排氣蝶閥鹽霧試驗不合格整改

秦斌龍，徐然然

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

排氣蝶閥鹽霧試驗不合格整改

秦斌龍，徐然然

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

針對排氣蝶閥鹽霧試驗長期不達標問題展開整改，經過調查分析，結合排氣蝶閥使用環境，識別出影響排氣蝶閥耐鹽霧能力的關鍵因素，制定相應整改措施，提升排氣蝶閥耐鹽霧能力及整車制動效果。

排氣蝶閥；耐鹽霧能力；制動效果

CLC NO.: U471 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)20-117-03

前言

排氣蝶閥是一種重卡上所配置的利用發動機達到排氣制動減速的一種輔助制動器。汽車在行駛過程中，特別是車輛在下長坡時，如果長時間使用行車制動器，勢必使行車制動器內溫度急劇上升，導致熱衰退和液壓制動系的氣阻，使汽車制動器效能和使用壽命顯著下降，影響行車安全。為了減輕行車制動器的負擔，提高汽車運輸效率，確保行車安全， 車輛在下坡減速時，最好使用排氣制動，以減輕車輪制動器的負擔，減少駕駛員的疲勞。

1 問題提出及原因分析

為提高產品外觀質量和防止外表面生銹，排氣蝶閥表面已做耐高溫漆涂覆處理。產品表面生銹的原因為鑄鐵表面接觸水汽與空氣中的氧氣發生原電池反應，它銹蝕的程度與大氣相對濕度、大氣中有害氣體含量、基體表面的清潔狀態、基體組織的不均勻性等因素有關。

通過對生銹的故障件分析，此生銹故障件為2015年12月15日生產的產品。且舊件外觀存在磕碰劃傷現象，磕碰厲害處已露基體，從而使基體表面接觸水汽與空氣中的氧氣發生原電池反應，造成銹蝕(圖1)。

圖1

排氣蝶閥閥體的涂覆工藝流程如下圖所示：

圖2

根據排氣蝶閥的生銹形式以及對生銹情況的分析，建立故障樹如下：

圖3

針對故障原因進一步分析如下：

2 底材處理質量

底材的處理質量對漆膜的防銹性能起著決定性的作用，只要表面存在銹蝕、鹽粒、油污或水液，導致漆膜不能與涂裝金屬表面緊密結合，出現氣孔、針孔等漆膜弊病，就會使空氣中中的氧、水分很容易穿過涂層而與涂層下的金屬接觸，使得涂層在較短時間內便發生銹蝕，加快涂層的失效。為此我公司對涂裝前處理質量進行嚴格的控制。采用拋丸處理的制件，表面的防銹等級達到Sa2.5以上。經過現場查看，自動拋丸設備的運行正常，各項參數在規定的范圍內。拋丸的質量也滿足規定要求，表面基本上都是灰白色金屬顏色，無殘余銹蝕或氧化皮，無油污、水跡等。因此可以排除前處理設備及處理的質量問題。(見圖4、圖5）

圖4

圖5

3 涂料防銹性能

涂層的防護性能與涂料本身具有的防銹性能密切相關。俗話說，巧婦難為無米之炊。如果沒有好的涂料，要得到好的涂裝質量就不可能，涂料的防銹性能和涂料的配方及生產工藝有關。由于所采用的底漆、面漆都是統一規定的由同一廠家提供的同一型號涂料，其他制件并沒有出現類似的銹蝕。因此可以排除涂料本身的問題。

圖6 雙獅涂料

4 噴涂質量

4.1 漆膜厚度達不到要求

通常自然環境下，氧是金屬腐蝕陰極去極化劑 4e-+O2+2H2O=4OH-。

涂層下金屬要發生銹蝕，其陰極部位必須有足夠的氧透過漆膜。因此漆膜的透氧率決定銹蝕的速度，即漆膜需有一定的透過性，如透水、透氧等。涂層越厚，則透水率越低。所以重防腐蝕涂料都是厚膜型。對于無缺陷、小孔的完整漆膜，水可以通過漆膜的自由體積的空穴在膜內穿行。但是實際的漆膜難免有小孔，這種微觀的缺陷比自由體積的空穴大，使水、氧及其他離子容易透入，如圖7所示。

圖7 涂層細孔示意圖

如果漆膜厚度達不到所需的臨界厚度，其透水、透氧性就會大大增加，涂層下金屬的銹蝕幾率和銹蝕速度就大大提高。

現場檢測漆膜厚度都達到了規定要求。

圖8 現場檢測漆層厚度圖片

4.2 存在虛噴

虛噴即干噴現象，由于噴槍離被噴涂表面較遠，漆霧顆粒到達制件表面的時間較長，在向制件表面運動的過程中，漆霧顆粒中的溶劑過多揮發，到達制件表面時，漆霧成了干顆粒。因此這些顆粒沒有形成連續的漆膜，落到制件表面的漆霧顆粒之間沒有熔接在一起，存在空隙。在這種情況下，空氣中的水和氧都很容易通過漆膜到達制件金屬表面，導致銹蝕的產生。虛噴漆膜與正常漆膜可用圖9表示（現場檢測噴涂完工后的制件，不存在虛噴現象）。

