（上海柴油機股份有限公司，上海200438）

一款售后短發(fā)動機設(shè)計開發(fā)

趙 冰

（上海柴油機股份有限公司，上海200438）

介紹了一款售后短發(fā)動機的設(shè)計開發(fā)，其中重點介紹了主體結(jié)構(gòu)、蔽護專用件的設(shè)計及其裝配技術(shù)要求。市場應用表明，售后短發(fā)動機對于售后整機賠償成本的降低有著明顯的作用。

短發(fā)動機蔽護專用件原始機型

1 前言

近年來，由于經(jīng)濟快速發(fā)展，市場競爭加速，導致用戶對于柴油發(fā)動機售后市場的要求也是逐步提高。為了滿足售后市場的需求，各柴油機公司競相針對三包服務期內(nèi)整機賠償開發(fā)售后專用短發(fā)動機，又稱裸發(fā)動機。這樣的售后策略，可以使得賠償周期縮短，維修成本降低，市場響應速度更快。

售后短發(fā)動機的原型發(fā)動機應是在市場上得到用戶認可、銷售量較大、覆蓋用途較廣的機型。在其基礎(chǔ)上篩選出售后短發(fā)動機的主體結(jié)構(gòu)，并對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，并在其基礎(chǔ)上設(shè)計短發(fā)動機配套專用件，提高其儲存時間。

2 開發(fā)目標

基于我公司產(chǎn)品種類較多，同一個設(shè)計平臺配套客戶多，結(jié)構(gòu)復雜的特點，為了使售后短發(fā)動機覆蓋面更加廣泛，在確定主體結(jié)構(gòu)之前先確定原始機型。選擇原始機型的主要原則為銷售量大，配套范圍廣，維修賠償集中。

售后短發(fā)動機的主體結(jié)構(gòu)主要在原始機型的結(jié)構(gòu)中進行篩選，不打亂生產(chǎn)線上的工藝布局，將外圍零部件全部剝離，做到一款售后短發(fā)動機可以覆蓋一個設(shè)計平臺的大多數(shù)機型，同時使得售后維修人員在最短的時間之內(nèi)將售后短發(fā)動機裝配成整機，交付給客戶。

售后短發(fā)動機配套專用件主要針對其主體結(jié)構(gòu)中暴露在外的部位進行密封，使得短發(fā)動機在儲存3到6個月之后仍可正常使用。由于考慮到專用件在市場上回收困難，無法重復使用，故將每個專用件的成本都在可控的范圍之內(nèi)。

3 原始機型的確定

原始機型的篩選主要從市場和結(jié)構(gòu)兩個方面進行分析。首先從市場方面，銷售量大的機型無疑是首要考慮的因素；其次基于我公司機型配套客戶較廣，從而會使一個機型配套多個客戶，故這種機型是第二大考慮因素；最后針對維修市場，賠償集中的機型以及海外出口機型（由于維修運輸周期過長）成為了第三大考慮因素。經(jīng)過大量的調(diào)查，篩選出這三大因素共有機型，見圖1。

圖1 原始機型市場分布篩選

從結(jié)構(gòu)角度分析，同一開發(fā)平臺發(fā)動機的本體結(jié)構(gòu)基本相同，只是配套設(shè)計師基于客戶的需求在與外圍裝配相關(guān)之處進行調(diào)整，因此從機體、氣缸蓋、曲軸連桿、凸輪軸、飛輪殼和齒輪室這六個方面分析出其各自配套的機型，篩選出共有的機型，也為下一步短發(fā)動機的主體結(jié)構(gòu)的確認作準備。

從圖2中可以看出，機體、氣缸蓋、曲軸連桿和凸輪軸在同一開發(fā)平臺上的覆蓋率較廣，其次是齒輪室，覆蓋率最低的是飛輪殼，主要原因是飛輪殼的配套過多，變化也較大，故在短發(fā)動機的主體結(jié)構(gòu)中將不包括飛輪殼組件。從各個本體結(jié)構(gòu)中選出幾個覆蓋率較廣的件號，反推出其配套的具體機型，將齒輪室作為主篩選項，從中篩選共有機型，將其結(jié)果與市場分析的結(jié)果進行比對，取其共同項，進一步縮小原始機型的范圍。

