一款售后短發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

（上海柴油機(jī)股份有限公司，上海200438）

一款售后短發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

趙 冰

（上海柴油機(jī)股份有限公司，上海200438）

介紹了一款售后短發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，其中重點(diǎn)介紹了主體結(jié)構(gòu)、蔽護(hù)專用件的設(shè)計(jì)及其裝配技術(shù)要求。市場(chǎng)應(yīng)用表明，售后短發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于售后整機(jī)賠償成本的降低有著明顯的作用。

短發(fā)動(dòng)機(jī)蔽護(hù)專用件原始機(jī)型

1 前言

近年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加速，導(dǎo)致用戶對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)售后市場(chǎng)的要求也是逐步提高。為了滿足售后市場(chǎng)的需求，各柴油機(jī)公司競(jìng)相針對(duì)三包服務(wù)期內(nèi)整機(jī)賠償開(kāi)發(fā)售后專用短發(fā)動(dòng)機(jī)，又稱裸發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣的售后策略，可以使得賠償周期縮短，維修成本降低，市場(chǎng)響應(yīng)速度更快。

售后短發(fā)動(dòng)機(jī)的原型發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)是在市場(chǎng)上得到用戶認(rèn)可、銷售量較大、覆蓋用途較廣的機(jī)型。在其基礎(chǔ)上篩選出售后短發(fā)動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)短發(fā)動(dòng)機(jī)配套專用件，提高其儲(chǔ)存時(shí)間。

2 開(kāi)發(fā)目標(biāo)

基于我公司產(chǎn)品種類較多，同一個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)配套客戶多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，為了使售后短發(fā)動(dòng)機(jī)覆蓋面更加廣泛，在確定主體結(jié)構(gòu)之前先確定原始機(jī)型。選擇原始機(jī)型的主要原則為銷售量大，配套范圍廣，維修賠償集中。

售后短發(fā)動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)主要在原始機(jī)型的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行篩選，不打亂生產(chǎn)線上的工藝布局，將外圍零部件全部剝離，做到一款售后短發(fā)動(dòng)機(jī)可以覆蓋一個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)的大多數(shù)機(jī)型，同時(shí)使得售后維修人員在最短的時(shí)間之內(nèi)將售后短發(fā)動(dòng)機(jī)裝配成整機(jī)，交付給客戶。

售后短發(fā)動(dòng)機(jī)配套專用件主要針對(duì)其主體結(jié)構(gòu)中暴露在外的部位進(jìn)行密封，使得短發(fā)動(dòng)機(jī)在儲(chǔ)存3到6個(gè)月之后仍可正常使用。由于考慮到專用件在市場(chǎng)上回收困難，無(wú)法重復(fù)使用，故將每個(gè)專用件的成本都在可控的范圍之內(nèi)。

3 原始機(jī)型的確定

原始機(jī)型的篩選主要從市場(chǎng)和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面進(jìn)行分析。首先從市場(chǎng)方面，銷售量大的機(jī)型無(wú)疑是首要考慮的因素；其次基于我公司機(jī)型配套客戶較廣，從而會(huì)使一個(gè)機(jī)型配套多個(gè)客戶，故這種機(jī)型是第二大考慮因素；最后針對(duì)維修市場(chǎng)，賠償集中的機(jī)型以及海外出口機(jī)型（由于維修運(yùn)輸周期過(guò)長(zhǎng)）成為了第三大考慮因素。經(jīng)過(guò)大量的調(diào)查，篩選出這三大因素共有機(jī)型，見(jiàn)圖1。

圖1 原始機(jī)型市場(chǎng)分布篩選

從結(jié)構(gòu)角度分析，同一開(kāi)發(fā)平臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的本體結(jié)構(gòu)基本相同，只是配套設(shè)計(jì)師基于客戶的需求在與外圍裝配相關(guān)之處進(jìn)行調(diào)整，因此從機(jī)體、氣缸蓋、曲軸連桿、凸輪軸、飛輪殼和齒輪室這六個(gè)方面分析出其各自配套的機(jī)型，篩選出共有的機(jī)型，也為下一步短發(fā)動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)的確認(rèn)作準(zhǔn)備。