圖9 虛噴漆膜與正常漆膜對比

4.3 制件表面存在磕碰劃傷露底現象

眾所周知產品只所以防腐，是因為表面涂覆一層涂料，使得鑄鐵表面與空氣中的水汽、氧隔絕，從而避免鑄鐵基體與空氣中的水汽、氧發生原電池反應（氧化反應），繼而延長或暫緩制件的防腐時間。當涂層遭到破壞，破壞了這層隔離層，從而鑄鐵基體與空氣中的水汽、氧發生原電池反應（氧化反應），引起鑄鐵基體在短時間內產生銹蝕?？呐鰟潅兜资窃斐射P蝕的原因。

5 環境

環境是導致噴漆制件表面銹蝕的直接原因，低溫、干燥是理想的存放環境，但在實際生產中不可能都達到如此的條件。進入夏季，氣溫升高、雨水增加，濕熱環境加速了銹蝕的產生，使得漆膜在冬季和春季的防護時間較長，而在夏季的防護時間大大縮短。由于并不是所有的涂裝制件都在短期內出現銹蝕，而現有的存放環境也無法改變，因此不將環境作為主要原因來考慮。

6 機理分析

6.1 排氣蝶閥的工作原理

圖10

（1） 當使用蝶閥時，啟動蝶閥開關，系統管路向氣缸內充入壓縮空氣，活塞在氣壓的作用下克服彈簧的彈簧力，帶動推桿向前運動，在球頭、球銷的配合下，產生旋轉力，從而帶動搖臂、軸、閥片旋轉；在限位塊的作用下，推桿只能帶動搖臂、軸、閥片旋轉90°，閥片關閉，排氣制動起作用。

（2）關閉蝶閥開關，氣缸內的壓縮空氣排入大氣中，活塞在彈簧力的作用下，帶動推桿向后運動，在球頭、球銷的配合下，產生旋轉力，從而帶動搖臂、軸、閥片旋轉；在限位塊的作用下，推桿只能帶動搖臂、軸、閥片旋轉90°，閥片打開，發動機正常排氣(煙)。

6.2 排氣蝶閥使用條件

排氣制動系統的工作受排氣制動電磁閥控制，而電磁閥的工作受三個串聯開關（離合器、加速踏板、排氣制動開關）控制，即只有當三個開關都接通時排氣制動才起作用。

駕駛員使用排氣制動時，當排氣制動開關接通，不踩離合器踏板，也不踩加速踏板，此時離合器開關和加速踏板開關及電磁閥均處于通電狀態，接通了用于控制向蝶閥氣缸供給壓縮空氣和排除壓縮空氣的電磁閥，貯氣筒壓縮空氣進入氣缸，排氣制動閥閥片關閉排氣管，產生了發動機制動作用，排氣制動指示燈點亮。

關閉排氣制動開關，電磁閥的電流被切斷，氣缸中的壓縮空氣被排向大氣中，排氣制動被自動解除。另外，由于控制電路中設置了加速開關和離合器開關，因此即使未關閉排氣制動開關，如果駕駛員踩加速踏板和離合器時，也能自動解除排氣制動，排氣制動指示燈熄滅。

排氣蝶閥表面生銹的故障機理

由于制件表面存在磕碰劃傷露底現象，造成鑄鐵基體與空氣中的水汽、氧發生原電池反應（氧化反應），引起鑄鐵基體在短時間內產生銹蝕。

7 問題復現

從最終完工的產品中挑選2件磕碰劃傷者，其中的一件人為增加磕碰程度，使之露出鑄鐵基體后，同時將這2件放入鹽霧試驗箱中進行中性鹽霧試驗，72h后磕碰露底制件在磕碰處已銹蝕，另一件雖磕碰劃傷因有涂層的保護未出現銹蝕?？呐鰟潅兜缀笤诙虝r間內出現銹蝕的這一故障現象被復現。

圖11

8 整改措施制定及實施

完善并配備相應的周轉工位器具，制作專用的周轉籠，有效解決了運輸機搬運過程中的磕碰劃傷問題：

圖12

[1] 李仁光.汽車構造：北京人民交通出版社.

[2] 關文達.汽車構造：機械工業出版社.

[2] GB/T 10125-2015出版社：中國標準出版社出版發行.

Unqualified rectification of salt mist test for exhaust butterfly valve

Qin Binlong, Xu Ranran
( Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

Salt spray test for exhaust butterfly valve problem to make rectification, after investigation and annlysis,combining with the exhaust butterfly valve using the environment, to identify the key factors influencing the butterfly valve,salt fog resistance ability, formulate corresponding corrective actions, promote exhaust butterfly valve, salt fog resistance ability and the salt fog resistance ability.

Exhaust butterfly valve; salt fog resistance; braking effect

U471 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)20-117-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.20.041

秦斌龍，就職于陜西重型汽車集團公司。