发动机维修专用工具的设计与应用

王国旗 林世龙 姜可 文浩骏 徐洪銮

摘要：本文介绍一种发动机专用工具设计方案。根据发动机全生命周期中日常保养和定期检修操作，设计维修专用工具。综合考虑发动机重要检修节点及维修场景，将工具组合成相应工具箱。如此设计专用工具科学合理，提高发动机维保效率。

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.

关键词：发动机;维修;全生命周期;专用工具

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

中图分类号：U468.2                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）02-0071-03

0  引言

发动机是一种复杂的能量转换机器。随着技术水平的不断提高，各种类型发动机的构造及其布置也就各有差异。往复活塞式内燃机的基本构造由下列二个机构：曲柄连杆结构、配气机构（包含齿轮传动系统）和五个系统：机体组、供给系统（包含燃油系统、进排气系统、后处理系统）、润滑系统、冷却系统、起动系统所组成。发动机运转需要各系统紧密配合，各部件安装位置及配合尺寸都有严格要求。设计出操作简单、效率高、精度高的专用工具可以精准控制安装位置，降低设备和人员安全隐患。本文发动机全生命周期过程，综合考虑发动机维修场景及客户使用习惯，科学、体系地梳理专用工具设计过程。

1  设计原则

目前市场上的维修专用工具主要是根据技术人员经验设计的拆装关键操作的工具。但是发动机结构是多样性的，技术人员的技能水平不尽相同对维修的程序的理解存在差异，造成维修专用工具不合理和不全面。

1.1 专用工具设计理论依据

本文中维修专用工具设计理念是依据发动机耐久试验及市场验证制定的各主要零部件的日常保养保养、定期检修明细及周期而设计专用工具，该工具涵盖了发动机全生命周期中保养及检修操作。①某重型柴油发动机日常保养明细如表1。根据日常保养明细分析，气门间隙检查需要塞尺工具;喷油嘴检查需要喷油器拧紧工具和喷油器定位工具，其他操作使用通用工具即可满足需求。②某重型柴油发动机定期检修明细如表2。如气缸盖总成维修时，需要气缸盖总成分解，根据其结构特点设计气门锁夹装配工具，压缩气门弹簧进而分解气缸盖总成。（图1）

根据定期检修操作分析，综合考虑技术要求及结构特点设计专用工具。专用工具明细如表3。以发动机日常保养和定期检修为依据，再根据发动机结构特点设计专用工具，如此有据可依，且能满足全生命周期的维保操作。

1.2 专用工具组箱构思

分析某重型发动机耐久试验数据，定期检修操作可按时间节点划分为：顶端维修、中修、大修。

分析发动机维修场景，顶端维修可在机舱内进行，操作简单，一般人员可完成;中修需要一定维修场地，操作有一定技术含量，具备一定专业水平人员可完成;大修需要专业维修场地，需要专业操作，由专业人员执行。

以检修节点和维修场景为依据将工具组箱，上述专用工具可分为：顶端维修工具、中修维修工具、大修维修工具。

①顶端维修根据气门下沉量的情况判定。当气门下沉量达到限定值时，需要进行顶端维修。

顶端维修工具可完成气缸盖拆卸;气缸盖总成分解;组装和气缸盖检修等操作。工具明细如表4。

工具样式如图2。

②每进行两次顶端维修，就要进行一次中修。判断是否需要进行一次中修取决于几个因素：1）机油耗增加（300%初始机油耗）;2）燃油耗上升≥10%。

中修维修工具可完成活塞连杆组拆装;四配套组件分解、组装等操作。工具明细如表5。

工具样式如图3。

③每进行四次顶端维修就要进行一次大修。判断是否需要进行一次大修取决于几个因素：1）额定转速下主油道压力≤400kPa;2）油耗增加;3）曲轴箱漏气量加大;4）输出功率;5）发动机服务时间;6）油压降低;7）机油的磨损金属分析;8）噪音和振动水平的增加。

大修維修工具可完成飞轮、飞轮壳、曲轴、凸轮轴等部件拆装;凸轮轴衬套检修等操作。工具明细如表6。

工具样式如图4。

专用工具以检修节点和维修场景进行分组，可满足发动机由简到难的拆检操作，客户可以根据自身技术水平合理规划、自主选择，避免不必要的浪费。

2  专用工具设计应用

本单位根据该工具开发流程，设计某重型发动机专用工具（顶端维修工具、海外中修工具、海外大修工具）。工具组箱样式如图5：该工具采用轮式拉杆安全箱，EVA硬塑料内衬，安全可靠且方便携带。工具表面做电镀处理，增强防锈和耐腐蚀效果。目前该工具已批量生产，并销售到海外市场应用。

3  结语

本文总结整理了一套发动机专用工具设计及组箱方案。以发动机保养及检修明细为理论依据，逐步分析各步操作设计工具，并根据主要节点和维修场景对工具进行组箱。如此设计专用工具科学合理，既能满足发动机在全生命周期中维保需求，又能满足不同客户使用习惯，节约成本并提高发动机维保效率。

参考文献：

[1]阡陌.从产品到渠道 潍柴关注发动机全生命周期[J].汽车与配件，2012（Z1）：46-47.

[2]王燕军，黎维理，杨迪.汽车发动机维修与保养技术研究[J].时代汽车，2020（06）：93-94.

[3]翁海珊，窦忠强.发动机原理与拆装实践教程[M].2016，12.

[4]霍洪涛，梁斌，闫效军，刘勇刚，杨伟.往复式天然气压缩机维修保养工具的研制与应用[J].清洗世界，2020，36（04）：49，51.

[5]骆清国，孙志新，丛华，乔新勇.装甲车辆发动机通用维修工具的研制[J].装甲兵工程学院学报，2004（03）：17-19.