Capitolo 5 Uso operativo del pro lometro 3D

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Uso operativo del prolometro 3D

Fino ad ora siamo riusciti ad evidenziare su campioni di supercie piccoli, eventuali dierenze tra lappatura e rettica. Non è stato possibile lo stesso tipo di confronto con gli strumenti 2D perchè l'area risultava di estensione insuciente.

Importante è risultata inoltre l'analisi di componenti che presentano tralamento in un'ottica di previsioni e controllo delle performance del prodotto- processo.

Abbiamo poi cercato di vericare l'inuenza della rugosità superciale, mettendo i componenti in condizioni simili a quelle operative. Il tema è stato sviluppato ricercando tra i parametri come quelli scelti per monitorare il livello di nitura raggiunto, quelli che più sono in linea con gli eetti di tenuta. Abbiamo eettuato un confronto tra componenti la cui nitura è stata ottenuta con processi diversi. Poichè i campioni di supercie utilizzati sono di piccole dimensioni, è stato necessario utilizzare lo strumento di misura e la procedura messa a punto descritti nel capitolo precedente.

5.1 Controllo qualità

Abbiamo ritenuto importante un ulteriore tipo di analisi, con lo stesso processo di misura nora adottato, per trovare un legame tra parametri superciali e danneggiamento del pezzo. Il problema consiste nel capire se i difetti (perdite non concentrate) che rendono un componente non idoneo,

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Capitolo 5. Uso operativo del prolometro 3D 63

sono identicabili tramite uno o più parametri signicativi. Eettuiamo infatti un monitoraggio degli scarti dopo l'assemblaggio dell'iniettore completo ed un certo periodo di Run in, per poi confrontarli con pezzi conformi che non sono stati ancora assemblati. Ciò che vogliamo trovare sono uno o più parametri che dieriscano signicativamente tra le due categorie di pezzi.

Gli scarti a disposizione sono n^o15valvole che hanno presentato tralamento durante i test di tenuta. Per il confronto si utilizzano i dati riguardanti valvole che hanno subito lo stesso procedimento di lavorazione, cioè le valvole lappate che abbiamo misurato precedentemente (cap.4.3.1). Per quanto riguarda i settaggi della macchina di misura, per ottenere dati coerenti con quelli che già abbiamo, manteniamo le stesse impostazioni: ltraggio band pass con cuto di 0,5e 0,125mm rispettivamente per Cartridge e Needle, dimensioni del campione analizzato a mm. Si eettuano anche in questo caso tre misure per ogni componente, sulle tre posizioni angolari nora prese come riferimento, e se ne calcola la media.

Tra i parametri relativi al Cartridge troviamo che il valore di Rsk dei pezzi scartati presenta una diminuzione di circa il 90% rispetto ai valori tipici di questo parametro per pezzi nuovi (g.5.1). Ulteriori scostamenti rispetto ai pezzi nuovi, se pur di minore entità, sono stati riscontrati per Rvk che negli scarti subisce un aumento, e per SRz che invece subisce un decremento.

Rvk rappresenta infatti la presenza di vuoti sulla supercie quindi un suo aumento indica l'aumento della profondità dei vuoti, indice di tralamento.

Il decremento di SRz indica una diminuzione dell'altezza dei picchi dovuta al Run in.

I parametri relativi al Needle, non presentano nel confronto dierenze signicative per individuare un parametro caratterizzante il difetto (g.5.2);

sebbene non ci sia un eetto predominante, è possibile notare una diminuzione di SRz e Rpk in linea con quanto detto per il Cartridge.

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Figura 5.1: Confronto Cartridge scarti e conformi

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Figura 5.2: Confronto Needle scarti e conformi

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Le diversità riscontrate per il Cartridge ed il Needle sono legate alla diversa durezza dei due componenti, possiamo asserire quindi che il Cartridge può creare maggiori problemi sulla coppia.

Importante risulta alla ne di questa prova, notare come SRz e Rvksiano i parametri più promettenti per la correlazione tra stato superciale.

5.2 Analisi preliminari di correlazione tra fun- zione di tenuta e parametri superciali

Uno degli obiettivi pressati all'inizio di questo studio, è la correlazione tra stato superfciale e funzione. Abbiamo iniziato quindi un'attività di monitoraggio dei componenti utilizzando dei test di leak.

Il test consiste nell'assemblare il Cartridge ed il Needle e tramite apposita attrezzatura, esporli a diverse pressioni. L'attrezzatura è tale da permettere l'alloggiamento del Cartridge e del Needle in modo da mettere in comu- nicazione la parte interna del sottogruppo con un recipiente contenente il liquido di prova che può essere messo in pressione. I due componenti fanno tenuta sul diametro esterno, inoltre il Cartridge è ssato assialmente mentre il Needle è libero di scorrere (g.5.3).

