发动机快装小车压紧装置的设计

□ 毛开清 □ 方 飞 □ 杨明亮 □ 晏 根

华菱星马汽车(集团)股份有限公司 重型专用车发动机安徽省重点实验室 安徽马鞍山 243061

1 发动机快装小车概述

发动机设计开发中,需要进行相应的性能、耐久测试,以验证质量是否可靠。目前,用于验证发动机参数的快捷有效方法是通过试验台进行发动机测试。为缩短开发周期,必须提高发动机试验台的利用率。其中,提高发动机上下试验台的效率,是最直观的一种途径。选用合适的发动机快装小车系统,以满足不同型号发动机上下试验台装配的要求。在预装区域内,发动机安装于发动机快装小车的快换装置,再利用对中装置进行发动机对中作业,对中后通过安装在大铁底板上的压紧装置将快换小车固定牢固,连接传动轴即可进行试验。

发动机快装小车是一种用于实验室的发动机快速更换装置,按功能可分为简易款和集成款。简易款仅能用于发动机的装配和对中。集成款集成了中冷系统、冷却液系统、供油系统、对中系统、供电系统、信号转接系统,特点是不占用对中平台，可以直接在小车上对中;中冷、水冷，以及所有传感器与发动机的连接均可在实验室外预先完成调试,不需要占用测功机的运转时间;所有油路、水路与实验室的连接均采用快插结构,可实现快速更换。

目前,国内发动机快装小车已得到广泛应用,能满足发动机试验台装配时的各种要求,根据用户的不同要求也可以进行定制。笔者所设计的压紧装置适用于集成款发动机快装小车,其总成如图1所示[1-4]。

▲图1 集成款发动机快装小车总成

2 压紧装置设计要求

为了验证发动机各系统设计是否满足运行要求,必须进行发动机主机、系统承载能力和稳定性试验。缩短发动机上下试验台的时间是缩短开发周期的最有效途径。试验台在设计初期应充分考虑便于安装、调整、检查、更换发动机,保障发动机的测试试验。发动机快装小车进入试验台后,需要对发动机快装小车进行快速固定。笔者设计的快装小车压紧装置可以快速将快装小车压紧固定及松开,进而缩短发动机快装小车上下试验台所需的时间,提高设备利用率。发动机快装小车与压紧装置模型如图2所示。

▲图2 发动机快装小车与压紧装置模型

3 压紧装置形式

目前用于发动机快装小车压紧装置的形式有多种,根据试验台的不同,所选用的发动机快装小车压紧装置形式也有所不同,常见的有机械式、液压加电控组合式等。液压加电控组合式通过液压系统和电控配合进行压紧,对于场地的要求较高,占用的面积大,投资成本相对较高。机械式通过对发动机快装小车进行整体固定实现压紧,压紧耗时费力,严重影响试验台的利用效率。基于上述分析,笔者通过机械结构组合设计压紧装置,达到压紧发动机快装小车的目的[5-6]。

4 压紧装置结构

发动机快装小车压紧装置是发动机试验台的关键部件,其设计合理与否直接关系到发动机上下试验台的效率。发动机快装小车压紧装置在制作加工前,首先进行建模分析，其三维模型如图3所示[7-10]。

发动机快装小车压紧装置主要由压紧手柄、转向节、压紧臂、压紧头、底座等组成。使用前,将压紧装置固定于试验台的铁底板上,操作压紧手柄,通过转向节转动,推动压紧臂前压,压紧头压住快装小车本体,达到压紧的目的。

5 压紧装置优点

发动机快装小车压紧装置为非标工件,为了实现发动机快速上下试验台作业,在压紧装置实施前期尝试了多种压紧方案,合理选择和评估装配过程的需求，为优化、改进、制作奠定了基础。前期设计时,采用在发动机快装小车上预留螺栓孔,制作带孔连接板,通过螺栓固定对发动机快装小车进行固定压紧的方式。这一压紧方式在压紧、松开时费时费力,严重影响了试验台的装配效率,不能满足发动机快速装配的需求,设计上存在一定缺陷。

▲图3 压紧装置三维模型

最终定型的发动机快装小车压紧装置实物如图4所示,具有如下优点:

(1) 通过四个固定在铁底板上的发动机快装小车压紧装置,达到发动机快装小车快速压紧、松开的目的,保证发动机快装小车上下试验台的平稳可靠;

(2) 发动机快装小车压紧装置加工制作简单,操作方便;

(3) 应用发动机快装小车压紧装置,降低了设备的故障率,提高了装配效率,避免了液压加电控组合式压紧装置占用场地大、压紧不牢固、检修烦琐、投入成本高等问题。

▲图4 压紧装置实物

6 压紧装置现场试验

发动机快装小车压紧装置制作完成后,进行了压紧、松开试验。固定在铁底板上的四个压紧装置通过推动压紧手柄对发动机快装小车进行压紧固定,如图5所示。现场试验证明压紧装置满足发动机快装小车的压紧要求,具备快速压紧、操作简便、结构新颖等特点,在操作性和实用性上实现了发动机的快速装配。

▲图5 压紧装置的应用

7 结束语

笔者基于发动机上下试验台的现状和存在的问题,设计了发动机快装小车压紧装置,结构简单,造价低,通用性强。这一压紧装置与试验台铁底板配合使用,避免了其它压紧装置装配复杂、效率低等问题,提高了发动机试验台的使用效率。虽然这一压紧装置属于非标工件,但是其结构新颖,为行业内提高发动机快速装配效率提供了参考。