汽车和卡车的铸造发动机缸体的超声测厚应用

作者 Tom Nelligan

本应用说明将介绍如何测量汽车发动机和其他内燃机的铸造发动机缸体和气缸孔的壁厚。您会从中了解到用于检测发动机缸体和气缸孔壁厚的超声测量设备和程序。

汽车和卡车发动机缸体是一些尺寸各异、形状复杂的铝铸件或铁铸件，在制造过程中，一定要对这些铸件的质量进行控制。这些复杂部件的大多数壁厚尺寸无法通过机械方式测量，因为无法接触到它们的内表面。不过我们可以采用超声测厚技术以一种无损检测方式测量这些铸件的各种壁厚。

特别需要测量的是气缸孔的壁厚，尤其是跑车和自行改装汽车中的高性能引擎的气缸孔。当气缸最初被加工或重新钻孔时，一定要确保其壁厚不低于规定的最小值。超声波测量是一种可监测这种壁厚的实用的无损检测技术。

用于测量气缸孔厚度的超声测量设备

发动机缸体和气缸孔的测量可以使用精确测厚仪完成：如38DL PLUS超声测厚仪、带有单晶软件的45MG超声测厚仪，或72DL PLUS超声测厚仪。探头的选择取决于具体的测量应用。针对处于发动机缸体常见壁厚范围内的铝铸件和铁铸件，一般使用普通的接触式探头进行测量，如：M109（5 MHz，0.5英寸直径）或M106（2.25 MHz，0.5英寸直径）。然而，发动机缸体的复杂形状和接触限制往往会要求使用其他探头。

在测量气缸孔时，需要使用带有弧形延迟块的探头，如M206探头（5 MHz）或M207探头（2.25 MHz）。将可更换的塑料延迟块加工成合适的几何外形，使其贴附在气缸孔的曲面内壁上，可以获得适当的声耦合效果。在空间狭小的区域进行测量时，如排气口的壁厚测量，可能需要使用一种带有笔式持握杆的探头，伸入到狭窄的空间内进行测量。请联系我们，了解有关在特定应用中使用何种探头的建议。

气缸孔厚度的超声测量程序

一般来说，使用一台已经设置好的仪器，就可以非常简单地对气缸孔的厚度和发动机缸体的其他壁厚进行超声测量。校准精度一般为±0.12毫米，或更好。以下通用的原则适用于这类测量的各种具体应用：

1. 测量部位的内表面和外表面一定要基本处于同心或平行状态，才能获得有效准确的读数。被测表面一定要洁净，一尘不染。
2. 探头必须被稳定地耦合到被测部件的外表面，必须使声束垂直入射到表面中。在测量气缸孔时，涉及到使用一个适当的、放置方向正确的曲面延迟块的问题。在某些测量空间狭小的应用中，如对排气口的测量，可能要对波形进行监控，以确定适当的对齐位置。
3. 要测量低于约1.25毫米的厚度，需要使用较高频率的探头（一般为10 MHz M202探头），而且还要将超声测厚仪调整到检测薄材料的适当设置。

注：超声测厚技术可以应用到很多其他汽车部件的测量，包括车身钣金（弯曲部位的厚度减薄率）、辊棒、模压塑料件、气囊撕裂缝，以及塑料车体部件上的漆层厚度。请联系我们，了解有关这些应用的更多详情。