Il carico di chiusura noto F, è applicato alla sommità inferiore dell'ago e tenuto sotto controllo tramite una cella di carico. La pressione è monitorata attraverso un dispositivo di controllo del banco di prova in cui è montata l'attrezzatura. La forza spesa sulla sede è valutata in condizioni di incipiente tralamento: la valutazione viene eseguita per stadi di equilibrio riducendo il carico F in modo graduale no a che non si verica il tralamento. A questo punto si torna al carico immediatamente precedente a questa situazione di crisi.

Il calcolo della forza spesa sulla sede, f, in una prima analisi, noto il diametro di contatto, può essere calcolato come dierenza tra la forza idraulica ed il carico di chiusura applicato alla valvola, F :

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Figura 5.3: Schema del test di valutazione del leak rate

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Maximum Closing Load - Hydraulic Force = Seat Force

La misura viene ripetuta almeno 3 volte con le stesse condizioni, per ottenere un risultato più stabile.

L'indice di tenuta è rappresentato dalla forza spesa sulla sede, ed è un indice di merito per le caratteristiche superciali e quindi per la tecnologia.

Vogliamo costruire dei valori di riferimento che rispecchiano la capacità di soddisfare una certa funzione.

Per ogni iniettore si ottiene in questo modo, il valore della forza applicata sulla sede. Ciò che vogliamo fare adesso è vericare il tipo di andamento di tale forza. Se lo stato superciale, ovvero almeno un parametro tra quelli analizzati, avesse andamento analogo a quello della forza sulla sede, potrem- mo trovare una correlazione. Confrontiamo quindi l'andamento della forza sulla sede ottenuto dal test, con gli andamenti dei parametri superciali relativi alle coppie di Cartridge e Needle già misurati nelle precedenti prove:

consideriamo cioè i dati appartenenti alle valvole che hanno subito tre diversi tipi di lavorazioni, quali la lappatura, la supernitura e la combinazione di rettica e supernitura rispettivamente per il Needle e per il Cartridge.

In prima analisi eettuiamo un confronto tra andamento della forza sulla sede e andamento di alcuni parametri signicativi relativi ai singoli componenti delle coppie Cartridge e Needle superniti (g.5.4 e 5.5), Cartridge superniti e Needle retticati (g.5.6 e 5.7).

Passiamo poi al confronto tra l'andamento della forza e l'andamento dei parametri dei tre tipi di coppie di componenti, ottenuti sommando i valori dei parametri di Cartridge e Needle corrispondenti (g.5.8, 5.9).

Inne mettiamo a confronto l'andamento della forza con i parametri relativi a Cartridge e Needle lappati e superniti (g.5.10, g.5.11 e g.5.12);

e anche con quelli relativi a Needle lappati e retticati, e Cartridge lappati e superniti (g.5.13, g.5.14 e g.5.15).

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Figura 5.4: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri dei Cartridge superniti

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Figura 5.5: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri dei Needle superniti

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Figura 5.6: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri dei Cartridge superniti

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Figura 5.7: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri dei Needle retticati

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Figura 5.8: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri delle coppie

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Figura 5.9: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri delle coppie

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Figura 5.10: Andamento della forza rispetto ai parametri dei pezzi superniti e lappati

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Figura 5.11: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri dei pezzi superniti e lappati

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Figura 5.12: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri dei pezzi superniti e lappati

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Figura 5.13: Andamento della forza rispetto ad alcuni parametri dei pezzi retticati e lappati

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Con questo livello di nitura le forze spese sono simili. La forza f sulla sede risulta stabile, ciò indica che non ci sono grandi dierenze tra le tecnologie:

• forze di valori vicini tra loro

• scarti modesti al variare di tecnologia

Possiamo asserire che la variabile di risposta Forza di Carico non ha dato risultati soddisfacenti quindi sarebbe piùopportuno tenere sotto controllo una variabile diversa, quale la massa di uido tralato.

Al momento non è stata identicata alcuna correlazione tra i parametri in esame e la variabile forza spesa sulla sede; tuttavia possiamo asserire che, non avendo superato il livello di soglia per il quale si verica tralamento, le diverse tecnologie rispetto alla funzione di tenuta sono analoghe. L'indagine tuttora in corso è basata sul leak rate, sempre monitorando le precedenti variabili.

Capitolo 5 Uso operativo del pro lometro 3D

Uso operativo del prolometro 3D

5.1 Controllo qualità

5.2 Analisi preliminari di correlazione tra fun- zione di tenuta e parametri superciali

Uso operativo del prolometro 3D

5.2 Analisi preliminari di correlazione tra fun- zione di tenuta e parametri superciali