三缸发动机出厂试车台架建设可行性分析

作者:天津雷沃发动机有限公司 扈 雁 文章来源:AI《汽车制造业》 点击数:63 发布时间:2017-01-13
为了实现一个流生产,某公司新厂区需规划建设新的试车台架,台架系统结构要能与三缸发动机相匹配,同时满足其测试精度要求。为此,本文对三缸发动机台架的建设展开了调研和可行性分析。
三缸发动机出厂试车台架建设可行性分析

某公司于2010年建设的新厂区总装车间包括发动机装配线、试车线、涂装线和后装线。新厂区在规划时主要是以满足B/D系列四、六缸发动机的共线生产(45~180 kW),没有规划三缸发动机的共线生产(30~45 kW)。在生产线建设阶段,通过改进设备结构,装配线、涂装线和后装线实现了全部机型的共线生产。

为满足B/D系列四、六缸发动机的功率测试范围,新厂区台架测功机选型均为Y460水涡流测功机。其特点是功率、传动系统转动惯量均较大,特性曲线如图1所示。

新工厂试车线为了提高工作效率,台架采用花键自动对接,因而无法满足小功率、高振动及较小转动惯量的三缸发动机的试车,且已规划的台架系统无法通过改造实现三缸发动机的共线测试,导致其生产只能安排在老厂区,造成人力和物流成本的增加。同时,老厂区的台架系统也存在与三缸发动机测试匹配有待提高的问题。

为节约成本及实现新工厂总装与试车一个流生产,该公司拟在新厂区建设新的台架,台架系统结构要能与三缸发动机相匹配,满足三缸发动机测试精度要求。为此,该公司对同行业生产三缸发动机厂家的台架配置情况进行了调研,对测试设备选型及台架结构形式展开了分析。

产品特性对设备结构型式的影响

调研对象莱动、常柴生产的三缸发动机产品本身的振动幅度均较小,试车过程中运行平稳,振幅与其生产的四缸产品相比较,只有较少的增幅。而某公司的三缸发动机产品本身振动幅度较大,振幅与四、六缸发动机相比有较大的振动变化。为此,在台架规划中不建议采用花键传动方式。因为花键传动方式对发动机与测功机的同心度要求较高,而三缸发动机由于振动大,在运转过程中由于较大的振幅而无法保证同心度,振动对测功机测试精度会造成较大的影响,同时也会造成测功机的损坏。

因此,本台架应考虑采用双万向传动轴型式(见图2),万向轴可补偿不同轴度,以避免过大的振动对测功机精度的影响,同时有效规避振动对测功机造成的损坏。

测功机选型大小分析

由表1可知,莱动、常柴的三缸发动机台架均为水涡流测功机,且测功机为Y120,选型相对较小,在满足小功率二、三缸发动机试车的基础上,还可覆盖70 kW以下发动机的试车。由于测功机选型较小,其传动系统转动惯量也较小,因此可与小转动惯量的发动机实现更佳的匹配,即台架系统与产品的转动惯量匹配性更好,台架本身的精度损失小,测试效率更佳。Y120测功机测试精度如表2所示。

因此,本次某公司选型的台架也是在保证三缸发动机测试满足的基础上,能够满足部分小功率发动机的测试(80 kW以下),以使台架的转动惯量与产品的转动惯量更加匹配,提高测试精度。根据测功机的吸收功率及要覆盖的产品功率范围,该公司如果选用水涡流测功机,本次选型测功机选用范围为Y160Y180

测功机选型种类分析

众所周知,电力测功机具有响应快和较高的测试精度等特点,但电力测功机扭矩传感器对振动的敏感性也最高,振动极易造成扭矩传感器的损坏。目前,国产电力测功机为了满足高测试精度的要求,均匹配进口的扭矩传感器,无论何种形式的传动减振系统,振动均会传递到扭矩传感器部件。双万向结构虽可以更好地避免振动对扭矩传感器的影响,但是由于该公司三缸发动机振动幅度较大,根据其现有试车台架的使用状况来看,采用双万向结构仍会造成电力测功机传感器的损坏,且进口部件维修成本高、采购周期长。为此,本次三缸发动机台架仍建议采用投资和维修成本低的水涡流测功机。

结语

综上所述,某公司三缸发动机出厂试车台架的建设,从产品特性、设备特性、测功机选型大小和测功机种类选型等方面出发进行了可行性分析。最后确定,新建的三缸发动机台架选用水涡流测功机,测功机的选型在满足三缸发动机的基础上涵盖部分小功率四缸发动机,以保证测试精度和台架与产品的匹配性。