JBT 14615-2024 内燃机 活塞运动组件 清洁度限值及测定方法（正式版）

ICS27.020CCSJ92JBInternalcombustionengine—Pistonassembly—Cleanlinesslimitsandmea2024-03-29发布2024-10-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布IJB/T14615—2024前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14清洁度限值 25测量条件 56测量清洗部位 77测量方法 88清洁度合格判定 附录A（规范性）室内降尘量的测定方法 11附录B（规范性）测量系统的清洁度——空白值 12附录C（规范性）衰减曲线及检测清洗参数的确定 14参考文献 15图1过滤装置示意图 6图2压力清洗机示意图 7图3清洁度测量工作程序图 8图C.1衰减曲线图 表1杂质颗粒度尺寸分级 2表2活塞杂质质量限值 3表3单只活塞颗粒度分级及数量限值 3表4活塞环杂质质量限值 4表5活塞环颗粒度分级及数量限值 4表6气缸套杂质质量限值 4表7气缸套颗粒度分级及数量限值 5表8活塞销清洁度杂质质量、颗粒度分级及数量限值 5表9被测零件清洗部位 8表10清洁度测定数据记录表 表B.1空白值要求及示例 JB/T14615—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国内燃机标准化技术委员会（SAC/TC177）归口。本文件起草单位：滨州渤海活塞有限公司、安庆帝伯格茨活塞环有限公司、株洲湘火炬机械制造有限责任公司、仪征亚新科双环活塞环有限公司、湖南江滨机器（集团）有限责任公司、中内凯思汽车新动力系统有限公司、安徽嘉来顿活塞汽配有限公司、安庆帝伯格茨缸套有限公司、湖北韩泰智能设备有限公司、昆明理工大学、曲阜金皇活塞股份有限公司、山东进化者新材料有限公司、福建华威钜全精工科技有限公司、安庆雅德帝伯活塞有限公司、中原内配集团股份有限公司、宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心、广西玉柴机器股份有限公司。本文件主要起草人：林风华、王星、王瑞华、刘世英、丁俐、杨志勇、刘亚辉、王文芳、童身亮、董清、雷基林、孙国臣、姚海、张丹、黄魏楼、周广辉、张伟、姜殿昌、银增辉、张永辉、沈红节、邓伟、覃星念。本文件首次发布。1JB/T14615—2024内燃机活塞运动组件清洁度限值及测定方法本文件界定了内燃机活塞运动组件清洁度的术语和定义，规定了清洁度限值、测量条件和测量部位，描述了相应的测量方法，规定了合格判定要求。本文件适用于气缸公称直径在200mm以下的内燃机活塞运动组件的清洁度测定，其他用途的活塞运动组件（如活塞式空气压缩机用活塞运动组件等）的清洁度测定参照使用。2规范性引用文件本文本没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1活塞运动组件pistonassembly内燃机中以活塞为主包括气缸套、活塞环、活塞销等零件的运动副。3.2清洁度cleanliness活塞运动组件或其组成零件的特定部位被污染的程度。3.3杂质particulatecontamination按规定程序从被检测零件特定表面获得的、可能导致零件或系统失效的污染物。3.4杂质质量totalmass按规定条件过滤所得污染物的总质量。3.5颗粒度particlesize杂质颗粒任一投影形状的最大线性尺寸。3.6硬质颗粒hardparticles2JB/T14615—2024杂质颗粒中具有一定硬度且可能对内燃机零件造成磨蚀作用的颗粒。3.7非硬质颗粒nonhardparticles杂质颗粒中除硬质颗粒外的颗粒。3.8空白值blankvalue在未加入检测样件的清洁度检测试验中，按照同样的条件和步骤进行试验所得到的结果。4清洁度限值4.1总则本文件从两个角度对活塞组件清洁度进行分析评价：一是杂质质量，二是杂质颗粒度及其分布情况。对杂质颗粒度的要求包含了对硬质颗粒和非硬质颗粒的要求。颗粒度及其分布要求，是对硬质颗粒而言，对于非硬质颗粒，其尺寸可以放大一倍进行控制，如拉伸长度100μm的纤维，相当于50μm的金属硬质颗粒。