近來(lái)成為業(yè)界熱本話題的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和小型化發(fā)動(dòng)機(jī)，二者必須配備渦輪增壓器。所以Z近幾年，渦輪增壓器的產(chǎn)量不斷攀升。不久前，記者采訪了日本渦輪生產(chǎn)基地之一——三菱重工相模原地區(qū)工廠，參觀了渦輪增壓器的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
三菱重工與IHI是日本渦輪增壓器生產(chǎn)的雙雄。二者幾乎壟斷了日本的渦輪增壓器生產(chǎn)，規(guī)模都足以匹敵世界份額第三。
相模原地區(qū)工廠生產(chǎn)坦克、火箭運(yùn)輸車(chē)等特殊車(chē)輛和渦輪增壓器。年產(chǎn)渦輪增壓器220萬(wàn)臺(tái)。但這里并不是一條龍生產(chǎn)，而是集中關(guān)聯(lián)企業(yè)制造的部件，對(duì)其進(jìn)行加工，組裝成渦輪增壓器。
道工序是渦輪葉輪的加工。鑄鐵或鉻鎳鐵合金制造的渦輪葉輪通過(guò)激光焊接固定在渦輪軸上，然后利用激光檢測(cè)是否存在歪斜和偏心等偏差。由于百分之一毫米的偏差就會(huì)導(dǎo)致葉片失去平衡，因此手工操作很難達(dá)到要求。
機(jī)械手抓住部件，設(shè)置在操作臺(tái)上——通過(guò)使過(guò)去依靠手工的工序機(jī)械化，不僅能降低人工成本、提高生產(chǎn)效率，還能提高精度。這些用于生產(chǎn)的機(jī)械全部為該公司自主開(kāi)發(fā)、制造。
機(jī)械手抓住部件，設(shè)置在操作臺(tái)上——通過(guò)使過(guò)去依靠手工的工序機(jī)械化，不僅能降低人工成本、提高生產(chǎn)效率，還能提高精度。這些用于生產(chǎn)的機(jī)械全部為該公司自主開(kāi)發(fā)、制造。
接下來(lái)，對(duì)渦輪軸進(jìn)行淬火，提高軸承部分的表面硬度。再就是校正平衡。在這道工序中，渦輪葉輪要以4000prm左右的速度旋轉(zhuǎn)，根據(jù)上表面與下表面檢查平衡。校正平衡的方法似乎是各公司的自主技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，不允許拍照，令人頗感遺憾。
自動(dòng)判斷失衡的情況，切削部分葉輪，再重新校正平衡——重新實(shí)施這一操作后，葉輪將完全達(dá)到平衡。Z后，在經(jīng)過(guò)熟練工的目測(cè)檢查、拋光后，這道工序就完成了。
接下來(lái)是壓縮機(jī)輪的加工。壓縮機(jī)輪采用鋁合金制造，比較容易加工。因?yàn)檫\(yùn)來(lái)時(shí)是從鑄模中取出的狀態(tài)，所以需要進(jìn)行車(chē)削，通過(guò)拋丸處理拋光表面。然后單獨(dú)校正壓縮機(jī)輪的平衡。渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速高達(dá)1分鐘20萬(wàn)轉(zhuǎn)，校正平衡非常重要。在上述工序中筆者感到，三菱重工的渦輪增壓器不愧為汽車(chē)企業(yè)公認(rèn)的世界Z高精度，在平衡方面似乎格外用心。
Z后終于到了渦輪增壓器的核心部分——機(jī)芯的組裝工序。相模原地區(qū)工廠生產(chǎn)機(jī)芯和渦輪增壓器成品。向海外生產(chǎn)基地出口機(jī)芯，在當(dāng)?shù)亟M裝渦輪增壓器。
安裝流程是首先嵌入軸承、O型圈等，安裝在上一道工序中完成的渦輪和壓縮機(jī)的葉輪后，使用銅螺母固定。然后重新校正平衡。通過(guò)切削尖端的銅螺母的方式調(diào)整失衡。Z后，在12萬(wàn)rpm的轉(zhuǎn)速下檢測(cè)振動(dòng)值G。檢測(cè)是否符合規(guī)定并在機(jī)身上標(biāo)注G值，機(jī)芯就做好了。
渦輪增壓器的組裝線還有許多依靠人工的工序。主要工作是在機(jī)芯的兩側(cè)安裝渦殼和壓縮機(jī)殼，與機(jī)芯組裝相比工序較少，操作也比較簡(jiǎn)單。
三菱重工的渦輪生產(chǎn)在借助機(jī)械化使精度和平衡達(dá)到高水平的同時(shí)，在簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)芯組裝中用機(jī)器人替代人員，把人力集中到了渦輪增壓器組裝。
該公司計(jì)劃在2016年使渦輪增壓器的產(chǎn)量達(dá)到1000萬(wàn)臺(tái)，目前正在遍布世界6個(gè)國(guó)家的工廠強(qiáng)化產(chǎn)能。以海外低廉的人工成本高效生產(chǎn)渦輪增壓器的體制今后估計(jì)還將擴(kuò)大。但另一方面，今后，隨著日本國(guó)內(nèi)小型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)越來(lái)越多，筆者在這里看到的生產(chǎn)方式估計(jì)也會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整。
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