從圖2中可以看出，機(jī)體、氣缸蓋、曲軸連桿和凸輪軸在同一開(kāi)發(fā)平臺(tái)上的覆蓋率較廣，其次是齒輪室，覆蓋率最低的是飛輪殼，主要原因是飛輪殼的配套過(guò)多，變化也較大，故在短發(fā)動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)中將不包括飛輪殼組件。從各個(gè)本體結(jié)構(gòu)中選出幾個(gè)覆蓋率較廣的件號(hào)，反推出其配套的具體機(jī)型，將齒輪室作為主篩選項(xiàng)，從中篩選共有機(jī)型，將其結(jié)果與市場(chǎng)分析的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，取其共同項(xiàng)，進(jìn)一步縮小原始機(jī)型的范圍。

圖2 原始機(jī)型結(jié)構(gòu)分析篩選

最后將最終的篩選出的幾個(gè)機(jī)型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析對(duì)比，剔除外圍零部件，只觀察本體的幾個(gè)結(jié)構(gòu)，分析其具體差異，如悶頭、螺栓等裝配數(shù)量，取其數(shù)量少的機(jī)型，最終選出一個(gè)售后短發(fā)動(dòng)機(jī)的原始機(jī)型。原始機(jī)型并不唯一，但其余幾個(gè)候選機(jī)型與原始機(jī)型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，做到能覆蓋同一平臺(tái)的大多數(shù)機(jī)型。

4 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

售后短發(fā)動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)在原始機(jī)型中進(jìn)行篩選。分析現(xiàn)場(chǎng)工藝，在不影響工序步驟的前提下，確認(rèn)主體結(jié)構(gòu)，見(jiàn)表1。

表1 售后短發(fā)動(dòng)機(jī)主體結(jié)構(gòu)

（1）機(jī)體組件。基于機(jī)油冷卻器、水泵和油泵支架屬于外圍零部件，故在機(jī)體組件結(jié)構(gòu)中，機(jī)油冷卻器螺栓、水泵螺栓和油泵支架及其固定螺栓都在結(jié)構(gòu)中取消。油尺及油尺管由于種類繁多，安裝位置也較多變化，故將油尺及油尺管從結(jié)構(gòu)中剔除。考慮到服務(wù)站維修工藝相對(duì)于裝配現(xiàn)場(chǎng)工藝較簡(jiǎn)陋，故在機(jī)體上所有的悶頭和定位銷都必須包含在結(jié)構(gòu)中。所有在機(jī)體結(jié)構(gòu)中的墊片除必要安裝的墊片外，所有外圍墊片都將包含在售后專用墊片維修包內(nèi)，作為隨機(jī)附件，以方便維修服務(wù)人員。

（2）齒輪室組件。安裝前后油封都必須有相應(yīng)的安裝工具，否則可能會(huì)造成密封性不好的現(xiàn)象，故前后油封都必須在裝配現(xiàn)場(chǎng)采用專用設(shè)備安裝。同樣在齒輪室結(jié)構(gòu)中的PTO蓋板及其墊片都屬于外圍零部件，都不放在結(jié)構(gòu)內(nèi)。機(jī)體和齒輪室的裝配按照現(xiàn)場(chǎng)工藝進(jìn)行涂膠處理，但由于齒輪室內(nèi)只安裝凸輪軸齒輪，沒(méi)有空壓泵齒輪和油泵齒輪，在進(jìn)行齒輪室罩殼密封時(shí)，不需要涂膠，只采用螺栓固定，到維修現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)再進(jìn)行涂膠密封。

（3）曲軸減振器組件。在此結(jié)構(gòu)中，減震器及其螺栓屬于外圍零部件，不在結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)。其次，曲軸上所有的圓柱銷必須安裝在曲軸上后發(fā)出，以免維修人員錯(cuò)裝、漏裝。

