气缸盖是柴油机一个非常关键的部件，一般为铸造件，有着非常复杂的水道、油道和气道结构，其内腔弯曲、狭窄、多死角，经常猫附有铸砂、石墨粉或其他污垢，且抛丸、喷砂也很难被全部清除。因此，如何清洗干净气缸盖，一直是发动机制造行业很棘手的难题。

1气缸盖清洗现状

气缸盖清洗主要有高压射流清洗和手工浸泡刷洗技术。目前，应用最多、最成熟的是高压射流清洗技术。其原理为用高压水泵抽水，通过许多喷嘴、喷管冲洗气缸盖的表面及各孔，再辅以清洗剂的化学溶解作用来完成清洗。有些高压射流清洗机还带有自动翻转或水涡流功能。对气缸盖中清洗困难的局部位置，例如进气道和挺杆室，必须增加人工刷洗工序。通常由工人用尼龙刷或钢丝刷对这些部位反复进行刷洗，同时用水管对准刷洗部位冲淋。 

发动机维修或再制造时，由于条件限制，一般采用柴油或煤油浸泡发动机后，再对其进行人工刷洗。但这些清洗技术或多或少存在不足:

①高压射流清洗技术尽管辅以化学溶解作用，但主要还是依靠机械冲洗，因此对油污的去除效果并不理想，而且对于气缸盖的拐弯、死角和内腔部位几乎冲洗不到。

②高压射流清洗一般需要大功率的电机驱动和用电加热，能耗很大。

③人工刷洗虽然清洗效果不错，但效率低，劳动强度大。

④柴油(煤油)浸泡清洗，有很好的清洗效果，但成本太高，而且油气挥发会损害清洗人员的健康。

2超声波工业清洗技术

超声波工业清洗技术起步于20世纪60年代，发展迅速，目前在光学、电子、钟表、轴承、电镀、涂装、医疗等行业广泛应用。但在发动机行业，除了在小体积的零部件清洗领域有一定应用之外，主机厂应用很少，而气缸体、气缸盖等大型零部件使用超声波清洗技术的几乎没有。

超声波清洗原理:由信号发生器和换能器作用产生的超声波，在清洗液内以纵波方式传播，在传播途中由于“空化效应”，产生一连串微小并释放出巨大能量，对工件表面不断进行冲击，使工件表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到净化工件表面的效果。

超声波工业清洗技术具有很强去油污效果，理论上只要清洗液能浸泡到的地方，超声波就能清洗，因此特别适合表面形状复杂的零件。

3气缸盖超声波清洗试验

鉴于超声波技术在发动机行业主要用于清洗小零件，主机厂几乎没有将其用于清洗气缸体、气缸盖等大型零件，因此选择尺寸中等的B3200型气缸盖作为试验对象。B3200型气缸盖的长x宽x高为414 mm x 246 inm x 96 mm，重约34 kg。数量2件，一件是铸造清理完工后的毛迩缸盖;另一件是机加半成品，表面猫附有许多油污及铁屑。

综合分析气缸盖结构和清洗要求后，选用常见的小功率超声波清洗机进行试验，其主要设备和工艺参数如下:①功率:1.2 kW，频率:25 kHz ;②清洗槽空间尺寸:600 mm x400~x 300~;③水基清洗液:浓度5%，温度50 - 55℃;④液面高度超过工件约60~;⑤超声波清洗5 min，翻转换一个面，再清洗5 min;⑥超声波漂洗3 minx发现超声波清洗约2 min时，清洗液开始变混浊，并且从多处孔口往上冒污水;待清洗完2件缸盖后，清洗槽的水完全变黑，在槽底残留有许多铁屑。

捞出气缸盖沥干水后检查清洗效果:①缸盖表面颜色有了明显变化，从原来的黑灰色变成了铸件抛丸后的银灰色;)2个缸盖表面及内腔附着的油污全部被洗去;③用白绸布擦拭缸盖的进气道和挺杆室，白绸布不变颜色;④在毛坯缸盖表面特意涂刷的油漆标识仍在，表明附着牢固的油漆没有被洗去;⑤解剖毛坯缸盖，发现内腔非常干净，没有常见的石墨粉或铸砂等薪附物;⑥虽然油污被洗去，但松脱的铁屑仍留在螺孔内，需要冲洗或使用吹风机才能清出。之后，在不改变上述超声波性能参数的前提下，将水基清洗液换成勃度为30的防锈油，清洗温度改为常温，进行超声波清洗气缸盖试验。

试验过程发现:空化效果非常弱，用手摸油液几乎没有正常的电击感，清洗20 min后，气缸盖几乎没有去污效果，倒是油液温升很快，平均每半小时上升1℃。

4应用实例

评估超声波清洗试验效果后，决定将超声波清洗技术与高压射流清洗技术相结合，在气缸盖生产线的最终清洗机前增加1台超声波清洗机，以全面提高气缸盖清洁度。超声波清洗机的主要参数:①频率:25 kHz;②功率:8 kW，机床总功率10 kW;③清洗温度:蒸汽加热，40一60℃;④清洗时间:6一7 min;⑤清洗剂:高温金属清洗剂，浓度3%一5%;⑥一次清洗4个B3200型气缸盖。

气缸盖经超声波清洗后，再经过高压射流清洗机清洗，检查清洗效果:不但缸盖表面的油污、石墨粉和铸砂去除非常干净，而且各孔的铁屑也很容易被冲洗掉，多次抽检气缸盖清洁度平均为10 mg，仅为原来的1/3，其效果超过了欧洲某知名品牌清洗机;并且使用超声波清洗技术后，原清洗机中清洗液的寿命得到有效延长。

但对超声波清洗机加大功率后，存在一个严重问题:噪声超标。前期做试验时超声波清洗机的功率只有1.2kQV，不存在噪声问题;当功率加大到8kW后，工作噪声尖锐刺耳，经测量达到97 dB，工人必须戴耳塞工作。给清洗机加装一个隔音罩，才通过85 dB的国家验收标准。

5结语

通过本次超声波清洗气缸盖试验的研究，验证了使用超声波清洗气缸盖等大型零件的可行性，特别是去除气缸盖的油污、石墨粉和铸砂的效果非常好，如果将超声波清洗技术和高压射流清洗技术组合，清洗效果更好。对比高压射流清洗技术，超声波清洗技术更省电节水。