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    一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架快速安裝小車工藝改進(jìn)

    2021-07-16 13:20李振吳茂軍
    時(shí)代汽車 2021年10期
    關(guān)鍵詞:工藝改進(jìn)

    李振 吳茂軍

    摘 要:為了縮減發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架安裝時(shí)間,提高臺(tái)架利用率,分析發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架快速安裝小車使用過(guò)程中存在的問(wèn)題,提出新的制造工藝和改進(jìn)方法并驗(yàn)證工藝改進(jìn)的有效性,為后續(xù)臺(tái)架設(shè)計(jì)制造提供指導(dǎo)。

    關(guān)鍵詞:快速安裝小車 工藝改進(jìn) 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架

    1 引言

    經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)已經(jīng)建立了比較完整的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系,包括性能試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、排放試驗(yàn)等專項(xiàng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于整車開(kāi)發(fā)初期其各模塊處于概念設(shè)計(jì)或手工樣件設(shè)計(jì)階段,發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證試驗(yàn)很大一部分工作是在測(cè)試臺(tái)架上完成的。為縮短整車開(kāi)發(fā)周期,開(kāi)發(fā)穩(wěn)定可靠并高效率運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架是試驗(yàn)驗(yàn)證工作中的重中之重。而保證測(cè)試臺(tái)架高效運(yùn)行是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性的工作,需從設(shè)備、工藝流程及人員管理等多方面綜合考慮。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架安裝是試驗(yàn)驗(yàn)證的最初始階段,如何高效的完成工作并在特殊情況下多臺(tái)架快速互換,是臺(tái)架設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工程師必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。

    2 不同發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架安裝方式對(duì)比

    2.1 測(cè)試臺(tái)架內(nèi)安裝

    工作人員在測(cè)試臺(tái)架內(nèi)進(jìn)行臺(tái)架安裝工作,如下圖1所示。用可調(diào)節(jié)高度和角度的支撐扭腿把發(fā)動(dòng)機(jī)及附件固定在鑄鐵平臺(tái)上。發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪與測(cè)功機(jī)通過(guò)直軸連接或者通過(guò)車用變速器與測(cè)功機(jī)連接。利用激光對(duì)中儀、高度尺、擺線錘等工具完成對(duì)中工作。這種方式適合所有類型的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架安裝,完成后即可開(kāi)展臺(tái)架試驗(yàn)。但其缺點(diǎn)是安裝花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng),互換性差,只能在臺(tái)架空閑時(shí)進(jìn)行安裝。

    2.2 快速安裝小車安裝

    在快速安裝小車上完成安裝工作的90%,將小車推至臺(tái)架內(nèi)完成剩余的10%的管路、傳感器、傳動(dòng)軸及排氣管路連接工作,如圖2所示。這種方式優(yōu)點(diǎn)是可提前進(jìn)行安裝工作,臺(tái)架利用率高;互換性好,可不同臺(tái)架間快速更換。但其缺點(diǎn)是靈活性較差,需各臺(tái)架設(shè)備布置及接口保持統(tǒng)一。在臺(tái)架設(shè)計(jì)建造初期必須做好規(guī)劃,已建成的臺(tái)架改造升級(jí)較麻煩。

    2.3 臺(tái)架安裝方式及問(wèn)題的確立

    基于上述的分析比較,快速安裝小車的方式臺(tái)架利用率較高。當(dāng)臺(tái)架資源緊張且需要高效運(yùn)行時(shí)優(yōu)先選擇這種方式。但必須在設(shè)計(jì)之初解決如下的問(wèn)題:

    ①快速安裝小車輕便靈活、適用廣泛、自動(dòng)化高

    ②對(duì)中工具使用簡(jiǎn)單

    ③全部采用快插接頭便于拆裝

    ④統(tǒng)一規(guī)劃臺(tái)架設(shè)備的布置、測(cè)量通道定義及安裝工藝流程。

    3 問(wèn)題的分析解決

    3.1 快速安裝小車選用

    基于新的試驗(yàn)基地規(guī)劃一共建設(shè)15套發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)架,其中包括10套全新臺(tái)架和5套舊臺(tái)架的升級(jí)??焖侔惭b小車設(shè)計(jì)制造須滿足如下要求:

    ①小車及接收裝置本體為焊結(jié)構(gòu)鋼。接收裝置是定位主體,小車與接收裝置左右采用V型加平面定位模式,前后采用圓銷定位模式。

    ②小車底部安裝四只可升降輪子,通過(guò)連桿液壓機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)。在起升狀態(tài)下由四只輪子承受至少2噸負(fù)載,在小車進(jìn)入接收裝置后輪子自動(dòng)收起。小車可由兩人輕松推動(dòng)往返于試驗(yàn)準(zhǔn)備間和測(cè)試臺(tái)架。小車底部安裝導(dǎo)向輪,用于快裝小車上下臺(tái)架的初導(dǎo)向。

    ③小車帶有安裝支撐調(diào)節(jié)器的橫梁與縱梁,橫梁與縱梁上均帶有T型槽,高度可調(diào)的扭腿支撐發(fā)動(dòng)機(jī)固定在小車的橫梁上,支撐腿有高中矮三種不同尺寸以適用與不同發(fā)動(dòng)機(jī)。

    ④臺(tái)架上安裝氣動(dòng)液壓裝置,小車可自動(dòng)完全進(jìn)入或退出接收裝置,安裝完成后液壓裝置自動(dòng)拉緊小車。

    ⑤安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上溫度、壓力、電源等信號(hào)通過(guò)小車上的中轉(zhuǎn)箱與臺(tái)架設(shè)備通過(guò)集成的2個(gè)快速接插件連接。

