徐振強Xu Zhenqiang

（北京現(xiàn)代汽車有限公司，北京 101300）

0 前 言

GB/T 18297—2001《發(fā)動機性能試驗方法》中要求，試驗過程中機油溫度控制在95±5℃。在進行發(fā)動機性能試驗時經(jīng)常需要發(fā)動機工作在全速全負荷工況下，機油溫度會大幅攀升，靠發(fā)動機自身冷卻和外部風機冷卻不能控制在試驗要求的溫度，這就需要連接外部機油溫度的控制單元。

1 發(fā)動機臺架試驗中遇到的問題

在做ALPHA發(fā)動機50 h耐久試驗過程中，出現(xiàn)與機油外循環(huán)轉接器連接的發(fā)動機機油濾清器座疲勞斷裂的情況，機油泄露，險些造成發(fā)動機試驗室失火，試驗也因此終止。據(jù)統(tǒng)計80%以上的發(fā)動機試驗火險均來源于機油泄露產(chǎn)生的燃燒。

2 分析造成機油濾清器座斷裂的主要原因

通過分析，認為造成機油濾清器座斷裂的主要原因是轉接器的自身重量過大。因為臺架廠家提供的機油溫度控制單元不帶壓力泵，要想把機油送至機油溫度控制單元來降溫，必須依靠發(fā)動機本身機油壓力來使機油循環(huán)通過機油溫度控制單元，所以只能在連接機油濾清器的主油道處將機油引出?，F(xiàn)有發(fā)動機的機油濾清器座是鋁合金材料，鋁合金材料的特點是重量輕、易于加工、導熱性能好，其缺點是強度較鑄鐵低。由于機油外循環(huán)轉接器質量較大和發(fā)動機高速運轉時的高頻率振動，導致機油濾清器座受到交變載荷的作用產(chǎn)生疲勞斷裂。

3 提出改善方案、比較及確定

3.1 提出改善方案

針對機油外循環(huán)轉接器質量較大，機油濾清器座產(chǎn)生金屬疲勞斷裂的情況，提出 3種改善方案：第 1種改善方案是使用原有機油外循環(huán)轉接器與發(fā)動機機濾器座裝配后，在其下方制作一個支架，支架與機油外循環(huán)轉接器固定連接，減輕發(fā)動機機濾器座承受的力，防止發(fā)動機連續(xù)高速運轉情況下，機油濾清器座產(chǎn)生金屬疲勞斷裂的情況；第 2種改善方案是改用較小密度鋁材質加工，使用鋁材質加工一個機油外循環(huán)轉接器，減輕機油外循環(huán)轉接器質量；第 3種改善方案是采用分體設計，將機油濾清器布置在單獨的安裝座上，機油濾清器座安裝到發(fā)動機試驗小車上，發(fā)動機機體上僅連接轉接器及進出管路接頭。

3.2 比較優(yōu)缺點

改善方案比較見表1。

3.3 方案最終確定

比較3種方案，第1種改善方案最大的問題是支架不能適應所有機型，安裝時對周圍設施有一定的干涉；第2種改善方案的問題在于鋁材質轉接器的硬度偏低，耐磨性差，不適合多次反復拆裝；第3種改善方案雖設計較復雜，加工時間較長，但該方案綜合評定最適合試驗要求。最終確定使用第3種改善方案。

4 最終方案設計、加工及使用

方案確定之后，便要著手實際設計，同時新方案設計時應考慮避免原設計存在的各種問題。原設計存在以下問題：尺寸大，重量大；轉接器與管路連接的接頭位置設計在側面，4個接頭均勻分布，時常會遇到安裝位置及朝向不便于管路連接的問題；4個接頭處使用普通螺紋加密封圈的形式，密封差，時常滲漏；在設計之初，接頭采用兩進兩出，哪個位置方便連接管路就使用哪個位置的接頭，但實際使用中發(fā)現(xiàn)，這個設計仍會遇到兩個接頭都不方便連接的狀況，而且該設計使得轉接器結構復雜。

針對這些問題，采用如下幾點設計，最終得到了新的分體式轉接器（圖1）：分體設計，盡可能減小機濾座上重量；調(diào)整接頭的位置到轉接器軸向方向，并簡化為一進一出；采用密封錐螺紋；管路采用特氟龍管加卡套接頭；加工完成后，經(jīng)稱重，裝配在機油濾清器座的轉接器A重量728.8 g與裝滿機油的機濾重量588 g相接近，應可以滿足使用。

5 總 結

按照新設計的圖紙進行加工，并使用新機油外循環(huán)轉接器與發(fā)動機和機油溫度控制單元連接安裝后，經(jīng)過多個機型的耐久試驗，證明新機油外循環(huán)轉接器可靠性和機油溫度控制效果良好，可以作為耐久試驗標準設備用在未來各機型的耐久試驗中。

[1]鄒宜侯，竇墨林，潘海東. 機械制圖 第5版[M]. 北京：清華大學出版社，2006.

[2]成大先. 機械設計手冊 第二篇機械制圖·極限與配合[M]. 北京：化學工業(yè)出版社2004.

[3]成大先. 機械設計手冊 第四篇機連接與緊固[M]. 北京：化學工業(yè)出版社2004.

[4]成大先. 機械設計手冊 第十篇潤滑與密封[M]. 北京：化學工業(yè)出版社2004.