發(fā)動機試驗臺支撐調(diào)節(jié)器的設(shè)計與應(yīng)用

呂林， 毛開清， 趙長金

（1.華菱星馬汽車（集團）股份有限公司，安徽 馬鞍山243061；2.重型專用車發(fā)動機安徽省重點實驗室，安徽 馬鞍山243061）

0 引 言

發(fā)動機試驗臺裝置是一種用于驗證發(fā)動機工況，判斷發(fā)動機性能的重要檢測設(shè)備。發(fā)動機在進行臺架檢測試驗時，需要快速可靠地與試驗臺裝置連接。如何快速有效地實現(xiàn)發(fā)動機與試驗臺裝置連接，是目前發(fā)動機研發(fā)試驗都需要考慮的問題。發(fā)動機在一個預裝區(qū)域內(nèi)安裝在快換裝置的發(fā)動機支架上，再利用對中裝置進行發(fā)動機對中連接。發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器在發(fā)動機對中過程中用于支撐、固定發(fā)動機，保證發(fā)動機與測功機裝配的中心高，實現(xiàn)精確調(diào)整的目的。

1 支撐調(diào)節(jié)器的定義及特點

“支撐器”又名“可調(diào)節(jié)支撐基座”，發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器正是由這種“支撐器”衍生而來，它是發(fā)動機試驗臺裝置的重要組成部分，用于支撐、固定試驗臺裝置上的發(fā)動機，保證發(fā)動機與試驗裝置連接時的中心高，實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)發(fā)動機空間位置的目的。

1.1 發(fā)動機試驗臺裝置系統(tǒng)構(gòu)成

發(fā)動機試驗臺裝置（如圖1）是檢驗發(fā)動機的性能、可靠性和耐久性的一種實驗設(shè)備。由于發(fā)動機常處于高溫、高壓和高速轉(zhuǎn)動的苛刻工作狀態(tài)，因此，在發(fā)動機研發(fā)時都會提前考慮其性能、可靠性及壽命等參數(shù)，通過檢測設(shè)備提前掌握發(fā)動機在不同工況下的溫度、壓力、振動、耐久性等[1-3]。

1.2 發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器設(shè)計要求

發(fā)動機快換裝置又稱“快裝小車”（如圖2），是一種適用性很強的機械化設(shè)備，由于一般發(fā)動機廠家開發(fā)的機型較多，在發(fā)動機實驗室試驗裝置裝配中，不同機型發(fā)動機需要不同的工裝配合才能進行裝配連接。為滿足多機型發(fā)動機試驗，必須合理選擇和設(shè)計通用性的工裝來滿足試驗需求。本文以安徽華菱汽車有限公司重型環(huán)保大功率發(fā)動機試驗裝置中的支撐調(diào)節(jié)器為例，設(shè)計可用于發(fā)動機對中連接的工裝。該工裝可快速實現(xiàn)發(fā)動機與試驗臺架的對中連接作業(yè)，其設(shè)計應(yīng)用能夠無級調(diào)節(jié)發(fā)動機的空間位置，實現(xiàn)發(fā)動機精確調(diào)整的目的，使發(fā)動機的支撐、固定更加便捷、安全可靠[4]。

1.3 發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器的選型

支撐調(diào)節(jié)器是現(xiàn)代機械應(yīng)用中常用的一種固定機構(gòu)。研究表明，支撐調(diào)節(jié)器要有足夠的強度，才能滿足試驗臺裝置的裝配使用需要。設(shè)計選型的發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器可以改變支撐高度位置，以適應(yīng)不同類型的發(fā)動機與試驗臺測功機對中裝配作業(yè)。

圖1 發(fā)動機試驗臺裝置總成

圖2 發(fā)動機快裝小車

發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器要保證發(fā)動機在對中裝配時快捷、可靠。保證支撐調(diào)節(jié)器的剛度、強度，不能在使用中發(fā)生變形，或者在試驗臺裝置運行中由于振動導致支撐調(diào)節(jié)器破壞。結(jié)合發(fā)動機試驗臺架裝置現(xiàn)場裝配工藝，本文所述的發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器的設(shè)計選型中充分考慮保護發(fā)動機支撐，合理化設(shè)計，便于加工制作，且能在保證安全的前提下使用，達到支撐調(diào)節(jié)器精確調(diào)整的目的。

1.4 發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)

發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器作為試驗臺架裝置的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定可靠直接關(guān)系到整個試驗臺架裝置運行的平穩(wěn)與否。在發(fā)動機與試驗測功器進行對中連接作業(yè)時通過調(diào)節(jié)支撐調(diào)節(jié)器來保證發(fā)動機與測功機的中心高一致，達到快速對中的目的。

