三缸發(fā)動機(jī)出廠試車臺架建設(shè)可行性分析

某公司于2010年建設(shè)的新廠區(qū)總裝車間包括發(fā)動機(jī)裝配線、試車線、涂裝線和后裝線。新廠區(qū)在規(guī)劃時(shí)主要是以滿足B/D系列四、六缸發(fā)動機(jī)的共線生產(chǎn)(45～180?kW)，沒有規(guī)劃三缸發(fā)動機(jī)的共線生產(chǎn)(30～45?kW)。在生產(chǎn)線建設(shè)階段，通過改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)，裝配線、涂裝線和后裝線實(shí)現(xiàn)了全部機(jī)型的共線生產(chǎn)。

為滿足B/D系列四、六缸發(fā)動機(jī)的功率測試范圍，新廠區(qū)臺架測功機(jī)選型均為Y460水渦流測功機(jī)。其特點(diǎn)是功率、傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量均較大，特性曲線如圖1所示。

新工廠試車線為了提高工作效率，臺架采用花鍵自動對接，因而無法滿足小功率、高振動及較小轉(zhuǎn)動慣量的三缸發(fā)動機(jī)的試車，且已規(guī)劃的臺架系統(tǒng)無法通過改造實(shí)現(xiàn)三缸發(fā)動機(jī)的共線測試，導(dǎo)致其生產(chǎn)只能安排在老廠區(qū)，造成人力和物流成本的增加。同時(shí)，老廠區(qū)的臺架系統(tǒng)也存在與三缸發(fā)動機(jī)測試匹配有待提高的問題。

為節(jié)約成本及實(shí)現(xiàn)新工廠總裝與試車一個流生產(chǎn)，該公司擬在新廠區(qū)建設(shè)新的臺架，臺架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要能與三缸發(fā)動機(jī)相匹配，滿足三缸發(fā)動機(jī)測試精度要求。為此，該公司對同行業(yè)生產(chǎn)三缸發(fā)動機(jī)廠家的臺架配置情況進(jìn)行了調(diào)研，對測試設(shè)備選型及臺架結(jié)構(gòu)形式展開了分析。

產(chǎn)品特性對設(shè)備結(jié)構(gòu)型式的影響

調(diào)研對象萊動、常柴生產(chǎn)的三缸發(fā)動機(jī)產(chǎn)品本身的振動幅度均較小，試車過程中運(yùn)行平穩(wěn)，振幅與其生產(chǎn)的四缸產(chǎn)品相比較，只有較少的增幅。而某公司的三缸發(fā)動機(jī)產(chǎn)品本身振動幅度較大，振幅與四、六缸發(fā)動機(jī)相比有較大的振動變化。為此，在臺架規(guī)劃中不建議采用花鍵傳動方式。因?yàn)榛ㄦI傳動方式對發(fā)動機(jī)與測功機(jī)的同心度要求較高，而三缸發(fā)動機(jī)由于振動大，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于較大的振幅而無法保證同心度，振動對測功機(jī)測試精度會造成較大的影響，同時(shí)也會造成測功機(jī)的損壞。

因此，本臺架應(yīng)考慮采用雙萬向傳動軸型式(見圖2)，萬向軸可補(bǔ)償不同軸度，以避免過大的振動對測功機(jī)精度的影響，同時(shí)有效規(guī)避振動對測功機(jī)造成的損壞。

測功機(jī)選型大小分析

由表1可知，萊動、常柴的三缸發(fā)動機(jī)臺架均為水渦流測功機(jī)，且測功機(jī)為Y120，選型相對較小，在滿足小功率二、三缸發(fā)動機(jī)試車的基礎(chǔ)上，還可覆蓋70?kW以下發(fā)動機(jī)的試車。由于測功機(jī)選型較小，其傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量也較小，因此可與小轉(zhuǎn)動慣量的發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)更佳的匹配，即臺架系統(tǒng)與產(chǎn)品的轉(zhuǎn)動慣量匹配性更好，臺架本身的精度損失小，測試效率更佳。Y120測功機(jī)測試精度如表2所示。

因此，本次某公司選型的臺架也是在保證三缸發(fā)動機(jī)測試滿足的基礎(chǔ)上，能夠滿足部分小功率發(fā)動機(jī)的測試(80?kW以下)，以使臺架的轉(zhuǎn)動慣量與產(chǎn)品的轉(zhuǎn)動慣量更加匹配，提高測試精度。根據(jù)測功機(jī)的吸收功率及要覆蓋的產(chǎn)品功率范圍，該公司如果選用水渦流測功機(jī)，本次選型測功機(jī)選用范圍為Y160～Y180。

測功機(jī)選型種類分析

眾所周知，電力測功機(jī)具有響應(yīng)快和較高的測試精度等特點(diǎn)，但電力測功機(jī)扭矩傳感器對振動的敏感性也最高，振動極易造成扭矩傳感器的損壞。目前，國產(chǎn)電力測功機(jī)為了滿足高測試精度的要求，均匹配進(jìn)口的扭矩傳感器，無論何種形式的傳動減振系統(tǒng)，振動均會傳遞到扭矩傳感器部件。雙萬向結(jié)構(gòu)雖可以更好地避免振動對扭矩傳感器的影響，但是由于該公司三缸發(fā)動機(jī)振動幅度較大，根據(jù)其現(xiàn)有試車臺架的使用狀況來看，采用雙萬向結(jié)構(gòu)仍會造成電力測功機(jī)傳感器的損壞，且進(jìn)口部件維修成本高、采購周期長。為此，本次三缸發(fā)動機(jī)臺架仍建議采用投資和維修成本低的水渦流測功機(jī)。

結(jié)語

綜上所述，某公司三缸發(fā)動機(jī)出廠試車臺架的建設(shè)，從產(chǎn)品特性、設(shè)備特性、測功機(jī)選型大小和測功機(jī)種類選型等方面出發(fā)進(jìn)行了可行性分析。最后確定，新建的三缸發(fā)動機(jī)臺架選用水渦流測功機(jī)，測功機(jī)的選型在滿足三缸發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上涵蓋部分小功率四缸發(fā)動機(jī)，以保證測試精度和臺架與產(chǎn)品的匹配性。