作用下继续对其它关联件实施拉动，最终导致上述下座、摆杆等关联件发生端面和球面部位磨损，调节片不能正常开启，燃机排气装置的可靠性和寿命下降。

4 改进措施
　　通过对排气装置可调引射器故障现象及故障原因分析及判定，可调引射器下座、摇臂等零件的尺寸设计和安装结构、配合间隙不合理，是造成可调引射器多个零组件磨损故障的主要原因。
　　同时，根据可调引射器零组件磨损情况和故障现象，通过反复核对、论证主要零部件的设计结构、相互间安装及配合间隙等参数的因果关系，对可调引射器多个零组件磨损故障制定了如下永久性质量改进措施。
　　4.1 摇臂零件尺寸的改进
　　通过摇臂与下座的安装结构可以得出，摇臂的外径设计尺寸为￠20.0-0.13、长度尺寸52.0-0.19与下座内径设计尺寸￠20+0.130及长度尺寸52.1mm配合时，摇臂与下座配合的轴向窜动量按自由公差计算不大于0.2mm，径向间隙0.26max（直径方向）。当可调引射器在工作状态下，高温燃气将导致摇臂发生热膨胀（轴向顶死变形、径向间隙减小），而造成摇臂不能在下座的支撑下正常进行往复圆弧曲线运动，从而影响调节片不能正常开启。
　　保持摇臂零件外径￠20.0-0.13尺寸不变，将长度52.0-0.19尺寸更改为50.0-0.19mm，保持下座与摇臂的径向配合间隙不变，将轴向配合长度由原尺寸35.6缩短2mm，使摇臂与下座的轴向配合长度始终保持在16.5mm范围内。以改变在高温燃气作用下因摇臂受热膨胀而与下座的轴向配合间隙过小而出现“顶死”故障。
　　4.2 下座零件的尺寸改进
　　从摇臂与下座零件的设计中可以得出，摇臂与下座零件的轴向设计要求的配合长度为16.5mm，径向配合间隙为0.26max。当可调引射器在高温燃气工作状态下，在摇臂与下座的径向配合面容易产生积碳堆积（因下座零件为盲孔，积碳不易排出），从而导致摇臂与下座的往复圆弧曲线运动出现“卡滞”，严重时将出现“卡死”故障。
　　在保证摇臂与下座原有配合间隙和配合长度（将下座长度尺寸35.6mm缩短2mm，保持摇臂与下座的轴向配合长度为16.5mm不变）的基础上，采用电火花加工方法，在下座零件外经52.1mm的长度范围内，切出延圆周方向均布的￠5×22mm的腰型排气孔3条。当高温燃气通过下座与摇臂配合的内腔道时，高温燃气产生的积碳通过下座的排气孔得到释放，而不能产生积碳堆积。

5 结束语
　　针对排气装置可调引射器摇臂、套筒等零件的磨损故障进行的分析、改进、论证以来，通过对某型号燃机排气装置可调引射器后批次产品的跟踪验证，上述结构件的质量改进措施有效。交付某研究所的排气装置产品未再次出现套筒、摇臂等零组件的磨损故障。因此，可以得出如下结论：
　　（1）原因分析定位准确；（2）故障复现过程清楚；（3）改进结果经验证，效果明显；（4）修复措施、设计改进满足产品设计和验收要求；（5）质量改进措施有效，某型号燃机排气装置试车合格率100%通过，最终实现了产品无故障交付。