发动机快装小车压紧装置的设计

2020-09-29毛开清杨明亮

机械制造 2020年9期

□ 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。