（4）凸輪軸組件。正常安裝工藝將凸輪軸圓柱銷安裝在凸輪軸上，由于凸輪軸齒輪的安裝需要一定的工藝水平（熱套），故凸輪軸齒輪在裝配現(xiàn)場(chǎng)安裝完成。其余如空壓泵齒輪和高壓油泵齒輪在安裝空壓泵及油泵時(shí)再進(jìn)行安裝，剔除出短發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。

（5）氣缸蓋組件。噴油器壓板、通氣管部件以及調(diào)溫器都屬于外圍零部件，因此在氣缸蓋組件結(jié)構(gòu)中與其相關(guān)的零部件都剔除在外。由于現(xiàn)場(chǎng)裝配中需要使用到氣缸蓋吊環(huán)，考慮到吊環(huán)的通用性較強(qiáng)，所以將氣缸蓋前后吊環(huán)保留在結(jié)構(gòu)中。

5 專用件設(shè)計(jì)

在售后短發(fā)動(dòng)機(jī)主體結(jié)構(gòu)確認(rèn)之后，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)曝露在外的部位，進(jìn)行蔽護(hù)專用件的設(shè)計(jì)。

5.1 進(jìn)排氣口擋塵板的設(shè)計(jì)

進(jìn)排氣口屬于發(fā)動(dòng)機(jī)外部主要曝露在外的部位，也是最需要蔽護(hù)部位之一。起初第一個(gè)設(shè)計(jì)方案采用成本低、易安裝的帶黏性硬紙板直接貼在進(jìn)排氣口處將其密封，但由于進(jìn)排氣口表面進(jìn)行過(guò)機(jī)加工，表面殘留油漬較多，無(wú)法擦拭干凈，導(dǎo)致硬紙板黏性喪失，密封不完全，容易掉落，該方案沒(méi)有采用。第二個(gè)方案則利用了在進(jìn)排氣口裝配進(jìn)排氣管的其中幾個(gè)螺紋孔，依據(jù)其外形尺寸，設(shè)計(jì)了一塊厚度為1 mm的長(zhǎng)條帶孔鋼板，使用螺栓將其固定在進(jìn)排氣口上，保證了進(jìn)排氣口的密封性。

5.2 曲軸前后端防塵蓋的設(shè)計(jì)

曲軸前后端的密封屬于要求比較高的部位，由于其裝配的特殊性，必須將整個(gè)曲軸端覆蓋住，又考慮到成本和可回收性，采用了壁厚3.5 mm的無(wú)縫鋼管和一塊厚度為5 mm的圓形鋼制蓋板的組合。無(wú)縫鋼管的內(nèi)徑必須大于曲軸端外徑，其長(zhǎng)度必須大于曲軸突出機(jī)體外的尺寸，也需要考慮固定蓋板螺栓長(zhǎng)度，這樣使得鋼管將曲軸端充分包圍。在鋼制蓋板中打兩個(gè)通孔，對(duì)應(yīng)兩個(gè)對(duì)角的曲軸端螺紋孔，使用螺紋將蓋板固定在曲軸端處，使其壓住鋼管，不留縫隙，進(jìn)行蔽護(hù)密封。

5.3 噴油器孔堵塞的設(shè)計(jì)

原本采用圓型黏性紙板貼在噴油器孔表面以密封的方案，但考慮到噴油器孔裝配空間較小，后期維修服務(wù)人員撕下紙板可能較為困難，故此方案取消。經(jīng)過(guò)測(cè)量噴油器孔的深度以及對(duì)于通用性的考量，采用了直徑為22 mm到28 mm的錐形橡膠堵塞，首先工藝上對(duì)裝配和拆卸都及其便捷，其次通用性也較強(qiáng)，短發(fā)動(dòng)機(jī)表面22 mm到28 mm的孔型漏洞都可使用此堵塞進(jìn)行密封。