    小車的成品如圖3所示。

    3.2 小車裝置的安裝調(diào)試

    為保證小車的互換性,安裝調(diào)試過(guò)程中以下三方面需特別關(guān)注:

    ①所有臺(tái)架測(cè)功機(jī)軸連接法蘭端面與小車接收裝置縱梁端面距離一致。該距離通過(guò)安裝好發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)軸的小車來(lái)確定。小車完全進(jìn)入接收裝置并定位固定好后,傳動(dòng)軸法蘭端面與測(cè)功機(jī)軸連接法蘭端面間距為10mm。

    ②測(cè)功機(jī)軸中心線與前后對(duì)中工裝中心軸心線應(yīng)在同一平面上,誤差不超過(guò)0.1mm。

    ③同一臺(tái)架所有小車都需在其上與測(cè)功機(jī)對(duì)中調(diào)試,確保所有小車適用所有臺(tái)架。

    試驗(yàn)準(zhǔn)備間的安裝平臺(tái)與臺(tái)架一致。小車接收裝置布置在鑄鐵平臺(tái)上。測(cè)功機(jī)輸出軸模擬裝置位與平臺(tái)前端,其法蘭端面與接收裝置端面距離與試驗(yàn)臺(tái)架間安裝方式完全一致,如圖4所示。

    3.3 對(duì)中工具及對(duì)中方法的設(shè)計(jì)

    對(duì)中工具分前后兩部分包含套筒、絲桿及安裝支架,絲桿可在套筒內(nèi)前后小范圍移動(dòng),如圖5所示。絲桿的一端設(shè)計(jì)為頂針模式,頂針的端點(diǎn)在絲桿的中心線上。前后對(duì)中工具支架安裝在帶定位銷的小車接收裝置上,通過(guò)鎖緊螺母固定。安裝好后,前后對(duì)中工裝絲桿中心線與測(cè)功機(jī)軸心線同軸。

    對(duì)中在試驗(yàn)準(zhǔn)備間完成,傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度需保持統(tǒng)一。由于大部分情況下采用車用變速器加帶萬(wàn)向節(jié)的傳動(dòng)軸的連接方式,不需要很高的對(duì)中精度。

    若采用直軸方式連接,則軸的長(zhǎng)度最好可變,工作長(zhǎng)度范圍需與萬(wàn)向節(jié)式車用傳動(dòng)軸長(zhǎng)度一致。用紅外線激光對(duì)中儀完成高精度對(duì)中。

    3.4 小車、發(fā)動(dòng)機(jī)與臺(tái)架設(shè)備的連接

    試驗(yàn)過(guò)程中使用臺(tái)架的附屬設(shè)備包括恒溫系統(tǒng)、燃油供給設(shè)備及數(shù)采系統(tǒng)。汽油、冷卻液、冷卻水等液體管路連接采用快插接頭,拆裝方便且拆開(kāi)后兩端自動(dòng)密封防止液體泄漏。溫度和壓力傳感器使用快插連接在小車轉(zhuǎn)接箱上。排煙管路可伸縮旋轉(zhuǎn)連接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的整車排氣系統(tǒng),柔性度較高,如圖6所示。

    3.5 臺(tái)架設(shè)備的布置、測(cè)量通道定義及安裝工藝流程

    臺(tái)架設(shè)備的布置。考慮到新舊臺(tái)架的互換性和對(duì)中的簡(jiǎn)化,測(cè)功機(jī)的中心高必須一致,可通過(guò)在測(cè)功機(jī)底座上焊接墊塊的方式調(diào)整。其他如燃油管路、冷卻水管路的接口位置盡量保持一致。為了適用于不同發(fā)動(dòng)機(jī),恒溫系統(tǒng)盡量設(shè)計(jì)成可移動(dòng)且高度可調(diào)節(jié)的樣式。針對(duì)不同的試驗(yàn)冷卻液的管路長(zhǎng)短可調(diào)節(jié),較短的管路可大大縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱時(shí)間,加快試驗(yàn)進(jìn)度。測(cè)量通道保證所有臺(tái)架通道名稱和順序一致,有條件的話最好統(tǒng)一傳感器的量程。

    安裝工藝流程應(yīng)形成統(tǒng)一的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)文件,培訓(xùn)所有的操作員工并嚴(yán)格執(zhí)行。從臺(tái)架安裝、試驗(yàn)過(guò)程、維修保養(yǎng)等所有環(huán)節(jié)監(jiān)控,不得擅自調(diào)換傳感器、更改通道定義。

    4 小車使用安裝驗(yàn)證結(jié)果分析總結(jié)及后續(xù)改進(jìn)

    通過(guò)初期的安裝調(diào)試和半年的試運(yùn)行來(lái)看,發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架安裝和拆解時(shí)間縮減到2h以內(nèi),這些工作的90%是在試驗(yàn)準(zhǔn)備間完成的,達(dá)到臺(tái)架設(shè)計(jì)之初制定的目標(biāo),工藝改進(jìn)效果明顯。這也為后續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架設(shè)計(jì)制造提供一定的指導(dǎo)意見(jiàn)。在使用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題,如發(fā)動(dòng)機(jī)支撐工裝設(shè)計(jì)不合理影響對(duì)中,壓力快接通道密封圈耐久性差出現(xiàn)漏油漏水問(wèn)題,排氣系統(tǒng)管路固定方式不合理高溫振動(dòng)開(kāi)裂造成尾氣泄漏等等問(wèn)題需要后續(xù)持續(xù)改進(jìn)。

    參考文獻(xiàn):

    [1]A.J.Martyr.M.A.Plint. ENGINE TESTING [M].

    [2]鄭正泉,姚貴喜,馬芳梅.熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù).

    [3]朱仙鼎.中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工程師手冊(cè).

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