發動機維修專用工具的設計與應用

王國旗 林世龍 姜可 文浩駿 徐洪鑾

摘要：本文介紹一種發動機專用工具設計方案。根據發動機全生命周期中日常保養和定期檢修操作，設計維修專用工具。綜合考慮發動機重要檢修節點及維修場景，將工具組合成相應工具箱。如此設計專用工具科學合理，提高發動機維保效率。

Abstract： This article introduces a design scheme for engine special tools. Design engine special tools according to the daily maintenance and regular overhaul operation of the engine throughout its life cycle. Comprehensively considering the important engine maintenance nodes and maintenance scenarios， the tools are combined into the corresponding toolbox. Designing special tools like this is scientific and reasonable， improve the engine maintenance efficiency.

關鍵詞：發動機;維修;全生命周期;專用工具

Key words： engine;repair;life cycle;special tools

中圖分類號：U468.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）02-0071-03

0? 引言

發動機是一種復雜的能量轉換機器。隨著技術水平的不斷提高，各種類型發動機的構造及其布置也就各有差異。往復活塞式內燃機的基本構造由下列二個機構：曲柄連桿結構、配氣機構（包含齒輪傳動系統）和五個系統：機體組、供給系統（包含燃油系統、進排氣系統、后處理系統）、潤滑系統、冷卻系統、起動系統所組成。發動機運轉需要各系統緊密配合，各部件安裝位置及配合尺寸都有嚴格要求。設計出操作簡單、效率高、精度高的專用工具可以精準控制安裝位置，降低設備和人員安全隱患。本文發動機全生命周期過程，綜合考慮發動機維修場景及客戶使用習慣，科學、體系地梳理專用工具設計過程。

1? 設計原則

目前市場上的維修專用工具主要是根據技術人員經驗設計的拆裝關鍵操作的工具。但是發動機結構是多樣性的，技術人員的技能水平不盡相同對維修的程序的理解存在差異，造成維修專用工具不合理和不全面。

1.1 專用工具設計理論依據

本文中維修專用工具設計理念是依據發動機耐久試驗及市場驗證制定的各主要零部件的日常保養保養、定期檢修明細及周期而設計專用工具，該工具涵蓋了發動機全生命周期中保養及檢修操作。①某重型柴油發動機日常保養明細如表1。根據日常保養明細分析，氣門間隙檢查需要塞尺工具;噴油嘴檢查需要噴油器擰緊工具和噴油器定位工具，其他操作使用通用工具即可滿足需求。②某重型柴油發動機定期檢修明細如表2。如氣缸蓋總成維修時，需要氣缸蓋總成分解，根據其結構特點設計氣門鎖夾裝配工具，壓縮氣門彈簧進而分解氣缸蓋總成。（圖1）

根據定期檢修操作分析，綜合考慮技術要求及結構特點設計專用工具。專用工具明細如表3。以發動機日常保養和定期檢修為依據，再根據發動機結構特點設計專用工具，如此有據可依，且能滿足全生命周期的維保操作。

1.2 專用工具組箱構思

分析某重型發動機耐久試驗數據，定期檢修操作可按時間節點劃分為：頂端維修、中修、大修。

分析發動機維修場景，頂端維修可在機艙內進行，操作簡單，一般人員可完成;中修需要一定維修場地，操作有一定技術含量，具備一定專業水平人員可完成;大修需要專業維修場地，需要專業操作，由專業人員執行。

以檢修節點和維修場景為依據將工具組箱，上述專用工具可分為：頂端維修工具、中修維修工具、大修維修工具。

①頂端維修根據氣門下沉量的情況判定。當氣門下沉量達到限定值時，需要進行頂端維修。

頂端維修工具可完成氣缸蓋拆卸;氣缸蓋總成分解;組裝和氣缸蓋檢修等操作。工具明細如表4。

工具樣式如圖2。

②每進行兩次頂端維修，就要進行一次中修。判斷是否需要進行一次中修取決于幾個因素：1）機油耗增加（300%初始機油耗）;2）燃油耗上升≥10%。

中修維修工具可完成活塞連桿組拆裝;四配套組件分解、組裝等操作。工具明細如表5。

工具樣式如圖3。

③每進行四次頂端維修就要進行一次大修。判斷是否需要進行一次大修取決于幾個因素：1）額定轉速下主油道壓力≤400kPa;2）油耗增加;3）曲軸箱漏氣量加大;4）輸出功率;5）發動機服務時間;6）油壓降低;7）機油的磨損金屬分析;8）噪音和振動水平的增加。

大修維修工具可完成飛輪、飛輪殼、曲軸、凸輪軸等部件拆裝;凸輪軸襯套檢修等操作。工具明細如表6。

工具樣式如圖4。

專用工具以檢修節點和維修場景進行分組，可滿足發動機由簡到難的拆檢操作，客戶可以根據自身技術水平合理規劃、自主選擇，避免不必要的浪費。

2? 專用工具設計應用

本單位根據該工具開發流程，設計某重型發動機專用工具（頂端維修工具、海外中修工具、海外大修工具）。工具組箱樣式如圖5：該工具采用輪式拉桿安全箱，EVA硬塑料內襯，安全可靠且方便攜帶。工具表面做電鍍處理，增強防銹和耐腐蝕效果。目前該工具已批量生產，并銷售到海外市場應用。

3? 結語

本文總結整理了一套發動機專用工具設計及組箱方案。以發動機保養及檢修明細為理論依據，逐步分析各步操作設計工具，并根據主要節點和維修場景對工具進行組箱。如此設計專用工具科學合理，既能滿足發動機在全生命周期中維保需求，又能滿足不同客戶使用習慣，節約成本并提高發動機維保效率。

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