5.4 底部蔽護(hù)件的設(shè)計(jì)

售后短發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有油底殼，其底部完全暴露在外，故蔽護(hù)要求最高，困難也最大。由于曲軸連桿部分會(huì)突出機(jī)體底部，使用鋼性材料成本較高，使用黏性紙質(zhì)材料，可黏貼范圍較小，無(wú)法黏貼牢固。最終采取了使用工藝油底殼的策略，挑選出成本低廉、用途范圍較廣的油底殼作為蔽護(hù)。將油底殼不涂膠直接安裝在機(jī)體底部，在表面標(biāo)明“工藝油底殼，無(wú)吸油管”以免維修服務(wù)人員漏裝造成發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞。

5.5 紙質(zhì)蔽護(hù)件的設(shè)計(jì)

具有黏性的硬紙板，可黏貼在發(fā)動(dòng)機(jī)表面上尺寸較小、需要蔽護(hù)的部位，如機(jī)油冷卻器孔，油泵安裝孔等，根據(jù)安裝孔尺寸不同，自行裁剪出相應(yīng)的尺寸，可圓形，可方形，成本低廉，裝配便捷，通用性強(qiáng)。

5.6 發(fā)動(dòng)機(jī)支承的設(shè)計(jì)

短發(fā)動(dòng)機(jī)前支承借用機(jī)體前部?jī)蓚€(gè)側(cè)面的支承安裝孔進(jìn)行固定。后支承利用機(jī)體后端面飛輪殼安裝孔進(jìn)行固定，但由于機(jī)體上裝配有飛輪殼定位銷，故必須避開(kāi)這兩個(gè)定位銷。

6 噴漆處理

為了使短發(fā)動(dòng)機(jī)儲(chǔ)存時(shí)間更長(zhǎng)，在安裝完所有蔽護(hù)件后，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行整體噴漆處理。所有機(jī)加工安裝面都必須進(jìn)行蔽護(hù)，其中機(jī)體后端飛輪殼安裝面，由于機(jī)加工面較大，采用塑料紙進(jìn)行覆蓋，使用現(xiàn)場(chǎng)塑料堵塞進(jìn)行固定，見(jiàn)圖3。其次所有后期需要安裝的螺紋安裝孔都使用現(xiàn)場(chǎng)塑料堵塞進(jìn)行蔽護(hù)，以防噴漆時(shí)安裝孔螺紋被油漆覆蓋。

圖3 機(jī)體后端安裝面噴漆蔽護(hù)

7 結(jié)論

該售后短發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)經(jīng)過(guò)了概念設(shè)計(jì)、樣機(jī)試制、性能開(kāi)發(fā)、機(jī)械開(kāi)發(fā)、最終OTS樣機(jī)試制及用戶試驗(yàn)，驗(yàn)證了該售后短發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工作可靠。一款售后短發(fā)動(dòng)機(jī)可覆蓋同一開(kāi)發(fā)平臺(tái)機(jī)型達(dá)到80%，降低整機(jī)賠償成本50%。在現(xiàn)今售后市場(chǎng)的重要性越來(lái)越受到重視的情況下，此短發(fā)動(dòng)機(jī)具有推廣的使用價(jià)值。在短發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和技術(shù)層面，本文中的介紹提供了一些方法和思路，供參考借鑒。

Optimization of Short Engine for Aftersale Market

Zhao Bing
（Shanghai Diesel Engine Co.,Ltd.,Shanghai 200438,China）

Optimization of a short engine is introduced,including improvements of main structure, shelter parts and assembly requirements.Market applications show that the short engine for reducing overall compensation costs have a significant effect.

short engine,shelter parts,original engine

10.3969/j.issn.1671-0614.2017.01.004

來(lái)稿日期：2016-09-20

趙冰（1987-），男，助理工程師，主要研究方向?yàn)椴裼蜋C(jī)售后工程。