根據(jù)支撐調(diào)節(jié)器的設(shè)計優(yōu)化圖，繪制了調(diào)節(jié)器的三維模型圖（如圖3），其結(jié)構(gòu)由調(diào)節(jié)器底座、調(diào)節(jié)螺栓、連接板和鎖緊蓋組成。調(diào)節(jié)器兼顧考慮外形美觀、調(diào)整精確。需要調(diào)整高度時，觀察調(diào)節(jié)器上刻度尺，通過調(diào)節(jié)螺栓進行高度調(diào)節(jié)，達到精確調(diào)整的目的[5]。

圖3 支撐調(diào)節(jié)器三維模型圖

2 發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器的實施與應(yīng)用

2.1 支撐調(diào)節(jié)器的實施

該發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器是非標工裝，為了滿足不同機型發(fā)動機上下試驗臺架裝配作業(yè)需要，項目正式實施前期嘗試了多種支撐調(diào)節(jié)器的方案，結(jié)合試驗臺架發(fā)動機裝配工藝要求，進行合理設(shè)計制作，為支撐調(diào)節(jié)器優(yōu)化設(shè)計制作奠定了基礎(chǔ)。項目實施前期設(shè)計試制的調(diào)節(jié)器根據(jù)某一機型發(fā)動機進行制作（如圖4），該調(diào)節(jié)器在發(fā)動機與試驗臺裝置對中連接作業(yè)需調(diào)節(jié)時不能通過本體調(diào)節(jié)，需要通過增加墊片等方式進行微調(diào)，不僅費時、費力，且調(diào)節(jié)后不穩(wěn)定，大大增加了發(fā)動機上下試驗臺架裝置所需時間，嚴重影響了試驗臺架裝置的利用效率。不能滿足發(fā)動機試驗臺架裝置的運行需求，設(shè)計上存在一定的不足[6-7]。

在汲取上述失敗經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器進行了較大幅度的優(yōu)化改進，改進后的發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器（如圖5）主要優(yōu)點為：1）支持不同機型發(fā)動機的支撐、固定裝配作業(yè)；2）保證發(fā)動機與試驗臺裝置對中連接時的中心高，確保對中連接可靠、穩(wěn)定；3）支撐調(diào)節(jié)器裝置設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、調(diào)節(jié)方便，解決了常規(guī)調(diào)節(jié)器功能單一、適用率低的問題，更解決了通過墊片調(diào)節(jié)的安全隱患，提高了裝配效率；4）支撐調(diào)節(jié)器上刻度尺的合理設(shè)計，避免了調(diào)節(jié)時過調(diào)或少調(diào)情況的發(fā)生，能夠快速實現(xiàn)精確調(diào)整的目的。

圖4 常規(guī)支撐調(diào)節(jié)器應(yīng)用圖

圖5 新型支撐調(diào)節(jié)器應(yīng)用圖

2.2 發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器現(xiàn)場應(yīng)用試驗

發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器改進完成后，對改進的支撐調(diào)節(jié)器進行了裝配調(diào)節(jié)試驗。將支撐調(diào)節(jié)器固定于發(fā)動機試驗臺裝置上的快裝小車上，再進行中心高的調(diào)節(jié)。該支撐調(diào)節(jié)器滿足了發(fā)動機在試驗臺架上的支撐、固定要求，且調(diào)整操作簡單，實現(xiàn)了發(fā)動機與試驗臺架裝置快速對中連接，在設(shè)計、操作、實用性等方面都滿足了發(fā)動機試驗臺裝置的快速裝配要求。

3 結(jié) 語

本文所設(shè)計的發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器很好地解決了常規(guī)支撐器制作類別較多、調(diào)節(jié)過程中費時及穩(wěn)定性不好的問題，支撐器設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、新穎，利用率高，制造成本低。根據(jù)發(fā)動機與試驗臺架裝置對中連接裝配現(xiàn)狀和存在的問題，設(shè)計的發(fā)動機支撐調(diào)節(jié)器通用性好。該發(fā)動機支撐器與試驗臺裝置中的快裝小車配合使用，改變了老式調(diào)節(jié)器無法調(diào)整、不能通用等問題，提高了發(fā)動機試驗臺裝置的裝配效率。

支撐調(diào)節(jié)器必然會隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷演變，雖然本文中所設(shè)計的支撐調(diào)節(jié)器屬于非標工裝，但該支撐調(diào)節(jié)器設(shè)計方案中的一些方法和技巧，對于行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用研究及實踐具有一定的參考意義。