对杂质质量和颗粒度及分布数量设定控制限值，超过该限值并不一定直接导致故障，但增加了风险，从而降低了系统的可靠性。基于当前的技术水平，活塞组件中的活塞、气缸套、活塞环，因为其功能面的表面积与气缸直径有比较一致稳定的比例关系，为了方便检测和评价，对活塞、气缸套、活塞环的清洁度限值要求没有设置与功能面相关的系数，而是直接设置与气缸直径对应的限值。4.2活塞运动组件清洁度限值活塞运动组件清洁度杂质质量的限值不应超过其包含的活塞、活塞环、气缸套、活塞销等零件杂质质量限值的总和，颗粒度、颗粒度分级及数量限值不应超过其包含零件相应要求的限值。如活塞运动组件供货时包括其他零件，如挡圈等，应将其作为活塞组件的组成零件并按以上规则执行。4.3杂质颗粒度尺寸分级清洁度杂质颗粒度尺寸分级按表1执行。表1杂质颗粒度尺寸分级BCDE表1杂质颗粒度尺寸分级（续）3JB/T14615—2024FGHIJK4.4活塞清洁度限值活塞清洁度限值按表2、表3执行。表2活塞杂质质量限值活塞公称直径D表3单只活塞颗粒度分级及数量限值活塞公称直径DFGHIJK500610810 2030604.5活塞环清洁度限值活塞环清洁度限值按表4、表5执行。表4活塞环杂质质量限值4JB/T14615—2024活塞环公称直径D2345表5活塞环颗粒度分级及数量限值活塞环公称直径DFGHIJ404040608004.6气缸套清洁度限值气缸套清洁度限值按表6、表7执行。表6气缸套杂质质量限值气缸套公称直径D46 8 235表7气缸套颗粒度分级及数量限值5JB/T14615—2024气缸套公称直径DFGHIJ0 000004.7活塞销清洁度限值活塞销清洁度限值按表8执行。表8活塞销清洁度杂质质量、颗粒度分级及数量限值活塞销表面积SFGHIJ001020405测量条件5.1总则清洁度不是一个始终不变的设计特性，而是一个受外界影响不断变化的临时状态，所以供需双方应约定何时何地对清洁度进行检测，如在供方零件加工完成并清洗以后或在需方生产线装配以前等。同时也应保证样件从取样到检测场所不受外界污染。5.2测量环境5.2.1清洁度检验室应有良好的防尘措施，室内24h降尘量不应超过40mg/m2（取样部位为各工作台台面）。室内降尘量的测定方法按照附录A执行。5.2.2如条件具备，宜进行清洁度检测室环境金属颗粒度检测。在清洁度检验室工作台面放置一敞口器皿，里面盛有1张经0.45μm滤膜过滤后润滑油浸泡的滤膜。每周更换、测量一次，只对金属杂质颗粒进行检测，金属杂质颗粒度不应超过50μm。5.2.3检验室内应干燥、通风，室温保持在15℃~30℃。5.2.4检测室内不应使用易脱毛的物品，如棉线拖把、毛巾、布艺椅子等。5.2.5检验室应有严格的防火措施。5.3测量器具及清洗液6JB/T14615—20245.3.1滤膜客户如有特殊要求，按客户要求执行。如无特殊要求，按以下要求执行：——当零件清洁度杂质质量要求不大于5mg时，采用5μm微孔滤膜；——当零件清洁度杂质质量要求大于5mg时，采用不大于15μm微孔滤膜。5.3.2滤网滤网规格为：GFW0.032/0.025（平纹/斜纹）GB/T5330-2003，金属丝材料为不锈钢。5.3.3过滤装置过滤装置由漏斗、漏斗座、金属架、橡皮塞、吸滤瓶、真空泵等组成，如图1所示。图1中真空泵的真空度为80kPa。图1过滤装置示意图5.3.4清洗液推荐选用的清洗液包括：——GB1922-2006规定的2号溶剂油；——AP760清洗剂；——99.5%工业乙醇。5.3.5设备及工具5.3.5.1拆装设备及工具7JB/T14615—2024通用拆装设备和工具以及活塞环、卡簧等专用拆装工具。5.3.5.2清洗设备及工具清洗设备及工具包括但不限于：a)各种大小规格的白色尼龙圆刷、扁刷等；b)清洗瓶（根据被清洗对象的尺寸选取规格）和注射器（不带针头）等；c)不同尺寸的盆及带盖的桶等容器；d)磁铁，端头扁平无齿的镊子；e)较重的零件应配备可回转的专用工装；f)压力清洗机（压力为500kPa～600kPa），如图2所示；g)超声波清洗设备。图2压力清洗机示意图5.3.6烘干设备烘干设备包括烘箱、干燥器等。5.3.7分析设备分析设备包括但不限于：a)分析天平，精度10-4g，称物盘直径不小于50mm；b)标尺显微镜，放大倍率大于40倍；c)颗粒度分析仪。6测量清洗部位被测零件测量清洗部位按表9执行。