圖2 原始機型結(jié)構(gòu)分析篩選

最后將最終的篩選出的幾個機型結(jié)構(gòu)進行分析對比，剔除外圍零部件，只觀察本體的幾個結(jié)構(gòu)，分析其具體差異，如悶頭、螺栓等裝配數(shù)量，取其數(shù)量少的機型，最終選出一個售后短發(fā)動機的原始機型。原始機型并不唯一，但其余幾個候選機型與原始機型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，做到能覆蓋同一平臺的大多數(shù)機型。

4 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

售后短發(fā)動機的主體結(jié)構(gòu)在原始機型中進行篩選。分析現(xiàn)場工藝，在不影響工序步驟的前提下，確認主體結(jié)構(gòu)，見表1。

表1 售后短發(fā)動機主體結(jié)構(gòu)

（1）機體組件?；跈C油冷卻器、水泵和油泵支架屬于外圍零部件，故在機體組件結(jié)構(gòu)中，機油冷卻器螺栓、水泵螺栓和油泵支架及其固定螺栓都在結(jié)構(gòu)中取消。油尺及油尺管由于種類繁多，安裝位置也較多變化，故將油尺及油尺管從結(jié)構(gòu)中剔除。考慮到服務站維修工藝相對于裝配現(xiàn)場工藝較簡陋，故在機體上所有的悶頭和定位銷都必須包含在結(jié)構(gòu)中。所有在機體結(jié)構(gòu)中的墊片除必要安裝的墊片外，所有外圍墊片都將包含在售后專用墊片維修包內(nèi)，作為隨機附件，以方便維修服務人員。

（2）齒輪室組件。安裝前后油封都必須有相應的安裝工具，否則可能會造成密封性不好的現(xiàn)象，故前后油封都必須在裝配現(xiàn)場采用專用設(shè)備安裝。同樣在齒輪室結(jié)構(gòu)中的PTO蓋板及其墊片都屬于外圍零部件，都不放在結(jié)構(gòu)內(nèi)。機體和齒輪室的裝配按照現(xiàn)場工藝進行涂膠處理，但由于齒輪室內(nèi)只安裝凸輪軸齒輪，沒有空壓泵齒輪和油泵齒輪，在進行齒輪室罩殼密封時，不需要涂膠，只采用螺栓固定，到維修現(xiàn)場安裝時再進行涂膠密封。

（3）曲軸減振器組件。在此結(jié)構(gòu)中，減震器及其螺栓屬于外圍零部件，不在結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)。其次，曲軸上所有的圓柱銷必須安裝在曲軸上后發(fā)出，以免維修人員錯裝、漏裝。

（4）凸輪軸組件。正常安裝工藝將凸輪軸圓柱銷安裝在凸輪軸上，由于凸輪軸齒輪的安裝需要一定的工藝水平（熱套），故凸輪軸齒輪在裝配現(xiàn)場安裝完成。其余如空壓泵齒輪和高壓油泵齒輪在安裝空壓泵及油泵時再進行安裝，剔除出短發(fā)動機結(jié)構(gòu)。

（5）氣缸蓋組件。噴油器壓板、通氣管部件以及調(diào)溫器都屬于外圍零部件，因此在氣缸蓋組件結(jié)構(gòu)中與其相關(guān)的零部件都剔除在外。由于現(xiàn)場裝配中需要使用到氣缸蓋吊環(huán)，考慮到吊環(huán)的通用性較強，所以將氣缸蓋前后吊環(huán)保留在結(jié)構(gòu)中。

5 專用件設(shè)計

在售后短發(fā)動機主體結(jié)構(gòu)確認之后，根據(jù)發(fā)動機曝露在外的部位，進行蔽護專用件的設(shè)計。

5.1 進排氣口擋塵板的設(shè)計

進排氣口屬于發(fā)動機外部主要曝露在外的部位，也是最需要蔽護部位之一。起初第一個設(shè)計方案采用成本低、易安裝的帶黏性硬紙板直接貼在進排氣口處將其密封，但由于進排氣口表面進行過機加工，表面殘留油漬較多，無法擦拭干凈，導致硬紙板黏性喪失，密封不完全，容易掉落，該方案沒有采用。第二個方案則利用了在進排氣口裝配進排氣管的其中幾個螺紋孔，依據(jù)其外形尺寸，設(shè)計了一塊厚度為1 mm的長條帶孔鋼板，使用螺栓將其固定在進排氣口上，保證了進排氣口的密封性。