表9被测零件清洗部位8JB/T14615—2024123457测量方法7.1总则确定空白值并满足允许的空白值限值，确保了清洁度检测是在充分洁净的检测环境条件下进行的，因此可以确保检测过程中引入的非出自样件本身的污染不会影响检测结果。应进行衰减试验，以确定清洗检测的程序和参数，衰减试验不能在已做过清洗操作的样件上进行。对于装配以后供货的活塞组件，应按组装状态检测其清洁度，不宜进行二次拆解和复装，原装配过程中产生的颗粒计入活塞组件污染物中。7.2测量准备7.2.1工作人员应穿戴清洁的工作服、鞋和帽，清洗双手。7.2.2对有剩磁的零件应进行退磁处理，剩磁量按企业规定执行。7.2.3清洗零件的非测量清洗部位。7.2.4清洗测量系统，直至测量系统的空白值符合要求。测量系统空白值测量按附录B执行。7.2.5将滤网平整地放在清洗液中浸泡10min后取出，待清洗液挥发后，放入烘箱烘干，要求温度120℃±5℃,时间60min，后置于干燥器中冷却30min待用。7.2.6用镊子将滤膜放入称量瓶中，瓶盖半开，放入烘箱烘干，要求温度90℃±5℃,时间60min，后置于干燥器中冷却30min称重后待用，并记录重量G1。根据需要可采用多张滤膜一起烘干称重，但每个称量瓶内滤膜不应超过3张并相互交错放置。滤膜两次烘干称重的差值不应大于0.4mg，并记录最后一次称量的数据。7.2.7清洗参数包括清洗时间、清洗液用量以及清洗压力等，通过附录C中衰减曲线确定。7.3操作步骤7.3.1工作程序活塞组件、零件清洁度的测定工作包括抽样、拆解、清洗、过滤、烘干、分析等内容，其工作程序如图3所示，虚线代表该流程节点可以省略。图3清洁度测量工作程序图7.3.2抽样9JB/T14615—2024按企业规定的抽样方法进行。样件在运送过程中，应避免外界污物污染。如果零件尺寸偏小，应增加抽样数量。7.3.3拆解将需要解体的部件解体。解体过程中切忌划伤，磕碰，注意随时搜集、处理解体过程中得到的不属清洁度考核范围内的异物（如破损纸垫和被卡簧、活塞环等刮下的金属屑等）。将被检测零件编号后，放置在专用器具内，以备清洗。7.3.4清洗7.3.4.1根据零部件的形状及尺寸，用白色尼龙刷、注射器、清洗瓶及有压力（一般为50kPa）的喷枪等器具配合使用，反复冲洗所有检测表面（刷洗要求来回各5次～7次）。对于深孔、铸造内表面，可选用100kPa～150kPa压力清洗液冲洗。7.3.4.2对于带有涂覆层的零件表面清洗时应注意调整合适的清洗压力，防止压力过高而导致零件涂覆层脱落等情况发生。7.3.4.3清洗各种孔道时，用尺寸合适的圆柱刷或注射器等器具配合清洗，刷子来回旋转至少3个往复。对盲孔中的金属杂质清理干净，全部取出（如用包裹薄膜的磁铁吸出铁屑等）并计入杂质。有刷子不适合的地方需要用小刷子在孔内壁用力分上下左右4个方向逐个刷洗，应保证孔的所有表面被刷洗干净。刷洗完后成后要把刷子冲洗一遍再放回，以免刷子带走杂质。7.3.4.4使用各种器具冲洗时，应防止将带有杂质的清洗液飞溅在容器之外，收集所有带杂质的清洗7.3.4.5对于体积较小的零件，可以采用超声波清洗。超声波清洗时，应根据超声装置的参数变换零件的位置和方向，以保证清洗质量。同时应注意到超声波清洗对于较小尺寸的内部表面受限，同时过高的功率和过低的频率可能对零件本体造成伤害。7.3.5过滤将清洗得到的所有清洗液用滤膜进行真空抽滤，采集所有杂质。7.3.6烘干将滤膜连同滤出的杂质一起放入称量瓶中，瓶盖半开，放入90℃±5℃的烘箱烘60min取出，置于干燥器中冷却30min。7.3.7称重将烘干冷却带有杂质滤膜的称量瓶放在天平上称量，读数精确到0.1mg，记录重量G2。7.3.8分析7.3.8.1计算杂质质量用公式（1）计算杂质的质量，并将结果填入表10。W=G2-G1+GS..........................................................................(1)式中：W-----杂质质量，单位为毫克（mgG1----过滤前滤膜质量，单位为毫克（mgJB/T14615—2024G2----过滤后滤膜质量，单位为毫克（mgGS----装配遗留杂质（异物）的质量，单位为毫克（mg）。7.3.8.2分析杂质颗粒类别杂质中的颗粒分为硬质颗粒和非硬质颗粒。将杂质颗粒放在两片试片玻璃中间研磨，不碎且对玻璃表面造成严重划伤的为硬质颗粒，其他为非硬质颗粒。