5.2 曲軸前后端防塵蓋的設(shè)計

曲軸前后端的密封屬于要求比較高的部位，由于其裝配的特殊性，必須將整個曲軸端覆蓋住，又考慮到成本和可回收性，采用了壁厚3.5 mm的無縫鋼管和一塊厚度為5 mm的圓形鋼制蓋板的組合。無縫鋼管的內(nèi)徑必須大于曲軸端外徑，其長度必須大于曲軸突出機體外的尺寸，也需要考慮固定蓋板螺栓長度，這樣使得鋼管將曲軸端充分包圍。在鋼制蓋板中打兩個通孔，對應兩個對角的曲軸端螺紋孔，使用螺紋將蓋板固定在曲軸端處，使其壓住鋼管，不留縫隙，進行蔽護密封。

5.3 噴油器孔堵塞的設(shè)計

原本采用圓型黏性紙板貼在噴油器孔表面以密封的方案，但考慮到噴油器孔裝配空間較小，后期維修服務人員撕下紙板可能較為困難，故此方案取消。經(jīng)過測量噴油器孔的深度以及對于通用性的考量，采用了直徑為22 mm到28 mm的錐形橡膠堵塞，首先工藝上對裝配和拆卸都及其便捷，其次通用性也較強，短發(fā)動機表面22 mm到28 mm的孔型漏洞都可使用此堵塞進行密封。

5.4 底部蔽護件的設(shè)計

售后短發(fā)動機沒有油底殼，其底部完全暴露在外，故蔽護要求最高，困難也最大。由于曲軸連桿部分會突出機體底部，使用鋼性材料成本較高，使用黏性紙質(zhì)材料，可黏貼范圍較小，無法黏貼牢固。最終采取了使用工藝油底殼的策略，挑選出成本低廉、用途范圍較廣的油底殼作為蔽護。將油底殼不涂膠直接安裝在機體底部，在表面標明“工藝油底殼，無吸油管”以免維修服務人員漏裝造成發(fā)動機的損壞。

5.5 紙質(zhì)蔽護件的設(shè)計

具有黏性的硬紙板，可黏貼在發(fā)動機表面上尺寸較小、需要蔽護的部位，如機油冷卻器孔，油泵安裝孔等，根據(jù)安裝孔尺寸不同，自行裁剪出相應的尺寸，可圓形，可方形，成本低廉，裝配便捷，通用性強。

5.6 發(fā)動機支承的設(shè)計

短發(fā)動機前支承借用機體前部兩個側(cè)面的支承安裝孔進行固定。后支承利用機體后端面飛輪殼安裝孔進行固定，但由于機體上裝配有飛輪殼定位銷，故必須避開這兩個定位銷。

6 噴漆處理

為了使短發(fā)動機儲存時間更長，在安裝完所有蔽護件后，對發(fā)動機進行整體噴漆處理。所有機加工安裝面都必須進行蔽護，其中機體后端飛輪殼安裝面，由于機加工面較大，采用塑料紙進行覆蓋，使用現(xiàn)場塑料堵塞進行固定，見圖3。其次所有后期需要安裝的螺紋安裝孔都使用現(xiàn)場塑料堵塞進行蔽護，以防噴漆時安裝孔螺紋被油漆覆蓋。

圖3 機體后端安裝面噴漆蔽護

7 結(jié)論

該售后短發(fā)動機的開發(fā)經(jīng)過了概念設(shè)計、樣機試制、性能開發(fā)、機械開發(fā)、最終OTS樣機試制及用戶試驗，驗證了該售后短發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、工作可靠。一款售后短發(fā)動機可覆蓋同一開發(fā)平臺機型達到80%，降低整機賠償成本50%。在現(xiàn)今售后市場的重要性越來越受到重視的情況下，此短發(fā)動機具有推廣的使用價值。在短發(fā)動機的設(shè)計和技術(shù)層面，本文中的介紹提供了一些方法和思路，供參考借鑒。

Optimization of Short Engine for Aftersale Market

Zhao Bing
（Shanghai Diesel Engine Co.,Ltd.,Shanghai 200438,China）

Optimization of a short engine is introduced,including improvements of main structure, shelter parts and assembly requirements.Market applications show that the short engine for reducing overall compensation costs have a significant effect.

short engine,shelter parts,original engine

10.3969/j.issn.1671-0614.2017.01.004

來稿日期：2016-09-20

趙冰（1987-），男，助理工程師，主要研究方向為柴油機售后工程。