7.3.8.3测量杂质颗粒度7.3.8.3.1用标尺显微镜测量杂质中颗粒的最大尺寸。7.3.8.3.2如需分级，应用颗粒度分析仪计算统计出杂质颗粒尺寸范围和颗粒数量。7.3.8.3.3最大硬质颗粒尺寸不应超过限值中颗粒度要求。表10清洁度测定数据记录表 产品型号: 过滤元件:装配遗留杂质（异物）是指装配过程中遗留在组件内部的螺母等紧固件、铁丝、非金属物等有形物体。此部分8清洁度合格判定8.1杂质质量合格判定活塞运动组件及零件清洁度的杂质质量不应超过规定的限值，超过即为不合格。8.2颗粒度分级及其数量的判定8.2.1不大于限值要求即为合格。8.2.2当其中一个级别的颗粒数量超过规定限值时，如该级别与其下一级别颗粒度之和不大于规定限值之和，则判定为合格，否则不合格。8.3组批判定若组批多件检测，则限值为多件限值之和，判定方法同上。JB/T14615—2024（规范性）室内降尘量的测定方法A.1总则本方法适用于各种操作间、工作室、杂质样品存放间等降尘量的测定。室内降尘量是指一定时间内（通常测24h降尘量在指定部位的单位面积上降落的尘埃量，以mg/m2表示。A.2设备与器材A.2.1白瓷盘（300mm×250mm）或玻璃板。A.2.2滤膜过滤装置见图1。A.3测定方法A.3.1降落物取样A.3.1.1使被测环境处于正常的工作状态。A.3.1.2将内表面涂有机油的白瓷盘（一个或多个）放在检验清洁度的各工作台表面，记录开始时间。A.3.1.324h后将白瓷盘取下，用溶剂油清洗全部降落物。A.3.2过滤烘干称重按7.3的要求过滤、烘干、称重。A.4计算A.4.1将所测结果按公式（A.1）计算：jS p式中：Wj——24h降尘量，单位为毫克每平方米（mg/m2Sp——白瓷盘接尘面积，单位为平方米（m2Wpj——白瓷盘内降落物总质量，单位为毫克（mg）。A.4.2多个部位时，按其算术平均值计算。JB/T14615—2024（规范性）测量系统的清洁度——空白值B.1总则B.1.1测量空白值的目的在于排除测量系统清洁度对于零件清洁度测量结果的影响。B.1.2在测量过程准备阶段，应对所有可能影响到测量结果的因素按其对测量结果的影响进行评价。这些可能的影响因素有：——环境影响(灰尘、空气、湿度等)；——分析液(清洗剂)；——较早之前测试后未完全清除的残留杂质。B.1.3为确保这些因素不会对测量结果造成很大影响，应在无被测零件的条件下对测量系统的清洁度进行测定。B.2空白值的测量与分析B.2.1空白值的测定贯穿于整个测量过程，以排除以上因素对测量结果的影响。B.2.2如果被测零件的运输工具是清洁度分析的对象，在确定空白值时应将运输工具的污染计算在内。B.2.3空白值的测量应按照本文件第7章的要求进行，不包括被测对象的清洗过程。B.2.4空白值不应大于被测对象清洁度限值中杂质质量的10%，杂质颗粒最大尺寸不应大于清洁度限值中颗粒度要求的50%，见表B.1。如超出，则应对测量系统进行清洗或更换，直至满足以上要求。表B.1空白值要求及示例FF9GG2H6H0I0I0无—B.2.5应定期测量空白值，测量周期应在企业工作规范中规定。JB/T14615—2024B.2.6测量空白值使用的清洗剂容量，与清洗系统、用具等的尺寸规格有关，应保证系统能被“充分”清洗。B.2.7应对清洗剂的清洁度进行定期测量。将适量清洗剂放入清洗瓶中，充分清洗测量系统及所使用工具，然后使用洁净清洗剂（例：经0.45μm微孔滤膜过滤再清洗一遍。收集所有清洗液，用滤膜进行真空抽滤，采集所有杂质。如果肉眼看到分析膜片上有颗粒，则清洗剂需要过滤或更换。JB/T14615—2024（规范性）衰减曲线及检测清洗参数的确定清洁度检测的目标是实验清洗过程中“彻底”清除附着在零件上的任何颗粒，并获得污染物的一个“衰减”。因此检测清洗过程中对于零件清洁度是否“清洁”的正确判断直接决定测量结果，所以要进行衰减检测。对于同一零件或同一零件的多个样本采用相同的实验步骤，通过判断每一步实验后分离出来的杂质质量是不是在减少，来判断试验程序、清洗方法和参数的合理性。C.2方法按本文件7.3的要求清洗、过滤、烘干、称重。零件在所有预定清洗方法和参数下清洗6次，每次都对分离出的杂质质量进行单独的称量，记为Gn（n表示实验清洗序号）。为了可视化，用衰减曲线来表示污染物质量的变化，见图C.1。图C.1衰减曲线图C.3